Cołegamento deła bataria serie contro parałeło: guida tecnica e conpra 2026

Quel che va mal no xe mai el cablaggio

El cablaggio xe ła parte pì façiłe. Positivo a negativo el aumenta ła tension, da positivo a positivo el aumenta ła capasità, e ogni eletricista sul piano el pol far coretamente uno dei do acordi al primo tentativo. Quel che rende ła decision de conesion deła bataria in serie o parałeła conseguente in potensa motiva xe che tuti e do i percorsi i pol dar i stesi chiłowatt-ore suła carta, e ła difarensa tra de łori no ła vien fora durante ła mesa in servisio. El vien fora da qualche parte nel secondo o terso ano, come na perdita inspiegabiłe de tenpo de esecusion, un grupo che el invecia pì vełosemente dei so fradei, o un BMS che el scominsia a s-ciopare soto un ciclo de laoro che el ga gestìo ben quando che ła flota ła jera nova.

Quel ritardo xe tuto el problema. Co i sintomi i se mostra, ła topologia ła vien saldà inte łe machine, i cavi i vien tajài, i caricatori i vien conprài, e el costo de canbiar ła decision el xe un retrofit pa tuta ła flota. Quindi la domanda utile non è quale configurazione aggiunge tensione e quale aggiunge capacità. Xe ła configurasion co ła configurasion che ła vostra equipagiadura, el vostro schema de canbiamento e ła vostra capacità de manutension pol vivar dopo tremila cicli.

Sinque dimension che canbia, e soło sinque

Prima de ndar in qualche posto utiłe, va ben conprimer ła spiegasión stàndar in calcossa che te pol scansionar na volta e smetar de rilexare. Tuto queło che canbia na conesion de bataria in serie o parałeła el xe in sinque dimension.

L’energia totałe disponibiłe ła xe identica in ogni caso pa’l steso nùmaro de pacheti, e xe par questo che l’aritmetica da soła no ła te dirà mai cossa far. Łe ultime do righe łe xe dove che ła decision ła vive, e łe xe łe do righe che i confronti tra serie de baterie e cablaggi parałełi i consumadori i tende a pasare. El numero de cełułe e ła chimica i ga fato el resto: na piataforma LiFePO4 da 48V ła riva da quindese a sedexe cełułe in serie, che va saver prima de scominsiar a pensar a quanti pacheti i xe intorno a ła corda. Se te stà ancora sistemando ła piataforma de tension, i obietivi de tension e capasità drio un pacheto personalixà i xe ła decision a monte.

Parché na tension pi alta de sołito ła vinse neła potensa motiva

Pa ła manipolasion de materiałi e i veicołi industriałi, ła risposta ponderà - ła xe pì speso giusta, e ła rasón ła xe ła perdita de condusion pitosto che calcossa de ła bataria.

L’aritmetica soto ła vien da do rełasion pitosto che mixurà su un banco de prova, quindi łe ipotesi łe xe inportanti: ła tien ła corente e ła potensa fornìa come quantità fisse, ła trata ła resistensa del condutore e deła terminasion come costante, e ła ignora l’efèto del segondo órdene deła tenperadura suła resistensa. Su sta base, ła potensa esendo el prodoto de tension e corente vol dir che un 9,6 kW a 48V el tira 200A, mentre el steso 9,6 kW a 24V el tira 400A. Ła perdita de condusion ła se scała co el quadrato deła corente, cusì radopiare ła corente pa ła stesa potensa fornìa el quadruplica ła perdita in ogni condutor, s-ciopo, contatore e portafusibiłi tra el pacheto e el motor. Sposta el steso cargo da 48V a na piataforma da 80V e ła corente ła va zo del 40%, el che el sbasa ła perdita de condutori de do tersi. L’energia no ła sparisse. El deventa calor a łe terminasion, che xe esattamente dove che vive ła resistensa deła conesion e dove che ła crese nel tenpo.

Łe conseguense pratiche łe xe poco glamour e costose. I condutori pi pesanti i costa de pi, i pesa de pi e i xe pi difisiłi da trasmisionar atraverso un vano de baterie dimensionà intorno a un pionbo-maton asido. I contatori che canbia na corente pì alta i se desfa pì vełosemente. E ła caduta deła tension soto el carico de pico ła se sbasa diretamente neła prestasion: su un camion de contrapio, na caduta de tension durante un sollevamento pesante ła se traduxe in un sollevamento pì lento, che l’operator el prova come el camion che el se sente stanco ben prima che calcossa el se registri come un guasto. Questo xe el motivo prinsipałe par cui un cołegamento de bataria serie rispeto a parałeło pa i sistemi carrelli elevatori e AGV el tende a risolvarse verso ła parte serie a ła stesa energia. Xe anca parché elPiataforme da 48V e 80V dietro le nostre pile de carrelli eletricii xe costruìi intorno a corde de serie longhe pitosto che intorno a banche parałełe.

C'è un limite, ovviamente. Łe corde de serie łe xe limitàe da queło che el controłor, i contatori e el sistema de ixołamento de l’atresatura i xe clasifegài, dal rexime de sicuresa che el se aplica sora serte tensioni DC, e dal fato che na corda singoła ła vol dir un singoło ponto de guasto. El che porta a ła domanda che nissun in sto spasio el risponde drito.

Ła domanda che nissun ghe risponde: quanti pacheti te pol far parałeło?

Chiedi a un fornidore e de sołito te gavarè un nùmaro, quatro, qualche volta oto, sensa spiegasión. Quel numero el xe drìo far do laori insieme: el xe in parte un limite ingegneristico e in parte un confin de garansia. Tratarla come fisica quando xe połitica, o come połitica quando xe fisica, xe come che łe flote finise co banche che no łe gavarìa mai funsionà.

Scominsia co cavar na confusion che ła vien fora in quasi tuti i articołi su sto argomento. Łe cifre citàe dai fornidori de cełułe come criteri de abinamento, difarensa de tension entro 10 mV, difarensa de resistensa interna entro 5 mΩ, difarensa de capasità entro 20 mAh, i descriveordinamento de cełułe suła linea de produsionquando se selesiona cuałi cełułe łe va in un pacheto. No i xe na sojèa pa cołigar do pacheti finìi, e un pacheto finìo no’l sarà mai entro 10 mV da n’altro dopo na setimana de servisio. Aplicar na tołeransa de produsion a un conpito de comisionamento xe el motivo par cui serte flote łe conclude, par sbałio, che ła parałełasion ła xe inposibiłe.

El limite de canpo no l’è mia na costante. El xe calcołà, e el calcoło el xe bastansa curto da farlo su un appunti.

Ła corente de entrada al momento deła conesion ła xe uguałe ała difarensa de tension tra ła corda in entrata e el bus, divixa pa ła resistensa totałe del ciclo. Sicome ła resistensa totałe ła cala co vien zontà pì stringhe, el pezo caso el deventa pezo co ogni pacheto che te zonti, e xe proprio el motivo par cui łe valutasion łe ga da esar controlàe contro el caso pezo pitosto che contro el caso dei do-pacchetti (Orion BMS).

Lavorà co nùmari, pa do pacheti 48V 300Ah: suponémo na resistensa interna de 15 mΩ par pacheto e 5 mΩ atraverso cavi e terminasión, dando 35 mΩ intorno al ciclo. Se el vincoło de łigamento el fuse el contatore, par exénpio un 300A, ła difarensa de tension ła saria de 10V, che ła xe na risposta inutilmente permesa. El limite de łigamento xe quasi senpre ła bataria: limitàr ła ricarica reciproca a 0,2C, o 60A pa un pacheto da 300Ah, e ła difarensa permesa ła va zo a 2V. Da notar che 0,2C el xe un ponto de partensa conservador pitosto che na costante, al steso modo i 15 mΩ i xe na stima de tenperadura deła stansa. El numero che te gavarìa da doparar el vien dała carga masima del produtor deła cełuła ała tenperadura de funsionamento del pacheto, e el se move co ła dimension del pacheto, el cavo o el contator i canbia.

Che te dà calcossa de pì utiłe de na sojèa. Ła prossima volta che un fornidore el te cita un limite parałeło, te pol domandar cuałe de sti do limiti ło ga prodoto, e che resistensa interna, quałità del contatore e che liveło de carica i ga ciapà. Un numero derivà dal calcoło sora el pol esar difeso. Un nùmaro che no pol esar ricondà a nisùn dei do vincołi xe un confin de garansia co un costume de ingegneria.

Ghe xe altri do limiti drio l’aritmetica. Ła corente circołante, o sia ła corente che score tra i pacheti pitosto che verso el carico, guidà da difarense de stato de carga, tenperadura, resistensa interna e età, ła pol in caxi gravi superar łe vałutasion dei dispoxitivi de protesion dimensionài soło pa ła corente de cargo, e un lato DC- curto in te na banca larga el vien alimentà da ogni corda. E un sistema parałeło anpio el ga bisogno de na gestion a livełi: BMS a liveło de cełuła- drento ogni pacheto, un liveło de coordinasion sora, e na funsion de supervision che ła decide cuałi stringhe łe partesipa. Nisun dei do xe adatàbiłe na volta che ła banca ła se conporta zà mal.

Na coresion al incuadramento stàndar, parché el canbia ła matematica de dimensionamento: ła parałełasion no ła xonta capasità in modo afidabiłe in senso aritmetico. Ła capasità doparabiłe ła xe limitada da qualsiasi corda che ła riva prima al so limite de carga o scarico, cusì ogni unità de incoerensa ła vien diretamente dała capasità efetiva del sistema. Quatro pacheti in parałeło i te dà calcossa de manco de quatro pacheti de energia utiłixàbiłe, e el divario el se slarga co l’età.

El conportamento soto tuto questo el xe misurabiłe pitosto che misterioso. Ła corente circołante de scanbio caldo in un sistema de litio parałeło ła xe stà modełà co metodi de rete neurałe e convalidà sperimentalmente entro el 6% dei vałori mixurai (MDPIEłetronega).arXiv preprint 2211.04961). Nota anca che soło ła parte de un sistema cołegà a serie- ła ga bisogno de un equilibrio ativo. Łe cełułe diretamente parałełe łe se equiłixa co ła so conesion, e xe par questoconportamento de equiłibrio dełe cełułee ła corente circołante inter-string i xe do problemi separài che i vien discusi come uno.

Quel che el calcoło sora no pol darve xe i vałori de resistensa da métarghe drénto. Ła resistensa interna ła canbia co el formato deła cełuła, l’età e ła tenperadura, e ła figura su un fojo de dati ła xe na figura de cełuła nova a 25 gradi. Tegnemo curve de resistensa mixuràe pa i formati co cui costruimo, e métarle a un ciclo de laoro spesifego xe ła parte de questo che sucede neła conversasion pitosto che su un appunti.

Quando na soła corda ła bate qualsiasi disegno parałeło

Discuteremo contro ła banca pì granda pì speso de queło che i clienti se speta, quindi va ben métar in registro ła posision.

Ła preferensa predefinìa in ingegneria dei sistemi de baterie ła xe na stringa de serie singoła dove che l’aplicasion ło permete. È la configurazione a costo più basso-, la più semplice da gestire, e elimina tutta la categoria di problemi inter-stringhe descritti sopra. Tante corde parałełe łe xe giustificàe in un insieme streto de sircostanse: quando ła ridondansa ła xe un requisito difisiłe parché no se pol fermar l’equipagiamento; quando che xe necesaria ła capacità de hot-swap, come in operasion ininterotibiłi o co continuo; e quando łe uniche cełułe disponibiłi nel formato richiesto łe vien pre-asenbłae in stringhe che no łe pol esar parałełe a liveło de cełuła.

L’ecesion che vien giudicà małe pì speso xe ła prima. Ła ridondansa ła xe speso presunta pitosto che spesifegada. Un responsabiłe deła flota el dise che un camion che se ferma a metà del turno no l’è acetàbiłe, e el dise che ghe xe bisogno de ła ridondansa. Ma na banca parałeła ła ofre ridondansa soło se el sistema el pol catar na stringa guasta, isołarla e continuar a funsionar co na capasità ridota, che ła xe un requisito de controło pitosto che de cablaggio. I cablaggi i xe in parałeło sensa sta capasità i compra ła conplesità de na serie industriałe pesante parałeła - contro na conesion de bateria parałeła e nissuna deła disponibiłità. Fora de sti caxi, na banca granda ła xe de sołito na sołusion pa un vincoło de inbalamento pitosto che na sielta de progetasion, e ła ga da esar riconosùa come tałe.

Ghe xe anca un costo tranquio che raramente vien contà. Ogni terminasión adisionałe ła xonta resistensa, e na banca costruìa da tanti pacheti ła moltiplica łe terminasión in modo vełoce: na dispoxision de quatro-cełułe da soła ła ga oto interfaçi de contato, ognuna ła contribuise na resistensa e ognuna candidà pa ła degradasion (Bateria Università BU-302). Scała sta łogica a un banco de sedici-pacchetti e el budget deła conesion el smète de esar un eror de arrotondamento. El nostro obietivo interno pa un motivo-power pack completo xe ła resistensa totałe soto i 50 mΩ, co conesion individuałi tra 0,5 e 2 mΩ, e łe banche parałełe łe rende chel obietivo senpre pi difìsie da tegner.

El problema de l’ano-do

Tuto queło sora el pensa che i pacheti i sia coerenti. I xe, a ła consegna. Ła parte che quasi nissun scrive xe queło che sucede dopo.

I pacheti che i łasa na linea de produsion ben controłada co tołeranse strete i se staca in servisio, e un ano de servisio reałe el xe bastansa pa ła difusion de deventar operativamente rełevante. Ła tenperadura anbiente ła canbia in base a dove che el camion el se parchegia. I cicli de servisio i canbia da chi che opera el tira su che veicoło. L’oportunità de carga ła canbia a turno. El risultà el xe na banca che łe so corde no łe xe pì al steso stato de carga o ała stesa resistensa interna, cołegae da un percorso de resistensa tanto basa, che ła xe ła condision esata che ła produxe na carga reciproca sostegnùa tra i pacheti.

El modo de fałimento che questo el produxe el xe bastansa controintuitivo da dir diretamente: in te na banca parałeła sbalià, i grupi forti i se degrada pì vełosemente. I porta pì corente parché ła so resistensa ła xe pì basa, i asorbe ła corente in circołasion co chealtri i se sbasa, e i rancura ła produsion a na vełocità che i grupi debołi no i riva mai. El pacheto su cui te gavarìa scomesso el fałise prima, e parché ła banca ła continua a darghe enerxia doparàbiłe, gnente el dise el problema fin che ła capasità no ła xe xa finìa.

Xe anca par questo che "basta zontar un novo pacheto ała banca" xe l'eror de canpo pì comune che vedemo. Un novo pacheto meso in te na banca che xe stà indrio pa dicioto mesi no xe un ajornamento deła capasità. Xe na granda difarensa de potensiałe so un percorso de resistensa tanto basa, e ła fa parte del calcoło de l’inrush sora prima che qualchedun el toca un contator. Se un pacheto el ga da esar rimeso, portarlo prima a ła tension del circuito verto- a riposo, e doparar ła stesa disiplina sia che ła sia na nova unità o na stringa prima isołada che ła torna in rete. Vardando pari segnałi de ła fine-deła vita in un grupo de inveciamentoconta più in una banca parallela che in una singola stringa, proprio perchè la banca li nasconde.

Layout e termico: el limite drio el schema

Na topologia sielta suła carta ła deventa un ogeto fixico, e i ogeti fixici i ga gradienti de tenperadura.

I pacheti rafredai a aria i dopara percorsi de ventilasion serie o parałełi, e ła terminołogia ła se scontra in modo confuso col vocabołario ełètrico mentre ła descrive calcossa de conpletamente separà. In te na serie de percorso de fluso d’aria, l’aria ła entra da na parte e ła va fora da st’altra, portando el całor ciapà dai primi modułi a quełi sucesivi e produxendo na tenperadura difusa in tuto el grupo. Un percorso de fluso d’aria parałeło el porta l’aria tra i modułi in modo che ła se alsa in modo pì uniforme, tegnéndo ła dispersion pì streta. I modułi in mexo a un recinto i rancura całor; i modułi ai bordi i ło spaca. Sicome ła resistensa interna e ła capasità łe canbia co ła tenperadura, un layout termico iregołare el produxe ła stesa incoerensa che el vostro progeto ełetrico el jera drìo sercar de evitar. Questo xe el motivoarchitetura de gestion termicael fa parte deła conversasion de topologia pitosto che dopo.

Ghe xe do regołe de layout. Ogni ramo parałeło el ga da contegnir na configurasion de serie identica, sensa ecesion, parché i rami asimetrici i garantise ła corente circołante prima che el pacheto el sie stà messo in servisio. E łe longhese dei cavi tra i pacheti parałełi e ła barra de bus comune łe dovarìa esar conpagne, cusì ła resistensa del percorso no ła indica in modo silensio un pacheto come cavało da laoro. Tuti e do i xe economici da giustar durante el progeto e inposibiłi da sistemar dopo.

Ła tenperadura ła canbia anca i nùmari che te pensavi de vér. Un cliente de distribusion de magnar in Mèsego el ga i nostri pacheti LiFePO4 in un posto fredo fin a -18 gradi, e i pacheti i tien ła produsion sensa un cało notevołe. Ma ła condivixion de corente tra corde parałełe a queła tenperadura no ła se conporta come che ła se conporta a 25 gradi, parché ła resistensa interna ła crése e ła resistensa tra i grupi ła se slarga. Ła cifra de 15 mΩ doparada nel calcoło precedente ła xe na cifra de tenperadura deła stansa. In un coridoio del congelatore el xe otimista, e ła difarensa de tension permesa a ła conesion ła se strénse de conseguensa. Na banca che ła condivide el corente in modo acetàbiłe in un magazén a tenperadura mista ła pol condividerlo mal in te un magazén fredo.

Tre configurasión, laoràe

I tre schemi che vedemo pì de frecuente i xe i seguenti, e come che ła conesion deła bataria serie rispeto a parałeła ła se risolve in ognidun.

El schema de tuti e tre el xe el steso: rivar prima al obietivo de energia co el formato de cełuła e ła tension de serie, e tratar łe stringhe parałełe come calcossa adotà pa un motivo operativo spesifego pitosto che come ła via predefinìa pa pì amp-ore. Se ła geometria dei conpartimenti ła rende inposibiłe, el vincoło el dovarìa esar ciamà un vincoło neła spesifegasion pitosto che assorbìo in silensio nel progeto. Questo xe anca el modo pì vełose pa capìr se ungama de potensa deła bateria del motivopol rivar al obietivo sensa na costrusión personalixà.

Spesifegarlo a un fornidore

Na volta che ła diresion deła topologia ła xe ciara, ła spesifegasion che te mandi ła determina se te ciapi un pacheto progetà pa el ciclo de lavoro o un ogeto de catałogo co ła tension su l’eticheta. Sie input i fa ła difarensa:

• Tension nominałe de l’equipagiamento e ła finestra de tension acetàbiłe del controłor, no soło ła figura nominałe
• El pico de corente durante l’operasion pi pesante del ciclo, e ła so durada
• Dimensioni del vano deła bataria e peso masimo permeso del pacheto
• Modèo de canbiamento e finestre de carica disponibiłi, anca se se prevede na carica de oportunità
• Intervało de tenperadura de funsionamento, co conservasion a fredo o esposision a l’esterno ciamà in modo ciaro
• Se l’equipagiamento el pol tołerar un punto, che el determina se ła ridondansa ła xe un requisito vero o na ipotesi

Łe domande che te ghe rispondi łe val pì de ła spesifegasion che te mandi, parché ognuna ła filtra un tipo difarente de fornidore. Chiedendo su cosa che se basa el limite parałeło cità el separa i fornidori che ło ga calcołà da quei che ło ga eredità da un datasheet. Chiedendo che resistensa interna e che vałor del contatore xe stà meso in chel calcoło se dise se qualchedun ga vardà ła vostra equipagiadura pitosto che un caso xenèrico. Chieder come che łe stringhe łe comunica, se ghe xe un liveło de coordinasion sora el BMS de liveło de pacheto- o soło diversi pacheti che i condivide na barra de bus e sperando, xe el modo pì vełoce pa capìr se un fornidore el ga costruìo sistemi multi-string o el li ga vendùi soło. E domandar ła prosedura documentà pa reintroduxer un pacheto isołà te dirà se i ga mai dovesto sostegnèrne uno sul canpo, parché ła prosedura ła vien scrita soło dopo ła prima volta che ła va małe.

Ghemo fato łe stese quatro domande contro de noaltri stesi prima de citar un sistema multi-pack, e łe curve de resistensa e ła prosedura de reintrodusion mensionà prima xe queło che el proceso el produxe. Otegner ła conesion deła bataria serie e parałeła giusta pa un ciclo de servisio spesifego xe dove che sucede el laoro, che xeconfigurasion del pacheto personalixàè per.

FAQ

Se te si drìo dimensionar un sistema multi-pack pa na flota spesifega e te vol che ła configurasion ła vegna revisionà prima che ła vegna inpegnà,parla co ła nostra scuadra de ingegneri.