Compare os conjuntos de baterias 8S2P, 16S2P e 96S2P: Qual escolher?

A seleção da configuração adequada do conjunto de baterias é fundamental para a conceção ou escolha de um sistema de armazenamento de energia. Para aplicações que vão desde bancos de energia "faça você mesmo" a baterias de alta tensão sistemas comerciais de armazenamento de energia (ESS), compreendendo termos como 8S2P, 16S2P, ou 96S2P tem um impacto direto no desempenho, no custo, na segurança e na compatibilidade do sistema.

Este documento detalha estas configurações, clarifica as ligações de células em série e em paralelo e fornece orientações para selecionar a configuração ideal do conjunto de baterias para aplicações específicas.

O que significam 4S1P, 8S2P, 16S2P e 96S2P?

A notação XSYP descreve a forma como as células estão ligadas:

• S (Série): Células ligadas de ponta a ponta, aumentando o total tensão
• P (Paralelo): Células ligadas lado a lado, aumentando o total de capacidade

Aplicações típicas

• 4S1P: Pequeno Bateria de lítio de 12v como caravanas, motores de corrico ou kits solares básicos
• 8S2P: Sistemas de armazenamento solar ou de energia de reserva de 24V de média dimensão
• 16S2P: Sistemas solares de 48V de elevada capacidade e ESS comercial
• 96S2P: Veículos eléctricos de alta tensão (VEs), apoio industrial e armazenamento da rede

Explicação das ligações em série e paralelas

O que é uma série (S)?

Ligação de células em série adiciona as suas tensões enquanto a capacidade permanece a mesma.

• Exemplo: Célula LiFePO4 única = 3,2V, 100Ah 4S tensão do pacote = 4 × 3,2V = 12.8V, capacidade = 100Ah 16S tensão do pack = 16 × 3,2V = 51.2V, capacidade = 100Ah

Caso de utilização: Quando o seu sistema requer uma tensão mais elevada (por exemplo, alimentação de inversores ou motores).

O que é o Paralelo (P)?

Ligação de células em paralelo aumenta a capacidade enquanto a tensão se mantém constante.

• Exemplo: Célula única = 3,2V, 100Ah Capacidade do pack 2P = 2 × 100Ah = 200Ah, tensão = 3,2V

Caso de utilização: Quando se pretende um tempo de funcionamento mais longo ou um maior armazenamento de energia.

Cálculo da tensão, da capacidade e da energia

Exemplos de baterias do mundo real

Série vs. Paralelo: Qual deve escolher?

Série (Tensão mais elevada)

Vantagens:

• Fornece uma tensão mais elevada para cargas potentes
• A corrente mais baixa reduz o calibre da cablagem e a perda de energia
• Compatível com entradas de tensão padrão do inversor

Desvantagens:

• Requer um equilíbrio preciso do BMS para evitar a incompatibilidade das células
• Uma falha numa única célula pode afetar todo o conjunto

Paralelo (maior capacidade)

Vantagens:

• Aumenta o tempo de funcionamento e o armazenamento global de energia
• Mais fácil de substituir células individuais
• Adequado para necessidades de baixa tensão e elevada capacidade

Desvantagens:

• Uma corrente mais elevada exige cabos mais espessos e um melhor arrefecimento
• Risco de desequilíbrio de corrente devido a um envelhecimento desigual

Comparação sumária

Nota de segurança: Uma mistura série-paralela incorrecta pode causar desequilíbrio das células, fuga térmica e falhas no BMS. Consulte sempre especialistas quando conceber conjuntos de baterias.

Configurações para células de iões de sódio e LiFePO4

Comparação de tensão de iões de sódio vs. LiFePO4

• Bateria de iões de sódio tensão nominal: ~2,8V por célula
• Tensão nominal do LiFePO4: ~3,2V por célula

Impacto da configuração no desempenho, custo e segurança

• Mais células da série: Tensão mais elevada, mas requer protocolos complexos de BMS, isolamento e segurança
• Mais células paralelas: Aumenta a capacidade mas põe em causa o equilíbrio e a gestão térmica actuais
• Considerações sobre a conceção: Os cabos em série reduzem o volume da cablagem, mas exigem um melhor isolamento; os cabos em paralelo necessitam de cabos mais espessos e de um melhor arrefecimento
• Compatibilidade: A tensão e a corrente do conjunto de baterias devem corresponder às especificações do inversor e da carga para eficiência e segurança

Correspondência dos conjuntos de baterias com a tensão do inversor

Como escolher a configuração correta da bateria: 5 perguntas-chave respondidas

A escolha da configuração correta da bateria é essencial para o desempenho, segurança e compatibilidade com o seu sistema. Aqui estão as 5 principais perguntas a que deve responder antes de tomar uma decisão.

escolher a melhor configuração da bateria:

• Jogo tensão (S) ao seu inversor
• Tamanho capacidade (P) para o seu tempo de execução e carregar
• Equilíbrio espaço, peso e segurança
• Confirmar totalmente compatibilidade com o seu BMS e inversor

Para bateria de alta tensão ou sistemas de armazenamento de energia personalizados (por exemplo, 96S2P, 48S3P), trabalhe com um profissional fabricante de baterias de lítio que pode personalizar a solução de acordo com as suas especificações exactas.

1. Que tensão do sistema é necessária para a sua aplicação?

Deve escolher o número de células em série (S) com base na tensão necessária para o sistema.

Por exemplo:

• Um sistema de 48V utiliza normalmente 16 células LiFePO4 em série (16S), cada uma a 3,2V, totalizando 51.2V.
• Para sistemas de 24V, utilizar 8S (25,6V).
• Os sistemas industriais podem exigir configurações de alta tensão como 96S para 307,2V.

Dica: Verifique sempre a tensão de entrada nominal do inversor para corresponder corretamente à sua bateria.

2. Qual é a capacidade da bateria de que necessita?

A capacidade (Ah) determina o tempo que a bateria pode alimentar a carga e é aumentada através de ligações paralelas (P).

Por exemplo:

• 1P = 100Ah
• 2P = 200Ah (duas células ligadas em paralelo)
• 3P = 300Ah

Utilize células paralelas para prolongar o tempo de funcionamento ou satisfazer exigências de corrente elevada.

Sugestão: Calcule as suas necessidades energéticas utilizando: Tensão × Capacidade = Energia Total (Wh).

3. Qual é o consumo de corrente da sua carga (contínuo e de pico)?

Se o seu sistema consumir uma corrente contínua ou de pico elevada, necessita de mais células paralelas para distribuir a carga com segurança.

Cada pilha tem uma taxa de descarga máxima. Demasiada carga em muito poucas células pode causar sobreaquecimento ou falha do sistema. Uma configuração 2P ou 3P ajuda a suportar cargas maiores sem stressar as células.

Sugestão: Ao efetuar o dimensionamento, verifique a corrente de pico do inversor e a corrente de arranque do motor.

4. Tem limitações de espaço ou de peso?

Sim - o espaço disponível pode restringir o número de células que pode utilizar em paralelo ou em série.

• Mais células paralelas = mais capacidade, mas também mais peso e espaço.
• Mais células em série = tensão mais elevada sem aumentar tanto o tamanho físico.

Em veículos de recreio, carrinhos de golfe ou ambientes marítimos, o design compacto é muitas vezes mais importante do que a grande capacidade.

Sugestão: Pergunte ao seu fabricante de baterias sobre modelos de pacotes modulares ou empilháveis.

5. Quais são as especificações do vosso inversor e BMS?

Faça sempre corresponder a configuração da sua bateria ao seu inversor e sistema de gestão da bateria (BMS).

Especificações principais a verificar:

• Gama de tensão de entrada do inversor
• Corrente máxima contínua e de pico
• Gama de tensão e contagem de células suportadas pelo BMS

Uma incompatibilidade pode levar a um mau desempenho, códigos de erro ou mesmo a danos no sistema.

Sugestão: Forneça a folha de dados do seu inversor ao fornecedor da bateria para uma conceção correta do conjunto.

Conclusão

A escolha da configuração correta do conjunto de baterias equilibra a tensão, a capacidade, a segurança e o custo. As ligações em série aumentam a tensão para cargas potentes, enquanto as ligações paralelas aumentam o tempo de funcionamento e o armazenamento de energia. A conceção adequada e o aconselhamento especializado são essenciais para sistemas de baterias óptimos, seguros e fiáveis.

Precisa de ajuda especializada para conceber ou personalizar o seu lítio ou bateria de iões de sódio? Contactar a Kamada Power equipa técnica para soluções OEM personalizadas e orientação profissional.

FAQ

1. O que significa 8S2P numa bateria?

8S2P significa que o conjunto de baterias tem 8 células ligadas em série e 2 conjuntos em paralelo. Nesta configuração, a tensão é igual à soma das 8 células e a capacidade é duplicada. Por exemplo, utilizando células LiFePO4 (3,2V, 100Ah), 8S2P fornece 25,6V e 200Ahtornando-o adequado para sistemas de 24V, como carrinhos de golfe, baterias marítimas e pequenos armazenamentos solares.

2. Qual é a diferença entre as baterias 8S2P, 16S2P e 96S2P?

A principal diferença reside no nível de tensão e na capacidade energética.

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

Mais células em série aumentam tensãoenquanto as células paralelas aumentam capacidade. Escolha com base nos requisitos de tensão e potência do seu inversor. O 96S2P é comum em sistemas de armazenamento de energia de EV ou industriais de alta tensão.

3. Devo ligar as baterias em série ou em paralelo?

Ligue em série se necessitar de uma tensão mais elevada; ligue em paralelo se necessitar de uma capacidade mais elevada.

• Série (S): Adiciona tensão (por exemplo, para sistemas de inversores de 48V)
• Paralelo (P): Aumenta a capacidade (maior tempo de funcionamento, mais amperes-hora)

Na prática, a maioria dos sistemas utiliza um combinação de ambos para satisfazer as necessidades de energia e tensão. Assegurar sempre um suporte adequado do BMS (sistema de gestão da bateria).

4. Como posso calcular a tensão e a capacidade de uma bateria?

Multiplique o número de células em série pela tensão da célula para obter a tensão total; multiplique as células paralelas pela capacidade da célula para obter a capacidade total.

Fórmula:

• Tensão = células em série × tensão da célula
• Capacidade = Células paralelas × Célula Ah
• Energia = Tensão × Capacidade ÷ 1000 (em kWh)

Exemplo: Uma bateria 16S2P com células de 3,2V e 100Ah =

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

5. Qual é a melhor configuração de bateria para um inversor de 48V?

Utilize uma configuração de 16S com baterias LiFePO4 para combinar com inversores de 48V. Cada célula LiFePO4 tem 3,2V, pelo que 16 células em série fornecem 51,2V, o que é ótimo para entradas de inversor de 48V. Este é o padrão na maioria dos sistemas de armazenamento de energia solar e doméstica.

6. Posso misturar ligações em série e em paralelo numa bateria?

Sim, a combinação de ligações em série e em paralelo é comum nos conjuntos de baterias. Exemplo: 16S2P significa dois conjuntos de 16 células ligadas em série e depois em paralelo. No entanto, a mistura deve ser cuidadosamente equilibrado com um BMS adequado para evitar o sobreaquecimento, o desequilíbrio e os riscos de segurança.

7. O 96S2P é adequado para o armazenamento doméstico de energia?

Não, o 96S2P é demasiado de alta tensão para um ESS doméstico típico. Com uma tensão nominal superior a 300V, foi concebido para armazenamento de energia industrial, aplicações à escala da rede e veículos eléctricos. Os sistemas ESS domésticos utilizam normalmente configurações de 16S (51,2V) ou 8S (25,6V) para segurança e compatibilidade com o inversor.

8. Como é que faço corresponder os conjuntos de baterias à tensão do inversor?

Faça corresponder a saída de tensão da bateria à entrada nominal do seu inversor. Eis um guia rápido:

Verifique sempre as especificações do seu inversor antes de finalizar a configuração do conjunto de baterias.

9. Que tipo de BMS é necessário para a bateria 96S2P?

Necessita de um BMS de alta tensão com capacidade para, pelo menos, 96 células em série, com equilíbrio e proteção até 307,2V. Estas unidades BMS são normalmente concebidas à medida para ESS industriais ou plataformas de veículos eléctricos. Assegurar que o BMS suporta:

• Proteção térmica e de tensão
• Equilíbrio ativo/passivo
• Comunicação CAN/RS485
• Comunicação de avarias

10. As baterias de LiFePO4 e de iões de sódio podem utilizar a mesma configuração?

Não, pilha de iões de sódio e LiFePO4 têm tensões nominais diferentes, pelo que a contagem em série é diferente.

Confirme sempre a compatibilidade com o seu BMS e inversor antes de utilizar células de iões de sódio.