Paquete de baterías de iones de litio personalizado

Definición de conexión en serie y en paralelo de baterías de litio

Debido al voltaje y la capacidad limitados de la celda única de la batería, la conexión en serie y en paralelo es necesaria en el uso real para obtener un voltaje y una capacidad más altos, a fin de satisfacer la demanda de energía real del equipo.

  • Baterías de litio conectadas en serie
    Agregue el voltaje de las baterías, la capacidad permanece igual y la resistencia interna aumenta.

  • Baterías de litio conectadas en paralelo
    Voltaje constante, capacidad adicional, resistencia interna reducida y tiempo de suministro de energía extendido.

  • Baterías de litio conectadas en serie y en paralelo
    La batería individual de 3.7V se puede ensamblar en un paquete de baterías con un voltaje de 3.7*(N)V según sea necesario (N: número de baterías individuales)
    Por ejemplo, 7,4 V, 12 V, 24 V, 36 V, 48 V, 60 V, 72 V, etc.

  • Capacidad de conexión en paralelo
    La batería individual de 2000 mAh se puede ensamblar en un paquete de baterías con capacidad de 2*(N)Ah según sea necesario (N: número de baterías individuales)
    Por ejemplo, 4000 mAh, 6000 mAh, 8000 mAh,5Ah, 10Ah, 20Ah, 30Ah, 50Ah, 100Ah, etc.

Paquete de batería de litio

Paquete de batería de litio La técnica se refiere al procesamiento, ensamblaje y empaque de paquetes de baterías de litio. El proceso de ensamblar las celdas de litio se llama PACK, que puede ser una sola batería o un paquete de baterías de litio conectado en serie o en paralelo. El paquete de baterías de litio generalmente consta de una caja de plástico, PCM, celda, electrodo de salida, hoja de unión y otra cinta aislante, cinta de doble revestimiento, etc.

  • Celda de litio: El núcleo de una batería terminada

  • PCM: Funciones de protección de sobrecarga, sobredescarga, sobrecorriente, cortocircuito, control de temperatura inteligente NTC.

  • Contendor de plastico: el esqueleto de soporte de toda la batería; Coloque y fije el PCM; Lleve todas las demás piezas que no sean del estuche y limite.

  • Cable terminal: Puede proporcionar una variedad de interfaces de carga y descarga de cables terminales para una variedad de productos electrónicos, productos de almacenamiento de energía y energía de respaldo.

  • Hoja / soporte de níquel: Componente de conexión y fijación de la celda

Lithium Battery Pack Structure

Serie de baterías de litio y conexión en paralelo

Por razones de seguridad, las baterías de iones de litio necesitan un PCM externo que se utiliza para monitorear la batería de cada batería. No se recomienda utilizar baterías en paralelo. Si se conecta en paralelo, asegúrese de la consistencia de los parámetros de la batería (capacidad, resistencia interna, etc.), las otras baterías en serie deben tener parámetros consistentes; de lo contrario, el rendimiento del paquete de baterías puede ser mucho peor que el rendimiento de una sola celda.

Lithium Battery Series and Parallel Connection

Criterios de coincidencia de baterías de litio
diferencia de voltaje ≤ 10 mv, diferencia de impedancia ≤ 5 mΩ, diferencia de capacidad ≤20mA

El propósito de Batería de Litio La coincidencia es para garantizar que cada celda de la batería tenga una capacidad, voltaje e impedancia interna consistentes, ya que los rendimientos inconsistentes harán que la batería de litio tenga varios parámetros durante el uso. Ocurrirá un desequilibrio de voltaje. Después de una larga duración, la batería se sobrecargará, se descargará excesivamente, se perderá capacidad o incluso se disparará para explotar.

Dos baterías de litio conectadas en serie (Batería de litio de 7,4 V)

Two Lithium Batteries Connected in Series
modelo 18650-2S1P 18650-2S1P 18650-2S2P 18650-2S3P
Voltaje 7.4V 7.4V 7.4V 7.4V
Capacidad 2200/2500/3000mAh 2200/2500/3000mAh 6000mAh 9000mAh
Dimensión 18*105mm 18*36*65mm 37*37*66mm 37*55*66mm
Peso 90g 90g 180g 270g

Tres baterías de litio conectadas en serie (Batería de litio de 11,1 V)

Three Lithium Batteries Connected in Series
Modo de conexión en serie y paralelo 18650-3S1 P triángulo 18650-3S1P en línea 18650-3S2P 18650-3S3P
Voltage 11.1V 11.1V 11.1V 11.1V
Capacidad 2200/2500/3000mAh 2200/2500/3000mAh 6000mAh 9000mAh
Dimensión 66.5*36.6*36.6mm 69.8*55.7*18.8mm 66.8*55.0*40.8mm 60.6*68.0*56.1mm
Peso 155g 158g 285g 425g

Cuatro baterías de litio conectadas en serie (Batería de litio de 14,8 V)

Four Lithium Batteries Connected in Series
Modo de conexión en serie y paralelo 18650-4S1P Cuadrada 18650-4S1P en línea 18650-4S2P
Voltaje 14.8V 14.8V 14.8V
Capacidad 2200/2500/3000mAh 2200/2500/3000mAh 6000mAh
Dimensión 69.6*37.7*37.7mm 69.3*73.4*17.6mm 70.6*74.2*37.1mm
Peso 181g 191g 371g

Seis baterías de litio conectadas en serie (Batería de litio de 22,2 V)

Six Lithium Batteries Connected in Series
Modo de conexión en serie y paralelo 18650-6S1P In-line 18650-6S2P 18650-6S3P
Voltaje 25.2V 25.2V 25.2V
Capacidad 2000/3000mAh 6000mAh 9000mAh
Dimensión 114*72*22mm 114*72*41mm 114*72*60mm
Peso 303g 570g 835g

La longitud del enchufe y el cable del paquete de baterías de litio se puede personalizar de acuerdo con el equipo eléctrico del cliente.

Lithium Battery Wire/Terminal

Todos sabemos que el voltaje de la batería de litio aumenta después de la conexión en serie, la capacidad aumenta después de la conexión en paralelo, entonces, ¿cómo calcular una cantidad de batería de litio de conexión en serie o en paralelo y cuántas celdas?

Antes del cálculo, necesitamos saber qué especificación de celda del paquete de baterías se adopta para el ensamblaje, porque diferentes celdas tienen diferente voltaje y capacidad. La cantidad de celdas de conexión en serie y en paralelo requerida para ensamblar un paquete de baterías de litio específico varía. Los tipos de pilas de litio habituales en el mercado son:LiCoO2 de 3,7 V, ternario de 3,6 V, LFePO4 de 3,2 V, titanato de litio de 2,4 V . La capacidad es diferente debido al tamaño de la celda, el material y los fabricantes.

Tome el paquete de batería de litio de 48 V 20 Ah, por ejemplo

  • Suponga que el tamaño de la celda única utilizada es 18650 3.7V 2000mAh
  • Cantidad de celdas de conexión en serie: 48V / 3.7V = 12.97. Eso es 13 celdas en serie.
  • Cantidad de celdas de conexión en paralelo: 20Ah / 2Ah = 10. Eso es 10 celdas en paralelo.

Batería de litio de uso común conectada en serie

Voltaje nominal Categoría de batería Cantidad común de conexión en serie Voltaje de carga
12V 3.7V LiCoO2 3S 12.6V
3.2V LiFePO4 4S 14.6V
24V 3.7V LiCoO2 7S 29.4V
3.2V LiFePO4 8S 29.2V
36V 3.7V LiCoO2 10S 42.0V
3.7V LiCoO2 11S 46.2V
3.2V LiFePO4 11S 40.2V
3.2V LiFePO4 12S 43.8V
48V 3.7V LiCoO2 13S 54.6V
3.7V LiCoO2 14S 58.8V
3.2V LiFePO4 15S 58.8V
3.2V LiFePO4 16S 58.8V
60V 3.7V LiCoO2 17S 71.4V
3.2V LiFePO4 20S 73.0V
72V 3.7V LiCoO2 20S 84.0V
3.2V LiFePO4 24S 87.6V

Proceso de ensamblaje de la batería de litio

Proceso de ensamblaje de batería de litio 18650-3S6P / 11.1V / 15600mAh

  • Cell Capacity Grading

    Clasificación de capacidad celular
    Diferencia de capacidad≤30 mAh
    Después de la clasificación de capacidad, quédese quieto durante 48-72 horas y luego distribuya.

  • Voltage Internal Impedance Sorting and Matching

    Clasificación y emparejamiento de impedancia interna de voltaje
    Diferencia de voltaje≤5mV
    Diferencia de impedancia interna≤5mΩ Se distribuyen juntas 8 celdas con impedancia interna de voltaje similar.

  • Cell Spot Welding

    Soldadura por puntos celulares
    El uso de tiras de níquel formadas elimina los problemas de juntas espúreas, cortocircuitos, baja eficiencia y distribución desigual de la corriente.

  • Welded PCM

    PCM soldado
    Asegúrese de que la placa de circuito no tenga componentes con fugas y que los componentes no tengan soldadura defectuosa.

  • Battery Insulation

    Aislamiento de la batería
    Pegue la fibra, cinta de poliéster de silicona para aislamiento.

  • Battery Pack Aging

    Envejecimiento de la batería
    Para la calidad de la batería, mejore la estabilidad, la seguridad y la vida útil de la batería de litio.

  • PVC Shrink Film

    Película retráctil de PVC
    Coloque los dos extremos después de la contracción térmica,
    luego encoger con calor la parte media.
    Ponga una película de PVC en el medio. No blanquear después de estirar. Sin agujero.

  • Finished Product Performance Test

    Prueba de rendimiento del producto terminado
    Voltaje:10.8~11.7V
    Impedancia interna:≤150mΩ
    Prueba de rendimiento de carga-descarga y sobrecorriente.

  • Battery Code-spurting

    Salida de código de batería
    La emisión de código no se puede sesgar y necesita una letra legible

Precauciones para baterías de litio en serie y en paralelo

  • No utilice pilas de diferentes marcas juntas.
  • No use baterías con diferentes voltajes juntas.
  • No utilice pilas de litio nuevas y antiguas de distintas capacidades a la vez.
  • Las baterías con diferentes materiales químicos no se pueden usar juntas, como baterías de hidruro metálico de níquel y de litio.
  • Reemplace todas las baterías cuando la electricidad sea escasa.
  • Utilice el PCM de la batería de litio con los parámetros correspondientes.
  • Elija baterías con un rendimiento constante. Generalmente, se requiere la distribución de celdas de batería de litio para la conexión en serie y en paralelo. Estándares coincidentes: diferencia de voltaje≤10mV, diferencia de impedancia ≤5mΩ, diferencia de capacidad ≤20mA

Debido al problema de consistencia de las baterías de litio, cuando se usa el mismo sistema (como ternario o hierro de litio) para conexión en serie o en paralelo, también es necesario seleccionar las baterías con el mismo voltaje, impedancia interna y capacidad de coincidencia. Las baterías con diferentes plataformas de voltaje y diferente impedancia interna utilizadas en serie harán que una determinada batería se cargue por completo y se descargue primero en cada ciclo. Si hay un PCM y no ocurre ninguna falla, se reducirá la capacidad de toda la batería. Si no hay PCM, la batería se sobrecargará o se descargará en exceso, lo que dañará la batería.

Full voltage not available

Si se usan juntas de diferentes capacidades o baterías de litio nuevas y viejas, puede haber fugas, voltaje cero y otros problemas, porque durante el proceso de carga, las diferencias de capacidad hacen que algunas baterías se sobrecarguen, otras no, mientras que durante el proceso de descarga, las baterías de alta capacidad sí lo hacen. no se queda sin energía, pero las baterías de baja capacidad se descargan. En tal círculo vicioso, las baterías se dañarán por fugas o voltaje bajo (cero).

Full Capacity not available

Para ensamblar baterías de litio, ¿conectarlas primero en paralelo o en serie?

  • Estructura topológica de la batería de litio conectada en serie y en paralelo
  • Los modos de conexión típicos de un paquete de baterías de litio se conectan primero en paralelo y luego en serie, primero en serie y luego en paralelo y, finalmente, se mezclan.
    El paquete de baterías de litio para autobuses eléctricos puros generalmente se conecta primero en paralelo y luego en serie.
    El paquete de baterías de litio para el almacenamiento de energía de la red eléctrica se suele conectar primero en serie y luego en paralelo.

    • First Parallel and Then Series of Power Battery Module Topological Structure
      Estructura topológica del primer módulo de batería de potencia en paralelo y luego en serie
    • First Series and Then Parallel of Power Battery Module Topological Structure
      Primera serie y luego paralelo de la estructura topológica del módulo de batería de potencia
    • First Parallel, Then Series and Parallel Again of Power Battery Module Topological Structure
      Primero paralelo, luego serie y nuevamente paralelo de la estructura topológica del módulo de batería de potencia
    • Ventajas de las baterías de litio conectadas primero en paralelo y luego en serie
      Si una celda de batería de litio sale automáticamente, excepto la reducción de capacidad, no afecta la conexión en paralelo;
      En conexión en paralelo, un cortocircuito de una celda de batería de litio puede causar un cortocircuito debido a una gran corriente, que generalmente se evita mediante el uso de tecnología de protección con fusibles.

    • Desventajas de las baterías de litio conectadas primero en paralelo y luego en serie
      Si una celda de batería de litio sale automáticamente, excepto la reducción de capacidad, no afecta la conexión en paralelo;
      En conexión en paralelo, un cortocircuito de una celda de batería de litio puede causar un cortocircuito debido a una gran corriente, que generalmente se evita mediante el uso de tecnología de protección con fusibles.

    • Ventajas de las baterías de litio conectadas primero en serie y luego en paralelo
      Primero conectando las baterías en serie según la capacidad, por ejemplo, 1/3 de la capacidad total de la batería se conecta en serie, y luego conectando el resto en paralelo, reducirá la probabilidad de falla de los módulos de batería de litio de alta capacidad. La primera conexión en serie y luego en paralelo ayudan a la consistencia del paquete de baterías de litio.

    • Desde la perspectiva de la confiabilidad de la conexión de la batería de litio, la tendencia de desarrollo de la inconsistencia de voltaje y la influencia del rendimiento,el modo de conexión de primero paralelo y luego serie es mejor que el de la primera serie y luego paralelo, y la estructura de topología de la primera batería de litio en serie y luego en paralelo favorece la detección y gestión de cada celda de la batería de litio del sistema.

    Carga de baterías de litio en serie y en paralelo

    En la actualidad, la batería de litio tiende a cargarse en serie, lo que se debe principalmente a su estructura simple, bajo costo y fácil realización. Pero como resultado de la diferente capacidad, impedancia interna, características de envejecimiento y rendimiento de autodescarga, cuando se carga la batería de litio en serie, la celda de la batería con la capacidad más pequeña se cargará por completo primero, y en este punto, la otra celda de la batería no está llena. de electricidad. Si continúa cargando en serie, la celda de la batería completamente cargada puede estar sobrecargada.

    LLa sobrecarga de la batería de litio dañará el rendimiento de la batería e incluso provocará una explosión y lesiones, por lo tanto, para evitar la sobrecarga de la celda de la batería, la batería de litio está equipada con un sistema de gestión de batería (BMS). El sistema de gestión de la batería tiene protección contra sobrecargas para cada celda de la batería de litio, etc. Cuando se carga en serie, si el voltaje de una sola celda de la batería de litio alcanza el voltaje de protección contra sobrecarga, el sistema de gestión de la batería cortará todo el circuito de carga en serie y se detendrá carga para evitar que la celda de la batería de litio se sobrecargue, lo que hará que otras baterías de litio no se carguen completamente.

    En la carga paralela de baterías de litio, cada batería de iones de litio necesita una carga de compensación; de lo contrario, el rendimiento y la vida útil de todo el paquete de baterías de iones de litio se verán afectados. Las tecnologías de ecualización de carga comunes incluyen: carga de ecualización de resistencia de derivación constante, carga de ecualización de resistencia de derivación de encendido-apagado, carga de ecualización de voltaje de batería promedio, carga de ecualización del condensador de conmutación, carga de ecualización del convertidor reductor, carga de ecualización de inductancia, etc.

    Es necesario prestar atención a varios problemas en la carga en paralelo de baterías de litio:

    • Las baterías de litio con y sin PCM no se pueden cargar en paralelo. Las baterías sin PCM pueden dañarse fácilmente por sobrecarga.
    • Las baterías cargadas en paralelo generalmente necesitan quitar el PCM incorporado de la batería y usar un PCM de batería unificado.
    • Si no hay un PCM en la batería de carga en paralelo, el voltaje de carga debe limitarse a 4.2V y no se puede usar el cargador de 5V.

    Después de que las baterías de iones de litio se conecten en paralelo, habrá un chip de protección de carga para la protección de carga de la batería de litio. Los fabricantes de baterías de litio han considerado completamente las características de cambio de la batería de litio en paralelo antes de la producción de la batería. El requisito anterior de diseño actual y elección de baterías es muy importante, por lo que los usuarios deben seguir las instrucciones de carga de baterías de litio en paralelo paso a paso, para evitar posibles daños por carga incorrecta.

    • Se debe utilizar un cargador especial para la batería de litio, o es posible que la batería no alcance el estado de saturación, lo que afectará su rendimiento.
    • Antes de cargar la batería de litio, no es necesario que se descargue por completo.
    • No deje el cargador en el enchufe durante mucho tiempo. Retire el cargador tan pronto como la batería esté completamente cargada.
    • Las baterías deben sacarse de los aparatos eléctricos que no se hayan utilizado durante mucho tiempo y almacenarse después de que estén completamente descargadas.
    • No conecte el ánodo y el cátodo de la batería en la dirección opuesta, de lo contrario, la batería se hinchará o explotará.
    • El cargador de níquel y el cargador de litio no se pueden usar juntos.
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