V vysoko výkonných aplikáciách, ako sú elektrické motocykle, elektronické bicykle, priemyselné nástroje a systémy obnoviteľnej energie, sa často uprednostňuje nastavenie batérie 72V pre svoju schopnosť dodávať vyšší krútiaci moment, zvýšenú účinnosť a znížené straty prenosu. Budovanie systému 72V vyžaduje nielen správny počet batérií, ale aj presné pochopenie toho, ako konfigurácie batérie ovplyvňujú napätie, kapacitu a bezpečnosť.
Mnoho používateľov predpokladá, že dosiahnutie 72V je jednoducho záležitosťou stohovania batérií. Bez správnych znalostí sérií a paralelných pripojení a dopadu špecifikácií batérie, ako sú hodnotenie prúdu, vnútorný odpor a chémia-môže systém predčasne vylepšiť alebo zhoršiť. Správne konfigurácia napätia a prúdu priamo určujú výkon, dlhovekosť a spoľahlivosť.
Základy konfigurácie batérie: Series verzus paralelný
Navrhovať aBatéria 72V, jeden musí najprv pochopiť dve základné metódy pripojenia: série a paralelné.
- Pripojenie série: Pripojenie kladného terminálu jednej batérie k zápornému terminálu nasledujúceho. V sérii sa napätie sčítajú, ale kapacita AMP-Hour (AH) zostáva rovnaká. Toto je metóda použitá na zvýšenie celkového napätia systému.
- Paralelné pripojenie: Spojenie všetkých pozitívnych terminálov dohromady a všetky záporné terminály dohromady. V tomto prípade napätie zostáva konštantné, ale kapacita (AH) sa zvyšuje. Táto metóda sa používa, keď je potrebný dlhší časový alebo vyšší prúd.
Pretože cieľom je dosiahnuť 72 V, batérie musia byť spojené v sérii.
Možnosti napätia: porovnanie konfigurácií batérie 6V a 12 V
Vo všeobecnosti existujú dva prístupy k zostavovaniu systému 72 V pomocou batérií mimo poličky: s jednotkami 6V alebo 12V.
- Použitie 6V batérií:
Dosiahnutie 72V vyžaduje 12 batérií v sérii (6v × 12=72 v).
- Použitie batérií 12 V:
Vyžaduje sa iba 6 batérií v sérii (12V × 6=72 v).
Praktické porovnanie
12V batérie:
- Vyžaduje menej jednotiek a menej pripojení, čo znižuje zložitosť a potenciál pre poruchy zapojenia.
- Zvyčajne ponúkajú vyššiu súčasnú výbojovú kapacitu, vďaka čomu sú vhodnejšie pre vysoké zaťaženie, ako sú motory alebo meniče.
6V batérie:
- Často lacnejšie, najmä vo formátoch olovených kyselín s hlbokým cyklom.
- Ponúkajte širšiu škálu možností, pokiaľ ide o formálny faktor a flexibilitu výmeny.
- Môže byť lepšie vhodný pre používateľov s prístupom k nízkonákladovému alebo nadbytočnému inventáru.
Výber medzi batériami 6 V a 12 V závisí od obmedzení priestoru, požiadaviek na prúdový prúd a preferencií údržby. Avšak pre väčšinu batérií DIY 72V je 12 V batérie častejšie kvôli ich jednoduchosti a lepšej kompatibilite so systémami elektrických vozidiel.
Výpočet základných: Koľko 12 V batérií dosiahne 72 V?
Vzorec je jednoduchý:
Počet batérií=cieľové napätie ÷ napätie batérie
Pre 12 V batérie:
72V ÷ 12V=6 batérie (v sérii)
Každá batéria prispieva 12 voltami a keď je pripojená v sérii, celkové systémové napätie je súčtom všetkých jednotlivých napätí. Celková kapacita však zostáva rovnaká ako kapacita jednej batérie v reťazci.
Napríklad, ak má každá 12 V batéria kapacitu 20AH, potom bude kompletné 72 V balenie 72 V 20AH-NOT 72V 120AH.
Toto rozlíšenie je rozhodujúce pri odhadovaní systému behu a súčasného dodania systému. Ak je potrebná vyššia kapacita, ďalšie reťazce série 72 V je možné pripojiť paralelne, aby sa rozšírilo AH.
Krok za krokom: Ako pripojiť 6x 12V batérie v sérii
Ak chcete bezpečne zapojiť šesť 12V batérií v sérii pre systém 72V, postupujte podľa týchto krokov:
1. Príprava:
- Uistite sa, že všetky batérie majú rovnakú značku, model, napätie a kapacitu.
- V ideálnom prípade by mali byť z rovnakej výrobnej dávky, aby sa zabezpečilo vyvážené výkonnostné a nabíjacie správanie.
2. Sekvencia zapojenia:
- Pripojte záporný (-) terminál batérie 1 k kladnému (+) svorke batérie 2
- Pripojte zápornú (-) batérie 2 k pozitívnej (+) batérii 3
- Pokračujte v tomto procese až do batérie 6, ktorej negatívny (-) terminál bude slúžiť ako záporný výstup systému
- Pozitívny (+) bude kladný na batériu (+)
3. Konečný výstup:
Napätie merané medzi kladnou batériou a záporom poslednej batérie by malo byť približne 72 V (alebo vyššie, ak je úplne nabité).
4. Dvojitá kontrola:
- Overte, že všetky pripojenia sú tesné a bez korózie.
- Na zvládnutie očakávaného prúdového zaťaženia použite izolované káble vhodného obrysu.
Kľúčové úvahy pri budovaní systému batérií 72V
Pri spájaní šiestich 12 V batérií v sérii je technicky jednoduché, existuje niekoľko kritických opatrení na zaistenie bezpečnosti, spoľahlivosti a dlhodobého výkonu.
Používajte rovnaké batérie
Všetkých šesť batérií sa musí zhodovať s napätím, kapacitou (AH), chémiou, značkou a výhodnou výrobnou šaržou. Variácie vnútorného odporu alebo stavu zdravia môžu viesť k nevyváženému nabíjaniu a vybíjaniu, čo môže mať za následok:
- Znížená životnosť systému
- Predčasná degradácia slabších buniek
- Riziko tepelného úteku v systémoch na báze lítia
Postupy bezpečného manipulácie
Zostava batérie zahŕňa značné riziko, ak sa nevykonáva správne. Vždy dodržiavajte tieto bezpečnostné protokoly:
- Noste izolované rukavice a bezpečnostné okuliare na ochranu pred elektrickým šokom a expozíciou kyseliny (najmä pre olovené batérie)
- Vyvarujte sa iskry a otvorte plameň v blízkosti nastavenia batérie
- Na bezpečné spracovanie špičkového prúdu použite správne káble a zabezpečené konektory
- Uistite sa, že terminály sú čisté, tesné a bez korózie
Kompatibilita
Na efektívne a bezpečne nabíjanie systému batérie je potrebná nabíjačka s hodnotením 72 V. Navyše:
- Batérie olova vyžadujú profily konštantného prúdu/konštantného napätia (CC/CV) a kompenzácia teploty
- Lítium-iónové alebo LifePo₄ batérie vyžadujú algoritmy nabíjania špecifické pre lítium s prísnymi obmedzeniami napätia a obmedzeniami prúdu
BMS pre lítiové systémy
Ak používate lítiové batérie, je povinná integrácia systému správy batérií (BMS). Kvalitný BMS zaisťuje:
- Nadmerné nabíjanie, nadmerné vyplácanie a nadprúdová ochrana
- Vyvažovanie buniek počas cyklov náboja
- Monitorovanie teploty a izolácia porúch
Preskočenie BMS v nastaveniach lítia nie je len riskantné, ale môže viesť k nezvratnému poškodeniu alebo bezpečnostným rizikom.
Aplikácie batérií v reálnom svete v reálnom svete
Konfigurácia 72V je široko prijatá vo viacerých odvetviach z dôvodu jej optimálnej rovnováhy medzi úrovňou napätia a komplexnosťou systému.
- Elektrické vozidlá (ebike, skúter, motocykel)
Väčšina vysoko výkonných elektronických bicyklov a elektrických skútrov používa 72 V 20AH alebo 72 V 32AH, čo poskytuje dostatočné napätie na výkon motorov medzi 2000 a 5 000 W. Toto nastavenie zaisťuje rýchle zrýchlenie, dlhší rozsah a lepšiu účinnosť v sklone.
- Golfové vozíky
Niektoré golfové vozíky používajú batérie 4 × 12V a kompenzujú prevodníkmi zosilňovačov na dosiahnutie 72 V, ale to predstavuje ďalšiu zložitosť a stratu energie. Pripojenie priamej série 6 × 12V je vo všeobecnosti bezpečnejšie, jednoduchšie a robustnejšie.
- Priemyselné vybavenie a obnoviteľné skladovanie
V nastaveniach s vysokým dopytom, ako sú solárne systémy mimo mriežky, skladové robotiky a záložné napájacie systémy, minimalizuje tok prúdu (v porovnaní so 48 V alebo nižšími systémami), čím sa zmenšuje veľkosť kábla a odporové straty-najmä kritické pre dlhodobé výboje alebo diaľkové inštalácie.
Technické parametre a výpočty energie
Napätie
Aj keď nominálne napätie je 72 V, prevádzka v reálnom svete pokrýva rozsah:
- Plne nabitý systém: 13,5V × 6=81 v
- Výtok (ochrana s nízkym napätím): 10,5V × 6=63 v
Tento dynamický rozsah sa musí zohľadniť pri výbere regulátorov motorov, meničov a systémov ochrany náboja.
Energetická kapacita
Celkový energetický obsah sa počíta ako:
Energy (WH)=napätie (v) × kapacita (ah)
Príklad:
Batérie 6 × 12V 100AH v sérii → 72V 100AH = 7200 WH (7,2 kWh)
Toto je použiteľná energia (s výhradou efektívnosti systému), ktorá môže napájať zariadenie 1 000 W približne 7,2 hodiny za ideálnych podmienok.
Záver
Na zostavenie systému batérií 72V pomocou 12 V jednotiek potrebujete šesť batérií pripojených v sérii. Táto konfigurácia je jednoduchá, ale vyžaduje technickú disciplínu pri zabezpečovaní rovnomernosti batérie, správneho zapojenia a bezpečnostných protokolov.
Okrem dosiahnutia 72 V musia používatelia zvážiť aj:
- Požadovaná kapacita (AH) pre požadovaný beh
- Načítať prúd, aby ste vybrali vhodné batérie s hodnotením vybíjania
- Chémia batérie, náklady na vyváženie, výkon a životný cyklus
- Bezpečnosť systému, najmä s lítiovými bunkami
V systémoch s vysokým napätím môže menší dohľad nad návrhom alebo inštaláciou výrazne ovplyvniť výkon alebo bezpečnosť. Či už ide o elektrickú prepravu alebo stacionárne skladovanie, premyslené plánovanie a vysokokvalitné komponenty nie sú možné.
O autorovi
GEB je značka spoločnosti General Electronics Technology Co., Ltd. GEB je vedúcavýrobca lítiových batérií EbikeV Číne sa zameriavajú na lítiové batérie pre elektrické bicykle a poskytujú pokročilé roztoky elektrických bicyklov 72 V. Spoločnosť GEB bola založená v roku 2009 a sídlila v Shenzhene a rozrástla na dôveryhodnú značku v priemysle s viac ako 180 zamestnancami a ročným predajom viac ako 30 miliónov dolárov.
Ako výrobca batérií s priamym zdrojom spoločnosť GEB eliminuje potrebu sprostredkovateľov a ponúka konkurencieschopné ceny z prvej ruky a zároveň zabezpečuje kvalitný stabilný a stabilný prívod batérie. Vďaka vlastným dizajnom a montážnym možnostiam, spolu s kompletným protiprúdom a po prúde dodávateľského reťazca, poskytuje GEB plne prispôsobené roztoky na kľúč od buniek do koncových výrobkov. Či už staviate elektrické vozidlo alebo vyvíjate rozsiahly projekt OEM, poskytuje GEB technické znalosti, výrobnú silu a spoľahlivosť dodávok, aby ste splnili vaše ciele výkonu a nákladov.
