Porównanie akumulatorów 8S2P, 16S2P i 96S2P: Który wybrać?

Wybór odpowiedniej konfiguracji akumulatora ma fundamentalne znaczenie przy projektowaniu lub wyborze systemu magazynowania energii. W zastosowaniach takich jak banki energii dla majsterkowiczów czy wysokonapięciowe komercyjne systemy magazynowania energii (ESS), rozumiejąc pojęcia takie jak 8S2P, 16S2Plub 96S2P ma bezpośredni wpływ na wydajność, koszty, bezpieczeństwo i kompatybilność systemu.

Niniejszy dokument szczegółowo opisuje te konfiguracje, wyjaśnia szeregowe i równoległe połączenia ogniw oraz zawiera wskazówki dotyczące wyboru optymalnej konfiguracji zestawu akumulatorów do określonych zastosowań.

Co oznaczają 4S1P, 8S2P, 16S2P i 96S2P?

Notacja XSYP opisuje, w jaki sposób komórki są połączone:

• S (Seria): Komórki połączone end-to-end, zwiększające całkowitą napięcie
• P (Równolegle): Ogniwa połączone obok siebie, zwiększające łączną wydajność pojemność

Typowe zastosowania

• 4S1P: Mały Bateria litowa 12 V jak kampery, silniki trollingowe lub podstawowe zestawy solarne
• 8S2P: Średniej wielkości systemy magazynowania energii słonecznej lub zasilania rezerwowego 24 V
• 16S2P: Wysokowydajne zestawy solarne 48 V i komercyjne systemy ESS
• 96S2P: Pojazdy elektryczne wysokiego napięcia (EV), przemysłowe systemy zasilania awaryjnego i magazynowanie w sieci

Wyjaśnienie połączeń szeregowych i równoległych

Co to jest seria (S)?

Łączenie komórek w seria dodaje ich napięcia, podczas gdy pojemność pozostaje taka sama.

• Przykład: Pojedyncze ogniwo LiFePO4 = 3,2V, napięcie pakietu 100Ah 4S = 4 × 3,2V = 12.8Vpojemność = 100Ah napięcie pakietu 16S = 16 × 3,2V = 51.2Vpojemność = 100Ah

Przypadek użycia: Gdy system wymaga wyższego napięcia (np. zasilanie falowników lub silników).

Co to jest Parallel (P)?

Łączenie komórek w równoległy zwiększa pojemność, podczas gdy napięcie pozostaje stałe.

• Przykład: Pojedyncze ogniwo = 3,2V, 100Ah Pojemność pakietu 2P = 2 × 100Ah = 200Ahnapięcie = 3,2 V

Przypadek użycia: Gdy potrzebujesz dłuższego czasu pracy lub większego zapasu energii.

Obliczanie napięcia, pojemności i energii

Przykłady rzeczywistych akumulatorów

Szeregowy vs. równoległy: Co wybrać?

Seria (wyższe napięcie)

Zalety:

• Zapewnia wyższe napięcie dla potężnych obciążeń
• Niższe natężenie prądu zmniejsza grubość okablowania i straty energii
• Kompatybilny ze standardowymi wejściami napięcia falownika

Wady:

• Wymaga precyzyjnego wyważenia BMS, aby zapobiec niedopasowaniu komórek.
• Awaria pojedynczego ogniwa może mieć wpływ na cały zestaw

Równoległy (większa pojemność)

Zalety:

• Wydłuża czas pracy i ogólny czas magazynowania energii
• Łatwiejsza wymiana pojedynczych ogniw
• Odpowiedni do niskiego napięcia i wysokiej wydajności

Wady:

• Wyższe natężenie prądu wymaga grubszych kabli i lepszego chłodzenia
• Ryzyko braku równowagi prądowej z powodu nierównomiernego starzenia się

Podsumowanie Porównanie

Uwaga dotycząca bezpieczeństwa: Nieprawidłowe łączenie szeregowo-równoległe może powodować brak równowagi ogniw, niekontrolowaną pracę termiczną i błędy BMS. Podczas projektowania zestawów akumulatorów należy zawsze konsultować się z ekspertami.

Konfiguracje ogniw LiFePO4 i ogniw sodowo-jonowych

Porównanie napięcia jonów sodowych i LiFePO4

• Akumulator sodowo-jonowy napięcie nominalne: ~2,8 V na ogniwo
• Napięcie nominalne LiFePO4: ~3,2 V na ogniwo

Wpływ konfiguracji na wydajność, koszty i bezpieczeństwo

• Więcej ogniw szeregowych: Wyższe napięcie, ale wymaga złożonego systemu BMS, izolacji i protokołów bezpieczeństwa.
• Więcej równoległych ogniw: Zwiększa wydajność, ale stanowi wyzwanie dla bieżącego równoważenia i zarządzania temperaturą.
• Rozważania projektowe: Połączenie szeregowe zmniejsza ilość okablowania, ale wymaga lepszej izolacji; połączenie równoległe wymaga grubszych kabli i lepszego chłodzenia.
• Kompatybilność: Napięcie i prąd akumulatora muszą być zgodne ze specyfikacją falownika i obciążenia, aby zapewnić wydajność i bezpieczeństwo.

Dopasowanie akumulatorów do napięcia falownika

Jak wybrać odpowiednią konfigurację baterii: Odpowiedzi na 5 kluczowych pytań

Wybór prawidłowej konfiguracji baterii ma zasadnicze znaczenie dla wydajności, bezpieczeństwa i kompatybilności z systemem. Oto 5 najważniejszych pytań, na które należy odpowiedzieć przed podjęciem decyzji.

wybrać najlepszą konfigurację baterii:

• Mecz napięcie (S) do falownika
• Rozmiar pojemność (P) do środowiska uruchomieniowego i załadować
• Równowaga przestrzeń, waga i bezpieczeństwo
• Potwierdź w całości kompatybilność z systemem BMS i falownikiem

Dla akumulator wysokiego napięcia lub niestandardowe systemy magazynowania energii (np. 96S2P, 48S3P), należy współpracować z profesjonalistą. Producent baterii litowych który może dostosować rozwiązanie do dokładnych specyfikacji klienta.

1. Jakiego napięcia systemowego wymaga aplikacja?

Należy wybrać liczbę ogniw połączonych szeregowo (S) w oparciu o wymagane napięcie systemu.

Na przykład:

• System 48V zazwyczaj wykorzystuje 16 ogniw LiFePO4 połączonych szeregowo (16S), każdy o napięciu 3,2 V, łącznie 51.2V.
• W przypadku systemów 24 V należy użyć 8S (25,6 V).
• Systemy przemysłowe mogą wymagać konfiguracji wysokonapięciowych, takich jak 96S dla 307.2V.

Wskazówka: Zawsze sprawdzaj znamionowe napięcie wejściowe falownika, aby prawidłowo dopasować akumulator.

2. Jak dużej pojemności baterii potrzebujesz?

Pojemność (Ah) określa, jak długo akumulator może zasilać obciążenie i jest zwiększana poprzez połączenia równoległe (P).

Na przykład:

• 1P = 100Ah
• 2P = 200Ah (dwa ogniwa połączone równolegle)
• 3P = 300Ah

Użyj równoległych ogniw, aby wydłużyć czas pracy lub sprostać wysokim wymaganiom prądowym.

Wskazówka: Oblicz swoje zapotrzebowanie na energię używając: Napięcie × Pojemność = Całkowita energia (Wh).

3. Jaki jest pobór prądu przez obciążenie (ciągły i szczytowy)?

Jeśli system pobiera wysoki prąd ciągły lub szczytowy, potrzeba więcej równoległych ogniw, aby bezpiecznie rozłożyć obciążenie.

Każde ogniwo ma maksymalną szybkość rozładowania. Zbyt duże obciążenie zbyt małej liczby ogniw może spowodować przegrzanie lub awarię systemu. Konfiguracja 2P lub 3P pomaga obsługiwać większe obciążenia bez obciążania ogniw.

Wskazówka: Podczas doboru należy sprawdzić zarówno prąd udarowy falownika, jak i prąd rozruchowy silnika.

4. Czy masz ograniczenia przestrzenne lub wagowe?

Tak - dostępna przestrzeń może ograniczać liczbę ogniw używanych równolegle lub szeregowo.

• Więcej równoległych ogniw = większa pojemność, ale także większa waga i przestrzeń.
• Więcej ogniw szeregowych = wyższe napięcie bez zwiększania rozmiaru fizycznego.

W kamperach, wózkach golfowych lub na morzu kompaktowa konstrukcja często ma większe znaczenie niż duża pojemność.

Wskazówka: Zapytaj producenta akumulatora o modułowe lub sztaplowane konstrukcje akumulatorów.

5. Jakie są specyfikacje falownika i systemu BMS?

Zawsze należy dopasować konfigurację akumulatora do falownika i systemu zarządzania akumulatorem (BMS).

Kluczowe specyfikacje do zweryfikowania:

• Zakres napięcia wejściowego falownika
• Maksymalny prąd ciągły i szczytowy
• Obsługiwany przez BMS zakres napięcia i liczba ogniw

Niedopasowanie może prowadzić do niskiej wydajności, kodów błędów, a nawet uszkodzenia systemu.

Wskazówka: Dostarcz arkusz danych falownika do dostawcy akumulatorów w celu prawidłowego zaprojektowania zestawu.

Wnioski

Wybór odpowiedniej konfiguracji akumulatora zapewnia równowagę między napięciem, pojemnością, bezpieczeństwem i kosztami. Połączenia szeregowe zwiększają napięcie dla potężnych obciążeń, podczas gdy połączenia równoległe wydłużają czas pracy i magazynowania energii. Właściwy projekt i porady ekspertów mają kluczowe znaczenie dla optymalnych, bezpiecznych i niezawodnych systemów akumulatorowych.

Potrzebujesz pomocy eksperta przy projektowaniu lub dostosowywaniu litu lub zestaw akumulatorów sodowo-jonowych? Kontakt Kamada Power zespół techniczny zapewniający dostosowane do potrzeb rozwiązania OEM i profesjonalne doradztwo.

FAQ

1. Co oznacza 8S2P w zestawie baterii?

8S2P oznacza, że akumulator ma 8 ogniw połączonych szeregowo i 2 zestawy równolegle. W tej konfiguracji napięcie jest równe sumie 8 ogniw, a pojemność jest podwojona. Na przykład, używając ogniw LiFePO4 (3,2 V, 100 Ah), 8S2P zapewnia 25,6 V i 200 AhDzięki temu nadaje się do systemów 24 V, takich jak wózki golfowe, akumulatory morskie i małe magazyny energii słonecznej.

2. Jaka jest różnica między akumulatorami 8S2P, 16S2P i 96S2P?

Główna różnica polega na poziomie napięcia i pojemności energetycznej.

• 8S2P = 25,6 V, 200 Ah
• 16S2P = 51,2 V, 200 Ah
• 96S2P = 307,2 V, 200 Ah

Więcej ogniw szeregowych zwiększa napięciepodczas gdy ogniwa równoległe zwiększają pojemność. Wybór w oparciu o napięcie falownika i wymagania dotyczące mocy. 96S2P jest powszechnie stosowany w wysokonapięciowych pojazdach elektrycznych lub przemysłowych systemach magazynowania energii.

3. Czy powinienem połączyć akumulatory szeregowo czy równolegle?

Połącz szeregowo, jeśli potrzebujesz wyższego napięcia; połącz równolegle, jeśli potrzebujesz większej pojemności.

• Seria (S): Dodaje napięcie (np. dla systemów inwerterowych 48 V)
• Równoległy (P): Większa pojemność (dłuższy czas pracy, więcej amperogodzin)

W praktyce większość systemów używa połączenie obu aby zaspokoić potrzeby energetyczne i napięciowe. Zawsze należy zapewnić odpowiednią obsługę BMS (systemu zarządzania baterią).

4. Jak obliczyć napięcie i pojemność akumulatora?

Pomnóż liczbę ogniw szeregowych przez napięcie ogniwa, aby uzyskać całkowite napięcie; pomnóż ogniwa równoległe przez pojemność ogniwa, aby uzyskać całkowitą pojemność.

Formuła:

• Napięcie = ogniwa szeregowe × napięcie ogniwa
• Pojemność = ogniwa równoległe × ogniwo Ah
• Energia = Napięcie × Pojemność ÷ 1000 (w kWh)

Przykład: Akumulator 16S2P wykorzystujący ogniwa 3,2 V, 100 Ah =

• 51,2 V (16 × 3,2 V)
• 200Ah (2 × 100Ah)
• 10,24 kWh (51,2 V × 200 Ah ÷ 1000)

5. Jaka konfiguracja akumulatorów jest najlepsza dla falownika 48 V?

Użyj konfiguracji 16S z akumulatorami LiFePO4, aby dopasować się do falowników 48V. Każde ogniwo LiFePO4 ma napięcie 3,2 V, więc 16 ogniw połączonych szeregowo zapewnia napięcie 51,2 V, które jest optymalne dla wejść falownika 48 V. Jest to standard w większości systemów magazynowania energii słonecznej i domowej.

6. Czy mogę łączyć połączenia szeregowe i równoległe w jednym zestawie akumulatorów?

Tak, łączenie połączeń szeregowych i równoległych jest powszechne w akumulatorach. Przykład: 16S2P oznacza dwa zestawy po 16 ogniw połączonych szeregowo, a następnie równolegle. Jednakże, mieszanie musi być starannie wyważony z odpowiednim systemem BMS, aby uniknąć przegrzania, niewyważenia i zagrożeń dla bezpieczeństwa.

7. Czy 96S2P nadaje się do domowego magazynowania energii?

Nie, 96S2P to zbyt wysokie napięcie dla typowych domowych ESS. Przy napięciu nominalnym przekraczającym 300 V, jest on przeznaczony do przemysłowego magazynowania energii, zastosowań na skalę sieciową i pojazdów elektrycznych. Domowe systemy ESS zazwyczaj wykorzystują konfiguracje 16S (51,2 V) lub 8S (25,6 V) w celu zapewnienia bezpieczeństwa i kompatybilności z falownikiem.

8. Jak dopasować napięcie akumulatorów do napięcia falownika?

Dopasuj napięcie wyjściowe akumulatora ściśle do znamionowego napięcia wejściowego falownika. Oto krótki przewodnik:

Przed sfinalizowaniem konfiguracji zestawu akumulatorów należy zawsze sprawdzić specyfikacje falownika.

9. Jakiego typu systemu BMS potrzebuję do akumulatora 96S2P?

Potrzebny jest wysokonapięciowy system BMS dla co najmniej 96 ogniw szeregowych, z równoważeniem i ochroną do 307,2 V. Te jednostki BMS są zwykle projektowane na zamówienie dla przemysłowych platform ESS lub pojazdów elektrycznych. Należy upewnić się, że system BMS obsługuje:

• Zabezpieczenie napięciowe i termiczne
• Równoważenie aktywne/pasywne
• Komunikacja CAN/RS485
• Raportowanie błędów

10. Czy akumulatory LiFePO4 i sodowo-jonowe mogą korzystać z tej samej konfiguracji?

Nie, akumulator sodowo-jonowy Ogniwa LiFePO4 i LiFePO4 mają różne napięcia nominalne, więc liczba serii jest różna.

Przed użyciem ogniw sodowo-jonowych należy zawsze potwierdzić zgodność z BMS i falownikiem.