Проектирование аккумуляторной батареи требует понимания ключевых электрических и тепловых параметров. Точные расчеты напряжения, тока и тепловых пределов необходимы для безопасности и производительности. В этой статье представлен обзор основных соображений, связанных с решением проблем при проектировании аккумуляторной батареи.

Вычисление напряжения

Общее напряжение аккумуляторной батареи зависит от конфигурации отдельных ячеек. Соединяющиеся ячейки последовательно добавляют свои напряжения, в то время как параллельные соединения сохраняют напряжение постоянным. Для определения напряжения пакета умножьте число ячеек последовательно на напряжение одной ячейки.

Например, если каждая ячейка имеет напряжение 3,7 В и 10 ячеек соединены последовательно, общее напряжение составляет 37 В.

Расчет текущего и емкости

Токовая емкость аккумуляторной батареи зависит от токового рейтинга отдельных ячеек и их конфигурации. Соединительные ячейки параллельно увеличивают общую емкость, при этом последовательные соединения влияют на напряжение. Максимальный ток ничьей не должен превышать номинальный ток ячеек для предотвращения повреждения.

Для оценки максимального тока рассмотрим скорость непрерывного разряда (С-скорость) клеток. Например, если каждая ячейка имеет емкость 2000 мАч и С-скорость 1С, максимальный непрерывный ток на ячейку составляет 2А. Для упаковки с несколькими параллельными струнами умножьте это на число параллельных ячеек.

Термические ограничения и безопасность

Термическое управление имеет решающее значение для предотвращения перегрева и обеспечения долговечности. Выработанное тепло зависит от тока и внутреннего сопротивления клеток. Надлежащие системы охлаждения и тепловые пределы должны быть разработаны на основе ожидаемых токовых нагрузок.

К числу основных соображений относятся:

  • Максимально допустимая температура
  • Способ охлаждения (воздух, жидкость или фазовое изменение)
  • Термическая проводимость материалов
  • Предельные значения для тока и напряжения