Att välja rätt batteripackskonfiguration är grundläggande när man utformar eller väljer ett energilagringssystem. För applikationer som sträcker sig från gör-det-själv-kraftbanker till högspännings kommersiella energilagringssystem (ESS), förstå termer som till exempel 8S2P, 16S2P, eller 96S2P har en direkt inverkan på prestanda, kostnader, säkerhet och systemkompatibilitet.
Detta dokument beskriver dessa konfigurationer, klargör serie- och parallellkoppling av celler och ger vägledning för att välja den optimala batteripaketkonfigurationen för specifika applikationer.
Vad betyder 4S1P, 8S2P, 16S2P och 96S2P?
Notationen XSYP beskriver hur cellerna är kopplade till varandra:
- S (Serie): Celler anslutna end-to-end, vilket ökar det totala spänning
- P (parallell): Celler anslutna sida vid sida, vilket ökar den totala kapacitet
| Konfiguration | Celler (serie × parallell) | Totalt antal celler | Typisk spänning | Typisk kapacitet |
|---|
| 4S1P | 4 × 1 | 4 | 12.8V | 1× cellkapacitet |
| 8S2P | 8 × 2 | 16 | 25.6V | 2× cellkapacitet |
| 16S2P | 16 × 2 | 32 | 51.2V | 2× cellkapacitet |
| 96S2P | 96 × 2 | 192 | 307.2V | 2× cellkapacitet |
Typiska tillämpningar
- 4S1P: Liten 12 V litiumbatteri som husvagnar, trollingmotorer eller grundläggande solcellspaket
- 8S2P: Medelstora 24V solcellssystem för lagring eller reservkraft
- 16S2P: 48V solcellsanläggningar med hög kapacitet och kommersiell ESS
- 96S2P: Högspända elfordon, industriell backup och lagring i elnätet
Förklaring av serie- och parallellkopplingar
Vad är en serie (S)?
Anslutande celler i serie lägger till sina spänningar medan kapaciteten förblir densamma.
- Exempel: Enkel LiFePO4-cell = 3,2V, 100Ah 4S packspänning = 4 × 3,2V = 12.8V, kapacitet = 100Ah 16S packspänning = 16 × 3,2V = 51.2V, kapacitet = 100Ah
Användningsfall: När ditt system kräver högre spänning (t.ex. för att driva växelriktare eller motorer).
Vad är parallell (P)?
Anslutande celler i parallell ökar kapaciteten medan spänningen förblir konstant.
- Exempel: Enkelcell = 3,2V, 100Ah Kapacitet för 2P-paket = 2 × 100Ah = 200Ah, spänning = 3,2V
Användningsfall: När du vill ha längre drifttid eller ökad energilagring.
Beräkning av spänning, kapacitet och energi
| Parameter | Exempel (16S2P LiFePO4, 100Ah celler) |
|---|
| Total spänning = Cell V × S | 3.2V × 16 = 51.2V |
| Total kapacitet = Cell Ah × P | 100Ah × 2 = 100Ah 200Ah |
| Total energi = V × Ah / 1000 | 51,2V × 200Ah = 51,2V × 200Ah = 51,2V × 200Ah 10,24 kWh |
Exempel på batteripaket i den verkliga världen
| Tillämpning | Konfiguration | Spänning | Kapacitet | Anteckningar |
|---|
| Batteri för husbil | 4S2P | 12.8V | 200Ah | Perfekt för 12V DC-system |
| Hem ESS | 16S1P | 51.2V | 100Ah | Standard 48V-system |
| Golfbil | 8S3P | 25.6V | 300Ah | Lämplig för 24V-system |
| Industriell ESS | 96S2P | 307.2V | 200Ah | Högspänning, hög energi |
Serie eller parallell: Vilket bör du välja?
Serie (högre spänning)
Fördelar:
- Levererar högre spänning för kraftfulla belastningar
- Lägre strömstyrka minskar kabeldragning och energiförlust
- Kompatibel med standardspänningsingångar för inverterare
Nackdelar:
- Kräver exakt BMS-balansering för att förhindra felmatchning av celler
- Ett fel på en enda cell kan påverka hela paketet
Parallell (högre kapacitet)
Fördelar:
- Ökar körtiden och den totala energilagringen
- Lättare att byta ut enskilda celler
- Lämplig för behov av låg spänning och hög kapacitet
Nackdelar:
- Högre strömstyrka kräver tjockare kablar och bättre kylning
- Risk för strömobalans på grund av ojämnt åldrande
Sammanfattande jämförelse
| Funktion | Serie | Parallell |
|---|
| Ökar | Spänning | Kapacitet |
| Strömdragning | Lägre | Högre |
| Typisk användning | Motorer, omriktare | Reservkraft, lång drifttid |
| Huvudsaklig utmaning | Spänningsbalansering | Nuvarande balansering |
Säkerhetsanmärkning: Felaktig serie-parallellblandning kan orsaka obalans mellan cellerna, termisk flykt och BMS-fel. Rådgör alltid med experter när du utformar batteripaket.
Konfigurationer för LiFePO4- och natriumjonceller
Spänningsjämförelse mellan natriumjon och LiFePO4
- Natriumjonbatteri nominell spänning: ~2,8V per cell
- LiFePO4 nominell spänning: ~3,2V per cell
| Målspänning | Natriumjon (2,8V) | LiFePO4 (3,2V) |
|---|
| 48V | 18S | 16S |
| 12V | 5S | 4S |
- Fler serieceller: Högre spänning men kräver komplexa BMS-, isolerings- och säkerhetsprotokoll
- Fler parallella celler: Ökar kapaciteten men utmanar strömbalansering och termisk hantering
- Designöverväganden: Serie minskar kabeldragningen men kräver bättre isolering; parallell kräver tjockare kablar och förbättrad kylning
- Kompatibilitet: Batteripaketets spänning och ström måste överensstämma med växelriktarens och lastens specifikationer för effektivitet och säkerhet
Matchning av batteripaket till växelriktarens spänning
| Inverterarens spänning | Rekommenderad konfiguration |
|---|
| 12V | 4S |
| 24V | 8S |
| 48V | 16S |
| 300V+ | 96S+ |
Hur man väljer rätt batterikonfiguration: 5 viktiga frågor besvarade
Att välja rätt batterikonfiguration är avgörande för prestanda, säkerhet och kompatibilitet med ditt system. Här är de 5 viktigaste frågorna som du måste besvara innan du bestämmer dig.
välja den bästa batterikonfigurationen:
- Tändsticka spänning (S) till din inverterare
- Storlek kapacitet (P) till din runtime och ladda
- Balans utrymme, vikt och säkerhet
- Bekräfta full kompatibilitet med din BMS och växelriktare
För högspänningsbatteri eller anpassade energilagringssystem (t.ex. 96S2P, 48S3P) ska du samarbeta med en professionell tillverkare av litiumbatterier som kan skräddarsy lösningen efter dina exakta specifikationer.
1. Vilken systemspänning kräver din applikation?
Du bör välja antalet celler i serie (S) baserat på den systemspänning du behöver.
Till exempel:
- Ett 48V-system använder vanligtvis 16 LiFePO4-celler i serie (16S), var och en på 3,2V, totalt 51.2V.
- För 24V-system, använd 8S (25,6V).
- Industriella system kan kräva högspänningskonfigurationer som 96S för 307.2V.
Tips: Kontrollera alltid växelriktarens nominella ingångsspänning för att matcha ditt batteripaket korrekt.
2. Hur mycket batterikapacitet behöver du?
Kapaciteten (Ah) avgör hur länge batteriet kan driva lasten och ökas genom parallellkoppling (P).
Till exempel:
- 1P = 100Ah
- 2P = 200Ah (två parallellkopplade celler)
- 3P = 300Ah
Använd parallella celler för att förlänga drifttiden eller uppfylla krav på hög strömstyrka.
Tips och råd: Beräkna ditt energibehov med hjälp av: Spänning × Kapacitet = Total energi (Wh).
3. Vad är din belastnings strömförbrukning (kontinuerlig och topp)?
Om ditt system drar hög kontinuerlig ström eller toppström behöver du fler parallella celler för att fördela belastningen på ett säkert sätt.
Varje cell har en maximal urladdningshastighet. För hög belastning på för få celler kan leda till överhettning eller systemfel. En 2P eller 3P konfiguration hjälper till att hantera större belastningar utan att belasta cellerna.
Tips: Kontrollera både växelriktarens överspänningsström och motorns startström när du dimensionerar.
4. Har du utrymmes- eller viktbegränsningar?
Ja - det tillgängliga utrymmet kan begränsa hur många celler du kan använda parallellt eller i serie.
- Fler parallella celler = mer kapacitet men också mer vikt och utrymme.
- Fler serieceller = högre spänning utan att öka den fysiska storleken lika mycket.
I husvagnar, golfbilar eller marina miljöer är kompakt design ofta viktigare än stor kapacitet.
Tips: Fråga din batteritillverkare om modulära eller stapelbara förpackningar.
5. Vilka är specifikationerna för din växelriktare och BMS?
Anpassa alltid batterikonfigurationen till växelriktaren och batterihanteringssystemet (BMS).
Viktiga specifikationer för att verifiera:
- Omriktarens ingångsspänning
- Max kontinuerlig och toppström
- BMS-stödd spänningsintervall och cellantal
En felaktig matchning kan leda till dålig prestanda, felkoder eller till och med systemskador.
Tips och råd: Ge batterileverantören datablad för din växelriktare för korrekt utformning av batteripaketet.
Slutsats
När du väljer rätt batteripaketkonfiguration balanserar du spänning, kapacitet, säkerhet och kostnad. Seriekopplingar ökar spänningen för kraftfulla belastningar, medan parallellkopplingar förlänger drifttiden och energilagringen. Korrekt design och expertråd är avgörande för optimala, säkra och tillförlitliga batterisystem.
Behöver du experthjälp med att designa eller anpassa din litium- eller Natriumjonbatteripaket? Kontakta Kamada Power tekniska team för skräddarsydda OEM-lösningar och professionell vägledning.
VANLIGA FRÅGOR
1. Vad betyder 8S2P i ett batteripaket?
8S2P betyder att batteripaketet har 8 seriekopplade celler och 2 parallellkopplade celler. I den här konfigurationen är spänningen lika med summan av 8 celler och kapaciteten fördubblas. Om man till exempel använder LiFePO4-celler (3,2 V, 100 Ah) ger 8S2P 25,6V och 200Ahvilket gör den lämplig för 24V-system som golfbilar, marina batterier och små solcellslager.
2. Vad är skillnaden mellan batteripaketen 8S2P, 16S2P och 96S2P?
Den största skillnaden ligger i spänningsnivå och energikapacitet.
- 8S2P = 25,6V, 200Ah
- 16S2P = 51,2V, 200Ah
- 96S2P = 307,2V, 200Ah
Fler serieceller ökar spänningmedan parallella celler ökar kapacitet. Välj baserat på din växelriktares spänning och effektbehov. 96S2P är vanlig i högspända EV- eller industriella energilagringssystem.
3. Ska jag koppla batterierna i serie eller parallellt?
Seriekoppla om du behöver högre spänning; parallellkoppla om du behöver högre kapacitet.
- Serie (S): Lägger till spänning (t.ex. för 48V inverterarsystem)
- Parallell (P): Ökar kapaciteten (längre drifttid, fler amperetimmar)
I praktiken använder de flesta system en kombination av båda för att tillgodose energi- och spänningsbehov. Säkerställ alltid korrekt BMS-stöd (batterihanteringssystem).
4. Hur beräknar jag spänning och kapacitet för ett batteripaket?
Multiplicera antalet serieceller med cellspänningen för att få total spänning; multiplicera parallella celler med cellkapaciteten för att få total kapacitet.
Formel:
- Spänning = Serieceller × Cellspänning
- Kapacitet = Parallella celler × Cell Ah
- Energi = Spänning × Kapacitet ÷ 1000 (i kWh)
Exempel: Ett 16S2P-batteri med 3,2V, 100Ah celler =
- 51,2V (16 × 3,2V)
- 200Ah (2 × 100Ah)
- 10,24 kWh (51,2V × 200Ah ÷ 1000)
5. Vilken batterikonfiguration är bäst för en 48V-växelriktare?
Använd en 16S-konfiguration med LiFePO4-batterier för att matcha 48V-omvandlare. Varje LiFePO4-cell är på 3,2 V, så 16 celler i serie ger 51,2 V, vilket är optimalt för 48 V-ingångar till växelriktare. Detta är standarden i de flesta lagringssystem för solenergi och hushållsenergi.
6. Kan jag blanda serie- och parallellkopplingar i ett och samma batteripaket?
Ja, det är vanligt att kombinera serie- och parallellkopplingar i batteripack. Exempel: 16S2P betyder två uppsättningar med 16 celler som är seriekopplade och sedan parallellkopplade. Blandningen måste dock vara noggrant balanserad med en lämplig BMS för att undvika överhettning, obalans och säkerhetsrisker.
7. Är 96S2P lämplig för energilagring i hemmet?
Nej, 96S2P är för högspänd för typiska ESS i hemmet. Med en nominell spänning på över 300 V är den utformad för industriell energilagring, applikationer i nätskala och elfordon. ESS-system i hemmet använder vanligtvis 16S (51,2 V) eller 8S (25,6 V) konfigurationer av säkerhets- och växelriktarkompatibilitetsskäl.
8. Hur anpassar jag batteripaketen till växelriktarens spänning?
Anpassa batterispänningen noga till växelriktarens nominella ingång. Här är en snabbguide:
| Inverterarens spänning | Rekommenderad batterikonfiguration |
|---|
| 12V | 4S (12,8V) |
| 24V | 8S (25,6V) |
| 48V | 16S (51,2V) |
| 300V+ | 96S (307,2V) |
Kontrollera alltid specifikationerna för din växelriktare innan du slutför konfigurationen av batteripaketet.
9. Vilken typ av BMS behöver jag för 96S2P batteripaket?
Du behöver ett högspännings-BMS som är dimensionerat för minst 96 serieceller, med balansering och skydd upp till 307,2 V. Dessa BMS-enheter är vanligtvis specialdesignade för industriella ESS eller elfordonsplattformar. Säkerställ att BMS stöder:
- Spänning och termiskt skydd
- Aktiv/passiv balansering
- CAN/RS485-kommunikation
- Felrapportering
10. Kan LiFePO4- och natriumjonbatterier använda samma konfiguration?
Nej, det gör jag inte, Natriumjonbatteri och LiFePO4-celler har olika nominella spänningar, så serieantalet skiljer sig åt.
| Batterityp | Nominell spänning | Konfiguration av 48V-system |
|---|
| LiFePO4 | 3.2V | 16S |
| Natriumjon | 2.8V | 18S |
Kontrollera alltid kompatibiliteten med din BMS och växelriktare innan du använder natriumjonceller.