數(shù)碼相機鋰聚合物電池
803243 1050mah 3.7v
厚度：8.0mm
寬度：32.0mm
長度：43.0mm Max ( 含保護板)
計算電池組的能量和容量
來源：藍泰陽作者：admin瀏覽次數(shù)：1925發(fā)布時間：2023-02-08 11:40:32
計算電池組的能量和容量
如何計算電池組的能量(E)。假設(shè)我們需要一個25kW的電池組，電池組能量與電池組的電壓(Vp)和容量(Ip)存在如下關(guān)系:
Ep=Vp × Ip
假設(shè)使用的3.7V的NMC電芯，共計96個，串聯(lián)后的電池組電壓為355V。為了滿足所需能量，電芯的容量應(yīng)為 70Ah，這樣可以通過兩個35Ah的電芯并聯(lián)，或者一個 70Ah 的電芯，或者其他并聯(lián)的結(jié)合方式，達到電芯的容量為 70Ah。因此我們可以得到:
355.2V × 70Ah=24.864kWh
值得注意的是，一般來說我們所需的容量是由電動車輛的電流需求所決定的，而能量是由產(chǎn)品的應(yīng)用類型所決定的。比如，對于行駛里程為75mile的純電動汽車，電池系統(tǒng)需要提供3kWh/mile 的能力，則電池需要的總能量為:
75÷3=25kWh
也請注意在這些計算中使用的單位，已經(jīng)在計算中自由地使用25kWh，而不是25,000Wh。但是如果你把計算器上的這些數(shù)字和這本書一起運行，你會發(fā)現(xiàn)結(jié)果不匹配，小數(shù)點關(guān)閉了!在計算中要完全準(zhǔn)確，你會發(fā)現(xiàn)你需要使用25,000Wh/350V 來獲得71AH的目標(biāo)。為了簡潔起見，在這里為你自動計算。
接下來，我們計算電流。從定義上看，一個71Ah的電芯可以在71A的電流條件下持續(xù)供能一個小時，也可以在更高的倍率條件下提供更高的功率輸出，但是這樣也許仍然不能滿足整個系統(tǒng)的電流需求。比如，很多插電式混合電動車和純電動車系統(tǒng)，根據(jù)具體應(yīng)用以及系統(tǒng)的設(shè)計，或許需要 30A、40A 甚至 400A的電流輸出來實現(xiàn)驅(qū)動。比如在90A(大概可以提供89A電流)的電流下持續(xù)工作，為了達到這個目標(biāo)需要使用90Ah的電芯，或者使用兩個45Ah的電芯并聯(lián)，或者使用其他更低容量的電芯進行并聯(lián)以達到我們所要求的電流。
這樣我們就有必要了解一下倍率(C-rates)這個概念。倍率由電池制造商提出并用來描述電池以一定電流充電或放電能持續(xù)多長時間。例如對于70Ah的電池，1倍率(1C)的使用條件下，電池在1h內(nèi)可以持續(xù)提供70A的電流。但是，如果電芯倍率提高到5C，那么這個電池就可以在1/5h的時間內(nèi)持續(xù)提供電流350A(70A×5)。在充電和再生制動中，也會涉及倍率，與該計算方法相同。電池充電必須考慮倍率，在再生制動過程中產(chǎn)生的能量對電池進行充電時，需要能夠適應(yīng)電池的倍率性能，否則能量就不會被儲存到電池中去，而是直接轉(zhuǎn)變成熱量。
如果已經(jīng)知道電芯的額定數(shù)量，將其乘以每個電芯所攜帶的能量，便可估算出整個電池組的能量。根據(jù)電芯的數(shù)量，也可以估算出電池系統(tǒng)的體積。反之亦然，如果知道電池組的體積，也可以根據(jù)電芯的尺寸很快估算出電芯的數(shù)量。
比如，如果在一個電池組中使用的是96個電芯，每個電芯的能量是3.7V×70Ah=259Wh，相當(dāng)于電池組具有24864Wh或者24.9kWh的能量。當(dāng)然，這里假設(shè)的都是熟悉的電芯。如果不需要選擇特定的哪個電芯是最好的，那么用這個方法計算電池的能量是最直接的。對于計算需要多大的電池，上述提到的方法也是比較合適的。
歐姆定律可進行一系列的變換，可以任由其中的兩個物理量推測第三個物理量。同樣的，我們對于容量、能量和電壓三者的關(guān)系也可以進行類似的變換，由已知的兩個物理量計算第三個物理量，如:
24.864 kWh=355.2V=70Ah
355.2VX70Ah=24.864 kWh
24.864kWh:70Ah=355.2V
對上述例子進行總結(jié)，即為:
● 依據(jù)電池組電壓 355 V，可知需要 96 個電芯并且電芯電壓要高于 3.7V;
● 依據(jù)電池組輸出電流70A，可知需要70Ah的電芯;
● 總計電壓3.7V、容量70Ah 的電芯一共 96 個:或者采用96個35Ah的電芯串聯(lián)起來，然后再將兩組這樣的串聯(lián)模組并聯(lián)起來，即共計需要192個電壓為3.7 V、容量為35Ah 的電芯。（常規(guī)單個聚合物電池容量計算公式）
