Valg av riktig batteripakkekonfigurasjon er avgjørende når man skal designe eller velge et energilagringssystem. For bruksområder som spenner fra gjør-det-selv-kraftbanker til høyspennings kommersielle energilagringssystemer (ESS), forstå begreper som 8S2P, 16S2P, eller 96S2P har direkte innvirkning på ytelse, kostnader, sikkerhet og systemkompatibilitet.
Dette dokumentet beskriver disse konfigurasjonene i detalj, forklarer serie- og parallellkobling av celler og gir veiledning i valg av det optimale batteripakkeoppsettet for spesifikke bruksområder.
Hva betyr 4S1P, 8S2P, 16S2P og 96S2P?
Notasjonen XSYP beskriver hvordan cellene er koblet sammen:
- S (Serie): Celler koblet ende-til-ende, noe som øker den totale spenning
- P (Parallell): Celler koblet side om side, noe som øker den totale kapasitet
| Konfigurasjon | Celler (serie × parallell) | Totalt antall celler | Typisk spenning | Typisk kapasitet |
|---|
| 4S1P | 4 × 1 | 4 | 12.8V | 1× cellekapasitet |
| 8S2P | 8 × 2 | 16 | 25.6V | 2× cellekapasitet |
| 16S2P | 16 × 2 | 32 | 51.2V | 2× cellekapasitet |
| 96S2P | 96 × 2 | 192 | 307.2V | 2× cellekapasitet |
Typiske bruksområder
- 4S1P: Liten 12 V litiumbatteri som bobiler, trollingmotorer eller enkle solcellesett
- 8S2P: Mellomstore 24 V solcelleanlegg for lagring eller reservestrøm
- 16S2P: 48 V solcelleanlegg med høy kapasitet og kommersiell ESS
- 96S2P: Høyspente elektriske kjøretøy, industriell backup og nettlagring
Forklaring av serie- og parallellkoblinger
Hva er serie (S)?
Koble sammen celler i serie øker spenningen, mens kapasiteten forblir den samme.
- Eksempel: Enkelt LiFePO4-celle = 3,2V, 100Ah 4S-pakkespenning = 4 × 3,2V = 12.8Vkapasitet = 100Ah 16S pakningsspenning = 16 × 3,2V = 51.2V, kapasitet = 100Ah
Brukssak: Når systemet ditt krever høyere spenning (f.eks. for å drive vekselrettere eller motorer).
Hva er parallell (P)?
Koble sammen celler i parallell øker kapasiteten mens spenningen forblir konstant.
- Eksempel: Enkeltcelle = 3,2 V, 100 Ah 2P-pakkekapasitet = 2 × 100 Ah = 2 × 100 Ah 200Ah, spenning = 3,2V
Brukssak: Når du ønsker lengre driftstid eller økt energilagring.
Beregning av spenning, kapasitet og energi
| Parameter | Eksempel (16S2P LiFePO4, 100Ah celler) |
|---|
| Totalspenning = Celle V × S | 3.2V × 16 = 51.2V |
| Total kapasitet = Cellens Ah × P | 100Ah × 2 = 100Ah 200Ah |
| Total energi = V × Ah / 1000 | 51,2V × 200Ah = 10,24 kWh |
Eksempler på batteripakker fra den virkelige verden
| Søknad | Konfigurasjon | Spenning | Kapasitet | Merknader |
|---|
| Bobilbatteri | 4S2P | 12.8V | 200Ah | Perfekt for 12 V DC-systemer |
| Hjem ESS | 16S1P | 51.2V | 100Ah | Standard 48V-system |
| Golfvogn | 8S3P | 25.6V | 300Ah | Egnet for 24 V-systemer |
| Industriell ESS | 96S2P | 307.2V | 200Ah | Høy spenning, høy energi |
Serie vs. parallell: Hva bør du velge?
Serie (høyere spenning)
Fordeler:
- Leverer høyere spenning for kraftige belastninger
- Lavere strømstyrke reduserer ledningsnett og energitap
- Kompatibel med standard spenningsinnganger for vekselrettere
Ulemper:
- Krever presis BMS-balansering for å forhindre mismatch mellom cellene
- En enkelt cellefeil kan påvirke hele pakken
Parallell (høyere kapasitet)
Fordeler:
- Øker driftstiden og den totale energilagringen
- Enklere å bytte ut enkeltceller
- Egnet for lavspenning med høy kapasitet
Ulemper:
- Høyere strømstyrke krever tykkere kabler og bedre kjøling
- Risiko for ubalanse i strømstyrken på grunn av ujevn aldring
Oppsummert sammenligning
| Funksjon | Serie | Parallell |
|---|
| Økninger | Spenning | Kapasitet |
| Strømtrekk | Lavere | Høyere |
| Typisk bruk | Motorer, vekselrettere | Reservestrøm, lang driftstid |
| Hovedutfordring | Spenningsbalansering | Strømbalansering |
Sikkerhetsmerknad: Feil serie-parallell-blanding kan føre til ubalanse mellom cellene, termisk løpskhet og BMS-feil. Rådfør deg alltid med eksperter når du utformer batteripakker.
Konfigurasjoner for LiFePO4- og natriumionceller
Sammenligning av spenningen mellom natriumioner og LiFePO4
- Natrium-ion-batteri nominell spenning: ~2,8 V per celle
- LiFePO4 nominell spenning: ~3,2 V per celle
| Målspenning | Natrium-ion (2,8 V) | LiFePO4 (3,2 V) |
|---|
| 48V | 18S | 16S |
| 12V | 5S | 4S |
- Flere serieceller: Høyere spenning, men krever komplekse BMS-, isolasjons- og sikkerhetsprotokoller
- Flere parallelle celler: Øker kapasiteten, men utfordrer dagens balansering og varmestyring
- Designhensyn: Serie reduserer ledningsvolumet, men krever bedre isolasjon; parallell trenger tykkere kabler og bedre kjøling
- Kompatibilitet: Batteripakkens spenning og strømstyrke må samsvare med omformerens og lastens spesifikasjoner for effektivitet og sikkerhet
Tilpasning av batteripakker til omformerens spenning
| Omformerens spenning | Anbefalt konfigurasjon |
|---|
| 12V | 4S |
| 24V | 8S |
| 48V | 16S |
| 300V+ | 96S+ |
Hvordan velge riktig batterikonfigurasjon: Svar på 5 viktige spørsmål
Valg av riktig batterikonfigurasjon er avgjørende for ytelse, sikkerhet og kompatibilitet med systemet ditt. Her er de fem viktigste spørsmålene du må svare på før du bestemmer deg.
velge den beste batterikonfigurasjonen:
- Match spenning (S) til omformeren din
- Størrelse kapasitet (P) til kjøretiden din og last inn
- Balanse plass, vekt og sikkerhet
- Bekreft full kompatibilitet med BMS og vekselretter
For høyspenningsbatteri eller tilpassede energilagringssystemer (f.eks. 96S2P, 48S3P), bør du samarbeide med en profesjonell produsent av litiumbatterier som kan tilpasse løsningen til dine nøyaktige spesifikasjoner.
1. Hvilken systemspenning krever applikasjonen din?
Du bør velge antall celler i serie (S) basert på ønsket systemspenning.
For eksempel:
- Et 48V-system bruker vanligvis 16 LiFePO4-celler i serie (16S), hver på 3,2 V, til sammen 51.2V.
- For 24 V-systemer bruker du 8S (25,6 V).
- Industrielle systemer kan kreve høyspenningskonfigurasjoner som 96S for 307,2V.
Tips: Kontroller alltid vekselretterens nominelle inngangsspenning for å matche batteripakken riktig.
2. Hvor mye batterikapasitet trenger du?
Kapasiteten (Ah) avgjør hvor lenge batteriet kan drive lasten, og den økes ved hjelp av parallellkoblinger (P).
For eksempel:
- 1P = 100Ah
- 2P = 200Ah (to celler koblet i parallell)
- 3P = 300Ah
Bruk parallelle celler for å forlenge driftstiden eller oppfylle høye strømkrav.
Tips: Beregn energibehovet ditt ved å bruke Spenning × kapasitet = total energi (Wh).
3. Hva er lastens strømforbruk (kontinuerlig og topp)?
Hvis systemet ditt trekker høy kontinuerlig strøm eller toppstrøm, trenger du flere parallelle celler for å fordele belastningen på en trygg måte.
Hver celle har en maksimal utladningshastighet. For stor belastning på for få celler kan føre til overoppheting eller systemfeil. En 2P- eller 3P-konfigurasjon gjør det lettere å håndtere større belastninger uten å belaste cellene.
Tips: Kontroller både vekselretterens overspenningsstrøm og motorens startstrøm ved dimensjonering.
4. Har du plass- eller vektbegrensninger?
Ja - den tilgjengelige plassen kan begrense hvor mange celler du kan bruke parallelt eller i serie.
- Flere parallelle celler = mer kapasitet, men også mer vekt og plass.
- Flere serieceller = høyere spenning uten å øke den fysiske størrelsen like mye.
I bobiler, golfbiler eller marine miljøer er kompakt design ofte viktigere enn stor kapasitet.
Tips: Spør batteriprodusenten om modulære eller stabelbare batteripakker.
5. Hva er spesifikasjonene for omformeren og BMS?
Batterikonfigurasjonen må alltid tilpasses vekselretteren og batteristyringssystemet (BMS).
Viktige spesifikasjoner som må verifiseres:
- Omformerens inngangsspenningsområde
- Maks kontinuerlig strøm og toppstrøm
- BMS-støttet spenningsområde og antall celler
En feilmatch kan føre til dårlig ytelse, feilkoder eller til og med skade på systemet.
Tips: Gi databladet for vekselretteren til batterileverandøren for å sikre riktig pakkedesign.
Konklusjon
Ved valg av riktig batteripakkekonfigurasjon balanseres spenning, kapasitet, sikkerhet og kostnader. Seriekoblinger øker spenningen for kraftige belastninger, mens parallellkoblinger forlenger driftstiden og energilagringen. Riktig design og ekspertråd er avgjørende for optimale, sikre og pålitelige batterisystemer.
Trenger du eksperthjelp til å designe eller tilpasse litiumet eller natrium-ion-batteripakke? Kontakt Kamada Power teknisk team for skreddersydde OEM-løsninger og profesjonell veiledning.
VANLIGE SPØRSMÅL
1. Hva betyr 8S2P i en batteripakke?
8S2P betyr at batteripakken har 8 celler koblet i serie og 2 sett i parallell. I denne konfigurasjonen er spenningen lik summen av 8 celler, og kapasiteten er doblet. Hvis du for eksempel bruker LiFePO4-celler (3,2 V, 100 Ah), gir 8S2P 25,6V og 200AhDet gjør den egnet for 24 V-systemer som golfbiler, marine batterier og små solcelleanlegg.
2. Hva er forskjellen mellom 8S2P-, 16S2P- og 96S2P-batteripakker?
Hovedforskjellen ligger i spenningsnivå og energikapasitet.
- 8S2P = 25,6V, 200Ah
- 16S2P = 51,2V, 200Ah
- 96S2P = 307,2V, 200Ah
Flere serieceller øker spenning, mens parallelle celler øker kapasitet. Velg basert på omformerens spenning og effektbehov. 96S2P er vanlig i høyspente elbiler eller industrielle energilagringssystemer.
3. Skal jeg koble batteriene i serie eller parallelt?
Koble i serie hvis du trenger høyere spenning; koble i parallell hvis du trenger høyere kapasitet.
- Serie (S): Legger til spenning (f.eks. for 48 V vekselrettersystemer)
- Parallell (P): Øker kapasiteten (lengre driftstid, flere amperetimer)
I praksis bruker de fleste systemer en kombinasjon av begge for å dekke energi- og spenningsbehovet. Sørg alltid for riktig BMS-støtte (batteristyringssystem).
4. Hvordan beregner jeg spenningen og kapasiteten til en batteripakke?
Multipliser antall serieceller med cellespenningen for å få total spenning; multipliser parallelle celler med cellekapasiteten for å få total kapasitet.
Formel:
- Spenning = serieceller × cellespenning
- Kapasitet = Parallelle celler × Cell Ah
- Energi = Spenning × Kapasitet ÷ 1000 (i kWh)
Eksempel: Et 16S2P-batteri med 3,2 V, 100 Ah-celler = 1,2 V
- 51,2 V (16 × 3,2 V)
- 200Ah (2 × 100Ah)
- 10,24 kWh (51,2V × 200Ah ÷ 1000)
5. Hvilken batterikonfigurasjon er best for en 48V-omformer?
Bruk en 16S-konfigurasjon med LiFePO4-batterier for å matche 48V vekselrettere. Hver LiFePO4-celle er på 3,2 V, så 16 celler i serie gir 51,2 V, noe som er optimalt for 48 V inverterinnganger. Dette er standarden i de fleste solcelle- og energilagringssystemer i hjemmet.
6. Kan jeg blande serie- og parallellkoblinger i én batteripakke?
Ja, det er vanlig å kombinere serie- og parallellkoblinger i batteripakker. Eksempel: 16S2P betyr to sett med 16 celler koblet i serie, deretter parallellkoblet. Blanding må imidlertid være nøye balansert med en riktig BMS for å unngå overoppheting, ubalanse og sikkerhetsrisiko.
7. Er 96S2P egnet for energilagring i hjemmet?
Nei, 96S2P er for høyspent for typiske ESS i hjemmet. Med en nominell spenning på over 300 V er den designet for industriell energilagring, applikasjoner i nettskala og elektriske kjøretøy. ESS-systemer i hjemmet bruker vanligvis 16S- (51,2 V) eller 8S- (25,6 V) konfigurasjoner av hensyn til sikkerhet og kompatibilitet med vekselrettere.
8. Hvordan tilpasser jeg batteripakkene til omformerens spenning?
Tilpass batteriets utgangsspenning nøye til vekselretterens nominelle inngangsspenning. Her er en rask guide:
| Omformerens spenning | Anbefalt batterioppsett |
|---|
| 12V | 4S (12,8V) |
| 24V | 8S (25,6V) |
| 48V | 16S (51,2V) |
| 300V+ | 96S (307,2V) |
Kontroller alltid spesifikasjonene for vekselretteren før du konfigurerer batteripakken.
9. Hvilken type BMS trenger jeg for 96S2P-batteripakken?
Du trenger en høyspennings-BMS som er dimensjonert for minst 96 serieceller, med balansering og beskyttelse opp til 307,2 V. Disse BMS-enhetene er vanligvis spesialdesignet for industrielle ESS eller elektriske kjøretøyplattformer. Sørg for at BMS-enheten støtter:
- Spennings- og varmebeskyttelse
- Aktiv/passiv balansering
- CAN/RS485-kommunikasjon
- Rapportering av feil
10. Kan LiFePO4- og natriumionbatterier bruke samme konfigurasjon?
Nei, natrium-ion-batteri og LiFePO4-celler har forskjellige nominelle spenninger, så serietellingen er forskjellig.
| Batteritype | Nominell spenning | 48V-systemkonfigurasjon |
|---|
| LiFePO4 | 3.2V | 16S |
| Natrium-ion | 2.8V | 18S |
Kontroller alltid kompatibiliteten med BMS og vekselretteren før du bruker natriumionceller.