Visualizzazioni: 0 Autore: ZERNE Battery Technical Content Team Orario di pubblicazione: 2026-07-02 Origine: Sito
Progettare un pacco batteria 18650 con un BMS richiede molto più che collegare insieme diverse celle. Il pacco deve corrispondere alla tensione, alla capacità, alla corrente, alle dimensioni, al metodo di ricarica, alla temperatura operativa e ai requisiti di protezione del dispositivo.
Un design affidabile combina celle adeguatamente abbinate, la corretta configurazione serie-parallelo, un sistema di gestione della batteria adeguato, bilanciamento delle celle, protezione meccanica e test di convalida controllati.
Un pacco batteria 18650 è realizzato collegando celle cilindriche agli ioni di litio 18650 in serie, parallelo o una combinazione di entrambi.
I collegamenti in serie aumentano la tensione.
Le connessioni parallele aumentano la capacità e la capacità di corrente.
Un BMS monitora e protegge la batteria durante la carica e la scarica.
Ad esempio, un pacco batteria 3S2P contiene tre gruppi in serie, con due celle collegate in parallelo all'interno di ciascun gruppo. La confezione contiene sei celle in totale.
Un BMS adeguatamente progettato può fornire:
Protezione da sovraccarico cellulare
Protezione da sovraccarico della cella
Protezione da sovracorrente
Protezione da cortocircuito
Protezione da sovratemperatura
Protezione di carica a bassa temperatura
Monitoraggio della tensione delle celle
Bilanciamento cellulare
Funzioni di comunicazione o indicatore del carburante
Il BMS non è un caricabatterie o un convertitore di tensione. Non può sostituire un caricabatterie adeguatamente progettato, celle adatte, cablaggio corretto o protezione meccanica adeguata.
La progettazione della batteria dovrebbe iniziare dal dispositivo anziché dalla cella della batteria disponibile.
Prima di selezionare una cella o un BMS, definire:
Tensione operativa richiesta
Tensione di ingresso minima e massima
Tempo di funzionamento desiderato
Corrente continua
Corrente di picco o di avvio
Corrente di carica
Spazio di installazione disponibile
Requisiti del connettore e del cavo
Temperatura operativa
Ciclo di vita previsto
Requisiti di comunicazione
Requisiti di certificazione e trasporto
Il dispositivo potrebbe richiedere un'uscita regolata da 12 V, una batteria da 11,1 V nominali o un intervallo di ingresso più ampio. Questi requisiti non sono intercambiabili.
La progettazione dovrebbe tenere conto di:
Voltaggio nominale della batteria
Massima tensione di carica
Tensione operativa minima
Interruzione di sovratensione BMS
Interruzione di sottotensione BMS
Caduta di tensione sotto carico
Requisiti di tensione di qualsiasi convertitore DC-DC
Il conteggio delle serie selezionate determina la tensione nominale, di carica completa e di interruzione del pacco; IL La guida alla tensione della batteria 18650 mostra come questi valori cambiano nelle configurazioni comuni dei pacchi.
Un dispositivo può assorbire poca corrente durante il normale funzionamento ma richiedere un impulso di corrente elevato quando si avvia un motore, un trasmettitore, una pompa o un modulo wireless.
Il progetto dovrebbe distinguere tra:
Corrente operativa continua
Corrente di avvio
Corrente di picco a breve termine
Corrente di carica
Corrente di riserva
Corrente media durante il ciclo di lavoro completo
Un BMS che supporta la corrente media ma non è in grado di gestire la corrente di picco potrebbe disconnettere il gruppo durante l'avvio.
Anche le apparecchiature ad alta potenza possono richiedere a batteria ad alto scaricamento invece di una cella 18650 standard focalizzata sull'energia.
La progettazione fisica dovrebbe considerare qualcosa di più del diametro e della lunghezza delle celle. Deve includere anche:
Spaziatura delle celle
Materiali isolanti
Barre in nichel o rame
Dimensioni della scheda BMS
Componenti di protezione
Termistori
Cavi e connettori
Muri di recinzione
Punti di montaggio
Spazio di dissipazione del calore
Una batteria potrebbe avere le specifiche elettriche corrette ma non riuscire comunque a inserirsi all'interno del dispositivo dopo l'aggiunta del BMS, del cablaggio e dell'isolamento.
Le celle devono essere selezionate in base al profilo di carico effettivo e all'ambiente operativo.
Le specifiche importanti includono:
Chimica cellulare
Voltaggio nominale
Capacità nominale
Corrente di scarica continua massima
Capacità di scarica a impulsi
Corrente di carica consigliata
Intervallo di temperatura operativa
Condizioni del ciclo di vita
Tensione di carica massima
Condizioni di interruzione della scarica
Dimensioni delle celle
Resistenza interna
La scheda tecnica del produttore della cella dovrebbe avere la priorità rispetto alle specifiche generali online. Due celle 18650 possono avere le stesse dimensioni fisiche ma capacità, prestazioni di scarica e limiti di carica completamente diversi.
Le celle utilizzate nello stesso pacchetto dovrebbero normalmente avere lo stesso:
Produttore
Modello
Chimica
Capacità nominale
Lotto di produzione, ove possibile
Età e cronologia di utilizzo
Mischiare celle nuove e usate, marche diverse o modelli di capacità diversa può creare uno squilibrio di tensione e una distribuzione non uniforme della corrente.
Una cella più debole può raggiungere la soglia di sovraccarico o sottotensione prima delle altre celle. Il BMS potrebbe quindi disconnettere l'intero pacco anche se la tensione complessiva del pacco sembra accettabile.
Per la produzione OEM, le celle in entrata devono essere controllate per:
Tensione a circuito aperto
Capacità
Resistenza interna
Danno fisico
Condizione di isolamento
Consistenza del lotto
Le celle recuperate o non verificate non devono essere utilizzate in un pacco batteria commerciale.
La configurazione serie-parallelo è normalmente scritta come S e P . La notazione S/P determina la modalità di combinazione di tensione, capacità e capacità di corrente. Queste relazioni sono illustrate attraverso il comune configurazioni di batterie 18650 in serie e parallelo.
S rappresenta il numero di gruppi di celle collegati in serie.
P rappresenta il numero di celle collegate in parallelo in ciascun gruppo.
Le relazioni di base sono:
Tensione nominale del pacco ≈ Conteggio in serie × Tensione nominale delle celle Capacità del pacco ≈ Conteggio in parallelo × Capacità delle celle Conteggio totale delle celle = Conteggio in serie × Conteggio in parallelo Anche la capacità di corrente aumenta con il conteggio in parallelo, ma il risultato effettivo dipende dal livello di scarica della cella, dal valore BMS, dalle saldature, dai cavi, dai connettori e dalle condizioni termiche.
Configurazione |
Celle totali |
Tensione nominale tipica |
Capacità rispetto a una cella |
|---|---|---|---|
1S1P |
1 |
Una tensione di cella |
1× |
2S1P |
2 |
Circa 7,2–7,4 V |
1× |
2S2P |
4 |
Circa 7,2–7,4 V |
2× |
3S2P |
6 |
Circa 10,8–11,1 V |
2× |
4S2P |
8 |
Circa 14,4–14,8 V |
2× |
6S2P |
12 |
Circa 21,6–22,2 V |
2× |
4S3P |
12 |
Circa 14,4–14,8 V |
3× |
La tensione esatta dipende dalla scheda tecnica della cella e dal sistema di ricarica utilizzato per il pacco.
Supponiamo che la cella 18650 selezionata abbia:
Voltaggio nominale: 3,6 V
Capacità: 2,5 Ah
Scarica continua massima: 10 A
Un pacchetto 3S2P fornirebbe circa:
Voltaggio nominale: 10,8 V
Capacità: 5Ah
Energia: circa 54 Wh
Celle totali: 6
Capacità teorica di corrente parallela: circa 20 A senza considerare il BMS, il cablaggio, la temperatura e i margini di sicurezza
Se la tensione nominale specificata della cella è 3,7 V, il pacco verrebbe generalmente descritto come un pacco nominale da 11,1 V.
Il BMS per questo esempio deve essere progettato per una configurazione a 3 celle in serie. Un BMS 4S non è adatto semplicemente perché ha una tensione nominale più elevata.
In un pacchetto 3S2P, il BMS solitamente monitora tre gruppi in serie anziché sei tensioni di cella completamente indipendenti.
Le due celle di ciascun gruppo parallelo condividono la stessa tensione elettrica. Il BMS monitora la tensione di ciascun gruppo in serie e bilancia i gruppi durante la ricarica.
Ciò rende importante la corrispondenza delle celle e la costruzione di gruppi paralleli. Una connessione scadente, una cella danneggiata o una saldatura ad alta resistenza all'interno di un gruppo parallelo possono causare una distribuzione non uniforme della corrente.
La capacità è normalmente espressa in ampere-ora, mentre l'energia è espressa in wattora.
Il calcolo approssimativo dell'energia è:
Energia del pacco in Wh ≈ Voltaggio nominale × Capacità in Ah Per l'esempio 3S2P:
10,8 V × 5 Ah = circa 54 Wh L'autonomia stimata può quindi essere calcolata come:
Autonomia in ore ≈ Energia utilizzabile della batteria in Wh ÷ Potenza del dispositivo in W Se il dispositivo consuma 10 W continuativi:
54 Wh ÷ 10 W = circa 5,4 ore In pratica, il tempo di esecuzione utilizzabile sarà inferiore a causa di:
Perdite del convertitore DC-DC
Limiti di interruzione del BMS
Caduta di tensione sotto carico
Temperatura della cella
Invecchiamento
Elevato tasso di scarico
Riserva di sicurezza
Cambiamenti nel consumo energetico del dispositivo
Per i dispositivi a carico variabile, la potenza media sull'intero ciclo operativo è più utile della sola potenza massima. Per una stima più completa, combinare la tensione nominale con l'energia utilizzabile, l'efficienza di conversione, i limiti di interruzione, la temperatura e il profilo di carico effettivo in Capacità del pacco batteria 18650 e calcoli dell'autonomia.
IL Il calcolatore del pacco batteria 18650 può fornire una stima iniziale del conteggio in serie, del conteggio parallelo, della tensione del pacco, della capacità, dell'energia e dell'autonomia.
Il BMS deve essere selezionato dopo aver determinato la configurazione serie-parallelo.
Una specifica BMS dovrebbe corrispondere ai seguenti parametri.
Il BMS deve corrispondere al numero di gruppi di serie:
Pacchetto 2S → 2S BMS
Pacchetto 3S → BMS 3S
Pacchetto 4S → BMS 4S
Pacchetto 6S → 6S BMS
Il conteggio delle serie è più importante del numero totale di celle. Un pacchetto 3S2P richiede comunque un BMS 3S.
Il valore nominale di scarica continua del BMS deve superare la corrente continua del dispositivo. La valutazione di picco dovrebbe coprire anche l'avvio e la corrente transitoria.
La progettazione dovrebbe considerare il percorso attuale completo, includendo:
Valutazione della scarica cellulare
Valutazione del MOSFET BMS
Interconnessioni in nichel o rame
Fusibili
Fili
Connettori
Tracce di PCB
Temperatura dell'involucro
Un BMS può avere una corrente nominale elevata ma richiedere comunque un declassamento se installato in un involucro piccolo e scarsamente ventilato.
Il BMS deve supportare la corrente di carica prevista. Il caricabatterie, la cella, il BMS, il connettore e il cablaggio dovrebbero essere tutti compatibili.
La corrente di carica deve essere scelta in base alle specifiche di carica della cella e alla durata richiesta. Una carica più veloce non è automaticamente una carica migliore se crea calore eccessivo o accelera l’invecchiamento delle cellule.
I seguenti parametri BMS richiedono un'attenta revisione:
Soglia di sovratensione della cella
Soglia di sottotensione della cella
Soglia di sovracorrente
Risposta al cortocircuito
Soglia di sovratemperatura
Limite di carica a bassa temperatura
Condizioni di recupero
Tempo di ritardo della protezione
Bilanciamento della tensione di avvio
Corrente di bilanciamento
Questi valori devono essere compatibili con la scheda tecnica della cella e le specifiche BMS. Un set universale di soglie di protezione non è adatto per ogni cella 18650.
Il monitoraggio delle celle, il controllo di carica e scarica e la gestione dei guasti costituiscono il nucleo di struttura del sistema di gestione della batteria.
Alcune applicazioni necessitano solo di una protezione di base. Altri richiedono:
Stima dello stato di carica
Monitoraggio dello stato di salute
Autenticazione della batteria
Comunicazione SMBus, I⊃2;C, CAN o UART
Calcolo del tempo di esecuzione rimanente
Registrazione dei guasti
Comunicazione dispositivo host
Le apparecchiature mediche, i dispositivi industriali e i prodotti portatili intelligenti potrebbero richiedere un BMS intelligente invece di una scheda di protezione di base.
Un BMS normalmente monitora i singoli gruppi in serie e disconnette la batteria quando viene rilevata una condizione non sicura.
Funzione di protezione |
Cosa rileva |
Tipica risposta del BMS |
|---|---|---|
Protezione da sovraccarico |
Un gruppo di celle raggiunge una tensione eccessiva |
Arresta o interrompe la ricarica |
Protezione da scarica eccessiva |
Un gruppo di celle scende al di sotto della tensione consentita |
Scollega il carico |
Protezione da sovracorrente |
La corrente di scarica supera il limite |
Apre il percorso di scarico |
Protezione da cortocircuito |
Un evento attuale, rapido e anomalo |
Disconnette rapidamente il pacchetto |
Protezione da sovratemperatura |
La temperatura della cella o del MOSFET è troppo alta |
Interrompe la carica o la scarica |
Protezione di carica a bassa temperatura |
La ricarica avviene al di sotto della temperatura consentita |
Blocca la ricarica |
Monitoraggio dello squilibrio cellulare |
I gruppi in serie sviluppano tensioni diverse |
Attiva il bilanciamento o segnala un guasto |
Una lettura della tensione a livello di pacco non può sempre rivelare la condizione di ciascun gruppo in serie. Un gruppo debole potrebbe raggiungere il limite di protezione mentre la tensione totale del pacco appare ancora normale.
Per questo motivo, i pacchi multicella necessitano di una logica affidabile di rilevamento e protezione del gruppo di celle piuttosto che di un semplice monitoraggio della tensione totale.
Le celle di un pacco in serie non rimangono perfettamente identiche per tutta la loro vita utile.
Lo squilibrio di tensione può svilupparsi a causa di:
Piccole differenze di produzione
Resistenza interna diseguale
Diversi stati iniziali di carica
Temperatura irregolare
Invecchiamento
Differenze di autoscarica
Resistenza della saldatura o del connettore incoerente
Funzionamento ripetuto ad alta corrente
Il gruppo di serie più debole può limitare la capacità utilizzabile dell'intero pacchetto. Potrebbe raggiungere il limite di tensione superiore durante la carica o il limite di tensione inferiore durante la scarica prima degli altri gruppi. Poiché le differenze di capacità, resistenza interna e tensione influiscono sia sulla condivisione della corrente che sui tempi di protezione, la corrispondenza delle celle in un pacco batteria 18650 dovrebbe essere trattata come parte del processo di progettazione.
Il bilanciamento passivo è l’approccio più semplice. Riduce la tensione di un gruppo di celle a voltaggio più elevato convertendo una piccola quantità di energia in eccesso in calore.
I suoi principali vantaggi sono:
Progettazione di circuiti semplici
Costo inferiore
Integrazione semplice
Ampia disponibilità
Idoneità per molti pacchi batteria compatti
La limitazione è che l’energia in eccesso viene persa sotto forma di calore. Il bilanciamento passivo può anche richiedere un tempo relativamente lungo quando lo squilibrio è significativo.
Il bilanciamento attivo trasferisce l'energia da un gruppo a tensione più alta a un gruppo a tensione più bassa invece di dissipare tutta l'energia in eccesso sotto forma di calore.
Questo approccio può offrire:
Perdite di bilanciamento inferiori
Migliore efficienza in confezioni più grandi
Utilizzo più efficace della capacità disponibile
Migliore idoneità alle condizioni ciclistiche impegnative
I compromessi includono:
Costo più elevato
Circuiti di controllo più complessi
Ulteriore lavoro di progettazione e convalida
Ulteriori considerazioni relative allo spazio e al calore
Il bilanciamento passivo è spesso adatto per pacchi compatti e sensibili ai costi con celle ben abbinate. Il bilanciamento attivo diventa più interessante quando il pacco è grande, utilizzato frequentemente, con vincoli di spazio o necessario per mantenere una stretta coerenza di tensione a lungo termine.
No. Il bilanciamento può correggere differenze limitate tra cellule sane, ma non può riparare una cellula danneggiata, invecchiata o che si scarica automaticamente in modo anomalo.
Se un gruppo di serie si allontana ripetutamente dagli altri, ispezionare:
Capacità della cella
Resistenza interna
Perdite o autoscarica
Qualità della saldatura
Cavi di rilevamento BMS
Differenze di temperatura
Resistenza del connettore
Uno squilibrio ripetuto è solitamente un segno che la progettazione della cella, della connessione o del pacco richiede attenzione. Il solo aumento della corrente di bilanciamento potrebbe non risolvere il problema.
Le prestazioni elettriche sono solo una parte di un affidabile pacco batteria 18650.
I pacchi batteria commerciali generalmente utilizzano la saldatura a punti controllata o un altro metodo di interconnessione qualificato. La saldatura diretta su celle cilindriche agli ioni di litio può trasferire calore eccessivo alla cella e creare rischi di affidabilità a lungo termine.
La progettazione dell'interconnessione dovrebbe controllare:
Forza della saldatura
Resistenza al percorso di corrente
Generazione di calore
Resistenza alle vibrazioni
Dimensioni delle linguette e delle sbarre
Comportamento del fusibile
Ripetibilità della produzione
Il terminale positivo di una cella 18650 deve essere protetto con componenti isolanti adeguati, come anelli isolanti e protezione in carta di pesce.
Il pacchetto potrebbe anche richiedere:
Separatori cellulari
Fogli isolanti
Barriere terminali
Materiali antiabrasione
Materiali ignifughi
Protezione contro il movimento cellulare
Spazio attorno alla scheda BMS
Una cella allentata o un isolamento danneggiato possono creare un cortocircuito interno.
La progettazione termica dovrebbe considerare sia le celle che il BMS.
La progettazione può includere:
Termistori collegati a posizioni rappresentative delle celle
Monitoraggio della temperatura in prossimità della zona più calda
Percorsi di calore lontani dai MOSFET
Ventilazione o trasferimento di calore dell'involucro
Distanza tra i componenti che generano calore
Protezione contro fonti di calore esterne
La posizione del termistore dovrebbe riflettere il rischio termico effettivo. Posizionare il sensore lontano dalle celle potrebbe produrre una lettura della temperatura imprecisa.
La scelta del cavo e del connettore dovrebbe considerare:
Corrente continua
Corrente di picco
Lunghezza del cavo
Caduta di tensione
Temperatura
Movimento meccanico
Cicli di accoppiamento
Requisiti di blocco
Protezione dalla polarità
Un connettore classificato per la corrente media potrebbe comunque guastarsi in caso di impulsi di avvio ripetuti o temperature elevate.
Un pacchetto pronto per la produzione dovrebbe essere convalidato dal punto di vista elettrico, meccanico, termico e funzionale.
Prima del montaggio, testare la capacità e lo stato della batteria 18650 fornisce i dati di capacità, resistenza interna e tensione necessari per la corrispondenza delle celle.
Identità cellulare
Tensione a circuito aperto
Capacità
Resistenza interna
Condizione fisica
Isolamento
Corrispondenza tra celle
Dopo il montaggio verificare:
Voltaggio totale del pacco
Tensione di ogni gruppo di serie
Correggere la sequenza dei cavi BMS
Comportamento in carica
Comportamento di scarico
Protezione da sovraccarico
Protezione da scarica eccessiva
Protezione da sovracorrente
Risposta al cortocircuito in un ambiente di laboratorio controllato
Protezione dalla temperatura
Comportamento equilibrante
Polarità del connettore
Funzioni di comunicazione, se applicabili
Il pacco dovrebbe essere testato anche all'interno del dispositivo finale.
I test rilevanti possono includere:
Test di avvio e di carico di punta
Autonomia continua
Tempo di ricarica
Funzionamento a basse e alte temperature
Temperatura dell'involucro
Test di vibrazione e caduta
Prova del ciclo
Test della corrente di standby
Conservazione di lunga durata
Test di trasporto e certificazione
I test dovrebbero procedere attraverso le fasi di campionamento, pilota e produzione. Una batteria che funziona bene in un laboratorio aperto può comportarsi diversamente all'interno di un involucro compatto.
Il BMS dovrebbe seguire il conteggio delle serie, la corrente, il metodo di ricarica, i requisiti di temperatura e le esigenze di comunicazione. La scelta iniziale di un BMS generico spesso crea problemi di integrazione.
La tensione totale non mostra se un gruppo di serie è significativamente più debole degli altri. Il monitoraggio del singolo gruppo è essenziale per i pacchi multicella.
Capacità diverse, resistenza interna o livelli di invecchiamento possono causare una distribuzione non uniforme della corrente e interventi di protezione prematuri.
Un BMS può proteggere e monitorare lo zaino, ma non sostituisce un caricabatterie con un profilo di carica compatibile chimicamente e in serie . Il caricabatterie deve comunque fornire la tensione, la corrente, il controllo CC/CV e il comportamento di terminazione specificati per il pacco selezionato.
Un dispositivo può funzionare durante il normale funzionamento ma spegnersi quando un motore, un trasmettitore, una pompa o un processore crea un breve aumento di corrente.
I valori nominali delle celle e del BMS possono essere ridotti da una temperatura ambiente elevata, da una scarsa ventilazione e da un involucro compatto.
Un BMS può includere una funzione di bilanciamento, ma ciò non dimostra automaticamente che la corrente di bilanciamento, la tensione di attivazione, i tempi e il comportamento della temperatura siano adatti all'applicazione.
Un produttore di batterie può sviluppare una soluzione più accurata una volta completati i requisiti iniziali.
Un pacchetto di specifiche utile dovrebbe includere:
Requisito |
Informazioni di esempio |
|---|---|
Applicazione |
Monitor medico, localizzatore GPS, strumento industriale, dispositivo portatile |
Voltaggio |
Intervallo operativo richiesto e tensione nominale |
Capacità |
Ah, Wh o runtime desiderati |
Carico |
Corrente continua, corrente di picco, duty cycle |
In carica |
Tipo di caricabatterie, tensione di carica, corrente di carica |
Configurazione |
Accordo S/P preferito o richiesto |
Dimensioni |
Lunghezza massima, larghezza, altezza e tolleranze disponibili |
Connettore |
Modello del connettore, lunghezza del cavo, polarità, requisiti di bloccaggio |
Temperatura |
Intervallo di temperatura di funzionamento e di ricarica |
BMS |
Requisiti di protezione, bilanciamento, comunicazione, indicatore del carburante |
Ambiente |
Vibrazioni, umidità, polvere, acqua, altitudine |
Produzione |
Quantità di prototipi, esecuzione pilota, volume annuale |
Conformità |
Richiesti test, trasporto o certificazioni di mercato |
Una volta definiti questi requisiti, ZERNE può svilupparsi soluzioni personalizzate di pacchi batteria 18650 in base alla tensione, alla capacità, alle dimensioni, al connettore, al BMS e alle condizioni di produzione richiesti. Per i progetti che necessitano di un pacchetto finito anziché di celle sciolte, ZERNE's Le opzioni del pacco batteria 18650 possono essere configurate in base alle specifiche elettriche e meccaniche richieste.
Il numero totale di celle viene calcolato come:
Celle totali = Conteggio serie × Conteggio parallelo Ad esempio, un pacchetto 3S2P richiede sei celle.
Un pacchetto 3S2P richiede normalmente un BMS progettato per tre gruppi di serie. Il conteggio parallelo influisce sulla capacità e sulla capacità di corrente, mentre la classificazione della serie BMS deve corrispondere al numero di gruppi di serie.
La corrente nominale del BMS deve inoltre corrispondere ai requisiti di carico continuo e di picco del pacco.
La maggior parte dei pacchi ricaricabili multicella agli ioni di litio richiedono un adeguato sistema di protezione e monitoraggio. L'architettura esatta può essere un BMS, un PCM o un sistema di batterie intelligenti più avanzato a seconda dell'applicazione.
Le apparecchiature commerciali dovrebbero utilizzare un design di protezione basato sul loro effettivo profilo di rischio piuttosto che una scheda generica scelta solo in base alla tensione.
Solo un BMS con funzione di bilanciamento può bilanciare i gruppi in serie. Anche in questo caso, il bilanciamento è normalmente progettato per correggere differenze limitate tra gruppi sani.
Non può riparare una cellula danneggiata o gravemente invecchiata.
Generalmente non è raccomandato. Le celle nello stesso pacco devono corrispondere per modello, composizione chimica, capacità, età e condizioni elettriche.
L'utilizzo di celle non corrispondenti può causare una carica non uniforme, una capacità ridotta, surriscaldamento e interventi di protezione anticipati.
Un pacco 3S2P ha la stessa tensione nominale di un pacco 3S1P, ma circa il doppio della capacità e una maggiore capacità di corrente quando le celle sono abbinate correttamente.
Contiene inoltre il doppio delle celle e richiede più spazio fisico.
Nessuna delle due opzioni è adatta ad ogni applicazione.
Il bilanciamento passivo è spesso appropriato per pacchi compatti e sensibili ai costi con celle ben abbinate. Il bilanciamento attivo può essere utile quando l’efficienza, l’utilizzo della capacità, le dimensioni del pacco o le prestazioni di squilibrio a lungo termine sono particolarmente importanti.
No. Un BMS monitora e protegge la batteria. Non funziona come convertitore boost.
Se il dispositivo richiede una tensione di uscita regolata, potrebbe essere necessario un convertitore CC-CC separato.
Il pacco dovrebbe essere prima testato a livello di cella e prototipo, seguito da test controllati di carica, scarica, protezione, bilanciamento, termici, meccanici e applicativi.
Il piano di test finale dovrebbe riflettere la scheda tecnica della cella, le specifiche BMS, i requisiti del dispositivo e gli standard di conformità applicabili.
Un affidabile pacco batteria 18650 con BMS inizia con i requisiti del dispositivo. La progettazione dovrebbe quindi passare alla selezione della cella, alla configurazione serie-parallelo, ai calcoli di capacità e corrente, alla selezione del BMS, alla progettazione della protezione, al bilanciamento, all'integrazione meccanica e ai test di convalida.
I principi chiave sono:
Adattare la tensione del pacco al range operativo completo del dispositivo.
Utilizzare celle con specifiche e condizioni elettriche compatibili.
Selezionare il BMS in base ai requisiti di conteggio delle serie, corrente, carica, temperatura e comunicazione.
Monitora i singoli gruppi in serie invece di fare affidamento solo sulla tensione totale del pacco.
Convalida il bilanciamento e la protezione in condizioni operative realistiche.
Trattare la costruzione meccanica, i connettori, l'isolamento e la progettazione termica come parte della sicurezza della batteria.
Per gli sviluppatori di apparecchiature che necessitano di un pacco adatto a tensione, capacità, dimensioni, connettore, BMS e requisiti di produzione specifici, un design personalizzato della batteria può ridurre il rischio di integrazione dal prototipo alla produzione di massa.
