چند سلول LiFePO4 برای یک باتری 48 ولتی مورد نیاز است؟

به طور معمول، ساختمان aباتری 48 ولت LiFePO4بسته به 16 سلول به صورت سری نیاز دارد. اگرچه از نظر ریاضی، الفسری 15 سلولی (15S)دارای ولتاژ اسمی دقیقا15*3.2v=48.0v، در استانداردهای صنعتی کاربردی برای ذخیره انرژی و سیستم های خورشیدی، الفسری 16 سلولی (16S)پیکربندی به طور کلی استفاده می شود. ولتاژ اسمی آن است16*3.2v=51.2v.

اگرچه هر دو باتری 48 ولت نامیده می شوند.پیکربندی سری 16 اکنون استاندارد است. این به این دلیل است که اکثر اینورترهای 48 ولت و دستگاه های شارژ برای کارآمدترین عملکرد با سیستم 51.2 ولت طراحی شده اند. حتی زمانی که باتری تقریباً تمام شده است، یک بسته 16S می تواند ولتاژ بالاتری را حفظ کند و احتمال ایجاد هشدار ولتاژ پایین-اینورتر را کاهش دهد.

تعداد سلول در باتری 48 ولت lifepo4

این مقاله یک تحلیل عمیق-ازفن آوری های اصلی و معماری های اصلی باتری های 48 ولت LiFePO4. با مقایسه تفاوت عملکرد بینتنظیمات 15S و 16S، انتخاب بهینه را برای سناریوهای مختلف روشن می کنیم. در همان زمان، ما به طور سیستماتیک طرح کلیمحدوده ولتاژ، سازگاری BMS، و ملاحظات ایمنی کلیدی برای مونتاژ. در نهایت نحوه چگونگی آن را آشکار می کنیمباتری های 48 ولت Copowبه لطف عملکرد فوق العاده خود به یک صنعت برجسته تبدیل شده اند.

آشنایی با اصول ولتاژ و پیکربندی باتری LiFePO4

برای درک کامل عملکرد این باتری، ابتدا باید اصول شیمی LiFePO4 را پوشش دهیم.

باتری LiFePO4 (لیتیوم آهن فسفات) چیست؟

در تکاملبسته های باتری استاندارد 48 ولتلیتیوم آهن فسفات خود را از طریق پایدار خود متمایز کرده استپلت فرم ولتاژ 3.2 ولت.

برخلاف شیمی های رایج لیتیوم، ساختار الکتروشیمیایی آن حتی در شرایط شدید بسیار پایدار می ماند و اساساً خطر فرار حرارتی را از بین می برد. این یک راه حل انرژی ایمن، مقرون به صرفه و پایدار برای بخش هایی که نیاز به قابلیت اطمینان طولانی مدت دارند، مانندلیفتراک برقیوسیستم های ذخیره انرژی مسکونی.

اتصالات سری در مقابل باتری موازی: تفاوت های کلیدی توضیح داده شده است

به طور خلاصه: سری برای ولتاژ، موازی برای ظرفیت.

اتصال سری

• عملیات:ترمینال مثبت یک باتری را به قطب منفی باتری بعدی وصل کنید.
• تغییر اصلی:ولتاژ افزایش می یابد، در حالی که ظرفیت (Ah) ثابت می ماند.
• مقایسه:به آن مانند یک مسابقه امدادی فکر کنید. هر باتری "قدرت" ولتاژ خود را به کل اضافه می کند.

فرمول ها:

• ولتاژ کل (V_total)=V1 + V2 + ... + Vₙ
• ظرفیت کل (Ah_total)=Ah از یک باتری
• مورد استفاده:زمانی ایده آل است که ولتاژ بالاتری برای تامین انرژی{0}}تجهیزات با تقاضای بالا (مثلاً اتصال چهار باتری 12 ولتی به صورت سری برای ایجاد یک سیستم 48 ولت) مورد نیاز است.

اتصال موازی

• عملیات:تمام پایانه های مثبت را به هم و تمام قطب های منفی را به هم وصل کنید.
• تغییر اصلی:ظرفیت (Ah) افزایش می یابد، در حالی که ولتاژ ثابت می ماند.
• مقایسه:به آن مانند لوله های موازی آب فکر کنید. جریان آب (جریان) افزایش می یابد، اما فشار (ولتاژ) آب ثابت می ماند.

فرمول ها:

• ولتاژ کل (V_total)=ولتاژ یک باتری
• ظرفیت کل (Ah_total)=Ah1 + Ah2 + ... + Ahₙ
• مورد استفاده:ایده آل برای زمانی که به زمان اجرا بیشتری نیاز دارید. به عنوان مثال، اتصال دو باتری 100 آمپر ساعتی به صورت موازی، یک بانک باتری 200 آمپر ساعتی ایجاد می کند.

پیکربندی 15S در مقابل 16S: کدام یک برای باتری 48 ولت LifePo4 شما بهتر است؟

سیستم های اصلی باتری لیتیوم فسفات آهن 48 ولت تا حد زیادی به یک تغییر کرده اند16S (51.2V)پیکربندی برای دستیابی به بهینهکوپلینگ ولتاژبا اینورترها و تجهیزات الکتریکی استاندارد.

در مقابل، در حالی که الف15S (48V)پیکربندی یک مزیت جزئی در هزینه های مواد ارائه می دهد، اغلب به مصالحه نیاز داردعمق تخلیه (DoD)، سازگاری سیستم و بهره وری کلی انرژی.

نکته‌ای که بسیاری از مردم نادیده می‌گیرند این است که منحنی ولتاژ یک پیکربندی 16S با سیستم‌های اسید سرب{2}} 48 ولت قدیمی همخوانی دارد.این سازگاری بالا به اینورترها اجازه می دهد تا به طور مداوم در محدوده ولتاژ بهینه کار کنند.

برای توضیح: ولتاژ شارژ کامل باتری‌های سرب-اسید معمولاً از 54 ولت تا 56 ولت است، در حالی که 16 ولتباتری LiFePO4معمولاً حدود 57.6 ولت در شارژ کامل است، تنها با نوسانات جزئی. به عبارت دیگر منحنی ولتاژ aباتری 16Sتقریباً کاملاً با باتری‌های سرب-اسید همپوشانی دارد، به این معنی که اینورترها نیازی به سازگاری‌های پیچیده با الگوریتم‌های شارژ جدید ندارند.

در مقایسه، اگرچه باتری 15S اسماً 48 ولت است، ولتاژ کلی آن کمتر است. در مراحل بعدی تخلیه، اینورتر به احتمال زیاد "به اشتباه" توان کم را تشخیص داده و خروجی را زودتر قطع می کند.نتیجه این است که باتری هنوز انرژی دارد، اما سیستم دیگر اجازه استفاده از آن را نمی دهد.

به طور خاص، ولتاژ شارژ کامل- یک باتری 15S فقط 54 ولت است. محاسبه به شرح زیر است:

• ولتاژ اسمی در هر سلول: 3.2 ولت × 15=48 ولت
• ولتاژ شارژ کامل- در هر سلول: 3.6 ولت × 15=54 ولت

این بدان معناست که از ابتدا، یک باتری 15S حاشیه ولتاژ کمتری نسبت به باتری 16S دارد.

علاوه بر این، ولتاژ آن در هنگام تخلیه سریع‌تر کاهش می‌یابد-نه اینکه باتری از نظر فیزیکی سریع‌تر انرژی از دست می‌دهد، بلکه چون ولتاژ کلی آن کمتر است، زودتر با همان نسبت دشارژ به قطع ولتاژ پایین اینورتر می‌رسد.

برای مثال، اگر حفاظت ولتاژ پایین یک اینورتر روی 45 ولت تنظیم شود، باتری 15S ممکن است به سرعت به 47 ولت کاهش یابد و پس از مدت کوتاهی به 45 ولت نزدیک شود. در این مرحله، اینورتر ولتاژ را خیلی کم در نظر می گیرد و برای ایمنی برق را قطع می کند، حتی اگر باتری هنوز 10 تا 15 درصد از انرژی باقی مانده باشد.

از منظر چگالی انرژی و کارایی هزینه، یک سیستم 16S یک سلول بیشتر از سیستم 15S دارد. این بدان معنی است که برایبا همان ظرفیت (Ah)، یک سیستم 16S می تواند تقریباً 6.7٪ انرژی ذخیره شده (Wh) بیشتری ارائه دهد.

کل انرژی یک باتری به صورت زیر محاسبه می شود: Wh=ولتاژ (V) × ظرفیت (Ah). با فرض اینکه هر دو سیستم دارای ظرفیت 100Ah هستند:

15S:

• ولتاژ اسمی: 48 ولت
• 48V × 100Ah=4800Wh

16S:

• ولتاژ اسمی: 51.2 ولت
• 51.2V × 100Ah=5120Wh

تفاوت:

• 5120 − 4800=320Wh
• 320 ÷ 4800 ≈ 6.7%

همانطور که می بینیم، با همان ظرفیت 100Ah، سیستم 16S در واقع انرژی بیشتری ذخیره می کند.

مزایا به همین جا ختم نمی شود. مهمتر از همه، سیستم 16S با جریان کمتری کار می کند. چرا جریان کمتر مفید است؟ جریان کمتر به معنای تولید گرمای کمتر، تلفات کابل کمتر، اتصالات پایدارتر و به طور کلی سیستم ایمن تر است.

در حال حاضر، اکثر باتری‌های رک سرور اصلی و سیستم‌های ذخیره انرژی (مثلاً راه‌حل‌های Copow، Growatt و Victron) به طور پیش‌فرض به پیکربندی 16S روی می‌آورند. این نشان می دهد که 16S یک فناوری تأیید شده در بازار است. مهمتر از آن،استفاده از سیستم 16S یافتن تجهیزات و راه حل های آماده را آسان تر می کند-شما چندین مدل BMS برای انتخاب دارید و می‌توانید به راحتی میان‌افزار را ارتقا دهید.

پیکربندی 16S چه برای ذخیره انرژی خورشیدی در خانه، چه قایق‌ها، یا برنامه‌های{0}} با قدرت بالاتر مانند چرخ دستی‌های گلف یا لیفتراک‌ها، خروجی برق پایدار و عمر طولانی‌تر سیستم را تضمین می‌کند.

توضیح مفصل محدوده ولتاژ بسته باتری 48 ولت LiFePO4

یک باتری 48 ولتی LiFePO4 در واقع "فقط" 48 ولت نیست. اگرچه صنعت معمولاً از آن به عنوان 48 ولت یاد می کند، اما از 16 سلول با ولتاژ 3.2 ولت تشکیل شده است که به آن ولتاژ اسمی واقعی 51.2 ولت می دهد.در واقع، محدوده عملکرد ایمن آن از 44 ولت تا 58.4 ولت است که ولتاژ کاری بهینه آن 51.2 ولت است..

محدوده ولتاژ

در کاربردهای عملی، بسته باتری عمدتاً در سه محدوده ولتاژ کار می کند:

• شارژ کامل:هنگامی که هر سلول به ولتاژ قطع شارژ 3.65 ولت می رسد، ولتاژ کل بسته تقریباً به 58.4 ولت می رسد.
• حد پایین تخلیه:برای جلوگیری از تخلیه بیش از-و آسیب به سلول ها، ولتاژ قطع سلول های جداگانه معمولاً بین 2.5 ولت و 2.8 ولت تنظیم می شود. این بدان معناست که وقتی ولتاژ پک به حدود 40 ولت تا 44.8 ولت کاهش می یابد، منبع تغذیه باید قطع شود.
• پلاتو عملیاتی کارآمد:این یکی از بارزترین مزایای آن استباتری های LiFePO4. در بیشتر مواقع، زمانی کهوضعیت شارژ بین 20 تا 90 درصد، ولتاژ بین 51.2 ولت و 53.6 ولت ثابت می ماند. این حداقل نوسان ولتاژ یک محیط برق بسیار پایدار را برای دستگاه های متصل فراهم می کند.

چگونه BMS مناسب را برای سیستم باتری 48 ولتی LiFePO4 انتخاب کنیم؟

اکنون که فناوری LiFePO4 را برای باتری 48 ولتی خود حل کرده ایم، مطمئناً نمی توانیم یکی دیگر از اجزای حیاتی را نادیده بگیریم. به عنوان همراه کامل باتری LiFePO4،سیستم مدیریت باتریبه اندازه کیفیت خود سلول ها مهم است. با این حال، هنگام مونتاژ یک باتری استاندارد 16S، انتخاب BMS مناسب می تواند برای بسیاری دردسرساز شود. در اینجا چند نکته مفید به مشتریان ارائه می دهیم.

1. پارامترهای اصلی

تعداد سریال (S):استاندارد سیستم 48 ولت LiFePO4 16 سلول به صورت سری است. مطمئن شوید که BMS از 16S پشتیبانی می کند (برخی مدل های جهانی ممکن است محدوده های قابل تنظیم مانند 8-24S را پشتیبانی کنند).

جریان دارای رتبه (A):

• جریان تخلیه مداوم:باید از حداکثر جریان بار تجاوز کند. به عنوان مثال، اگر از یک اینورتر 5000 وات استفاده می کنید:با حاشیه ایمنی، باید یک BMS 150A یا 200A را انتخاب کنید.
• اطمینان حاصل کنید که می تواند حداکثر خروجی شارژر یا کنترلر خورشیدی شما را تحمل کند.

2. روش متعادل سازی

• تعادل غیرفعال:ارزان و معمولی. انرژی اضافی را به صورت گرما دفع می کند. جریان تعادل بسیار کم است (تقریباً. 50–100 میلی آمپر). بهترین برای سلول‌های جدید-همسان.
• تعادل فعال:انرژی را از{0}سلول های ولتاژ بالا به سلول های ولتاژ پایین- انتقال می دهد. برای بسته‌های DIY یا ظرفیت‌های بزرگ (بیش از 200Ah)، به شدت توصیه می‌شود یک BMS باتعادل فعال 0.6A - 2Aبرای حفظ سلامت سلول ها در طول زمان.

3. ویژگی های هوشمند و ارتباطات

• استاندارد BMS:فقط حفاظت را ارائه می دهد. بدون نمایش داده برای ساخت های اقتصادی خوب است.
• BMS هوشمند: * بلوتوث/برنامه:به شما امکان می دهد ولتاژ، دما و ولتاژ سلول های جداگانه را نظارت کنیدSOCدر گوشی شما
• پروتکل های ارتباطی (CAN/RS485):اگر از یک معکوس نام تجاری-استفاده می‌کنید، یک BMS را انتخاب کنید که پشتیبانی می‌کندارتباط حلقه بسته-. این به باتری اجازه می دهد تا برای شارژ بهینه با اینورتر "صحبت" کند.

4. توابع حفاظت بحرانی

• حفاظت از دمای پایین-باتری های LiFePO4نمی تواند باشدزیر 0 درجه شارژ می شود. اگر باتری شما در محیط سرد است، مطمئن شوید که BMS دارای حسگر دما و قطع شارژ{1}در دمای پایین است.
• مدار پیش{0}شارژ:هنگام اتصال به اینورترهای بزرگ، جرقه اولیه می تواند به BMS یا اینورتر آسیب برساند. واحدهای{1}}BMS سطح بالا دارای یک مقاومت اولیه{2}}شارژ برای مدیریت ایمن این موضوع هستند.

مشاوره سریع:ابتدا حداکثر توان دستگاه خود را محاسبه کنید تا جریان (آمپر) را انتخاب کنید، سپس تصمیم بگیرید که آیا یک برنامه (Smart BMS) برای عیب یابی آسان می خواهید یا خیر.

اقدامات احتیاطی ایمنی و چک لیست ابزار برای مونتاژ یک بسته باتری 48 ولتی LiFePO4

آیا قصد دارید یک بسته باتری 48 ولتی LiFePO4 را با استفاده از پیکربندی 16S مونتاژ کنید؟ در اینجا یک راهنمای ایمنی برای عملکرد صحیح آورده شده است. اگرچه باتری‌های LiFePO4 به دلیل ایمنی بالا شناخته می‌شوند، اما همچنان توصیه می‌کنیم که با احتیاط عمل کنید-نه تنها برای محافظت از ایمنی شخصی، بلکه همچنین برای جلوگیری از آسیب احتمالی به سیستم باتری.

خطرات ایمنی در هنگام مونتاژ

انرژی پتانسیل در مجموعه 16 سلولی قابل توجه است. اگر یک اتصال کوتاه تصادفی بین پایانه های مثبت و منفی رخ دهد، تخلیه آنی جریان باعث ایجاد گرمای شدید می شود. این موج به اندازه کافی قدرتمند است که شینه ها یا ابزارهای فلزی را فورا ذوب می کند و می تواند منجر به آتش سوزی جدی شود.

دستورالعمل های ایمنی اصلی

• ابزارهای خود را عایق بندی کنید:قبل از شروع کار مطمئن شوید که تمام ابزارهای فلزی مانند آچار و پیچ گوشتی دارای دسته عایق هستند.
• پوشیدن لباس محافظ:برای محافظت در برابر قوس الکتریکی یا جرقه های احتمالی از عینک ایمنی و دستکش های عایق استفاده کنید.
• حذف اجسام فلزی:برای جلوگیری از تماس تصادفی با پایانه های باتری، از ساعت، حلقه یا گردنبند در هنگام مونتاژ استفاده نکنید.
• دنباله های نصب را دنبال کنید:سلول ها را کاملاً مطابق نمودار سیم کشی وصل کنید. ولتاژ را بعد از هر اتصال سری اندازه گیری کنید و قبل از سفت کردن پایانه ها، قطبیت ها را دوبار-بررسی کنید.

چک لیست ابزار

باتری های CoPow 48V LiFePO4 را انتخاب کنید - Plug & Play، بدون نیاز به DIY!

صادقانه بگویم، مونتاژ یک باتری 48 ولتی کاملاً کاربردی به تنهایی می تواند بسیار پیچیده باشد. این نیاز به دانش حرفه ای دارد و خطر آسیب احتمالی را به همراه دارد.

اگر شما هم همین احساس را دارید، ممکن است بخواهید در نظر بگیرید که Copow آماده است-باتری های 48 ولت LiFePO4-ما قبلاً همه چیز را برای شما آماده کرده‌ایم.

مزایای باتری‌های Ready{0}Made lifepo4

• Plug & Play:باتری از قبل- مونتاژ شده، با لیزر سلولی-جوش داده شده و BMS در کارخانه برنامه ریزی شده می رسد. کاربران فقط باید آن را به یک اینورتر وصل کنند تا اساساً از خطاهای سیم کشی یا خطرات اتصال کوتاه- در هنگام مونتاژ جلوگیری شود.
• حفاظت و نظارت قابل اعتماد:سیستم مدیریت هوشمند یکپارچه به طور خودکار شارژ، تخلیه بیش از حد، و دمای کارکرد را تنظیم می کند. بسیاری از مدل‌ها از اتصال بلوتوث پشتیبانی می‌کنند و به کاربران این امکان را می‌دهند تا بدون نیاز به تجهیزات تست تخصصی، وضعیت هر سری سلول را از طریق یک برنامه تلفن همراه نظارت کنند.
• ساخت و ساز قوی:سلول‌ها در محفظه‌های فلزی یا پلاستیکی سفارشی محصور شده‌اند که ساختار فیزیکی پایدارتری نسبت به بسته‌های DIY و مقاومت بهتر در برابر لرزش و جابجایی ایجاد می‌کنند.
• ضمانت پس از فروش-:در مقایسه با خرید سلول‌ها و اجزای شل، باتری‌های آماده-با ضمانت کامل{1}}سیستم ارائه می‌شوند.

برنامه های کاربردی مناسب

برایباتری لیفتراکیا سبد گلف ارتقاء LiFePO4، این راه حل باعث صرفه جویی در زمان می شود و در عین حال ایمنی و عملکرد قابل اعتمادتری را ارائه می دهد.

نتیجه گیری: چگونه یک سیستم باتری 48 ولتی LiFePO4 کارآمد و قابل اعتماد بسازیم

خلاصه مطالب کلیدی

• انتخاب استاندارد:را16S (51.2V)پیکربندی به دلیل سازگاری برتر، چگالی انرژی بالاتر و توانایی یکپارچه برای جایگزینی سیستم‌های اسید سرب{0}} سنتی، به استاندارد صنعتی تبدیل شده است.
• سیستم مدیریت:راBMSبه عنوان مرکز فرماندهی عمل می کند. ویژگی هایی مانندمتعادل سازی فعال، حفاظت از دما و پشتیبانی از پروتکل ارتباطی مستقیماً طول عمر و پایداری بسته باتری را تعیین می کند.
• آگاهی ایمنی:در طول ساخت DIY، پیشگیری از اتصال کوتاه- همیشه باید اولویت اصلی باشد. برای کاربرانی که فاقد ابزارهای حرفه ای یا تجربه مونتاژ هستند، یک راه حل یکپارچه و آزمایش شده در کارخانه مانندCoPowبهترین راه برای کاهش خطر و دستیابی به استقرار سریع است.

مراحل بعدی شما

زمانی که در مورد خود تصمیم گرفتیدارتقاء باتری لیتیومی 48 ولت، توصیه می شود که-را بررسی کنیدحداکثر جریان تخلیه مداومدر برابر توان مورد نیاز (وات) دستگاه های بار شما.

اگر سوالی در مورد تطبیق داریدپارامترهای BMSیا انتخاب گیج های کابل مناسب، Copow می تواند ارائه دهدپشتیبانی محاسباتی خاصبرای شما

مقاله مرتبط: چند سلول LiFePO4 برای باتری 24 ولتی وجود دارد؟

سوالات متداول

چگونه یک باتری 48 ولتی LiFePO4 را به صورت سری پیکربندی کنیم؟

پیکربندی aباتری 48 ولت LiFePO4بسته در واقع کاملاً ساده است. اصل اصلی افزایش ولتاژ با اتصال باتری ها استپایان به پایان در سری. اگر چهار باتری 12 ولتی دارید، می توانید با دنبال کردن مراحل زیر یک سیستم 48 ولت بسازید:

مراحل اتصال

• کابل ها را آماده کنید:از کابل های با ضخامت کافی استفاده کنید تا مطمئن شوید که آنها می توانند به طور ایمن جریان مورد انتظار را تحمل کنند.
• اتصال به سری:با شروع با باتری اول، ترمینال منفی آن را به قطب مثبت باتری دوم وصل کنید. سپس قطب منفی باتری دوم را به قطب مثبت باتری سوم وصل کنید. در نهایت، قطب منفی باتری سوم را به قطب مثبت باتری چهارم وصل کنید.
• ترمینال های خروجی را شناسایی کنید:در این مرحله، ترمینال مثبت باقیمانده باتری اول و ترمینال منفی باقیمانده باتری چهارم به پایانه های مثبت و منفی اصلی کل سیستم 48 ولت تبدیل می شوند.

آیا می توان 4 باتری 12 ولت 100 ساعت lifepo4 را به صورت سری برای سیستم 48 ولت وصل کرد؟

کاملا. شما می توانید چهار را وصل کنیدباتری های 12 ولتی 100 آمپر ساعتی LiFePO4درسری(اتصال مثبت به منفی) برای ایجاد یک سیستم 48V 100Ah.

با این حال، قبل از ادامه، دو نکته حیاتی است:

اولاز آنجایی که هر باتری BMS (سیستم مدیریت باتری) مستقل خود را دارد، باید اطمینان حاصل کنید که سازنده صریحاً اعلام می کند که از آن پشتیبانی می کند.تا 4S" (4 سری) پیکربندی؛ در غیر این صورت، ولتاژ بالاتر می تواند به اجزای داخلی BMS آسیب برساند.

دومقبل از اینکه آنها را به هم متصل کنید، مطمئن شوید که هر باتری را به طور جداگانه به طور کامل شارژ کنید تا ولتاژ آنها کاملاً مطابقت داشته باشد (به طور ایده آل در یک اختلاف 0.05 ولت). این از "اثر گلوگاه" جلوگیری می کند، جایی که یک سلول نامتعادل باعث می شود کل سیستم زودتر قطع شود یا عملکرد ضعیفی داشته باشد.

ولتاژ اسمی بسته باتری 16S LiFePO4 چقدر است؟

ولتاژ اسمی آن به طور معمول است51.2V، محاسبه می شود16 × 3.2V، که پیکربندی استاندارد مورد استفاده در سیستم های مدرن ذخیره انرژی 48 ولت است.