Trong các ứng dụng công suất cao như xe máy điện, xe đạp điện, công cụ công nghiệp và hệ thống năng lượng tái tạo, thiết lập pin 72V thường được ưu tiên cho khả năng cung cấp mô-men xoắn cao hơn, tăng hiệu quả và giảm tổn thất truyền. Xây dựng hệ thống 72V không chỉ yêu cầu đúng số pin mà còn hiểu chính xác về cách cấu hình pin ảnh hưởng đến điện áp, công suất và an toàn.
Nhiều người dùng cho rằng việc đạt được 72V chỉ đơn giản là vấn đề sắp xếp pin. Tuy nhiên, không có kiến thức chính xác về các kết nối loạt và song song-và tác động của các thông số kỹ thuật của pin như xếp hạng hiện tại, điện trở nội bộ và hóa học-hệ thống có thể hoạt động kém hoặc suy giảm sớm. Điện áp thích hợp và cấu hình hiện tại xác định trực tiếp hiệu suất, tuổi thọ và độ tin cậy.
Cấu hình pin Nguyên tắc cơ bản: Sê -ri so với song song
Để thiết kế aBộ pin 72V, trước tiên người ta phải hiểu hai phương thức kết nối cơ bản: sê -ri và song song.
- Kết nối loạt: Kết nối thiết bị đầu cuối dương của một pin với thiết bị đầu cuối âm của đầu tiếp theo. Trong một loạt, điện áp cộng lại, nhưng dung lượng AMP-giờ (AH) vẫn giữ nguyên. Đây là phương pháp được sử dụng để tăng tổng điện áp hệ thống.
- Kết nối song song: Kết nối tất cả các cực dương với nhau và tất cả các thiết bị đầu cuối âm với nhau. Trong trường hợp này, điện áp vẫn không đổi, nhưng công suất (AH) tăng lên. Phương pháp này được sử dụng khi cần có thời gian chạy dài hơn hoặc cao hơn.
Vì mục tiêu là đạt 72V, pin phải được kết nối theo chuỗi.
Tùy chọn điện áp: So sánh cấu hình pin 6V và 12V
Nhìn chung, có hai cách tiếp cận để lắp ráp một hệ thống 72V bằng cách sử dụng pin ngoài kệ: với các đơn vị 6V hoặc 12V.
- Sử dụng pin 6V:
Đạt được 72V yêu cầu 12 pin theo chuỗi (6V × 12=72 V).
- Sử dụng pin 12V:
Chỉ cần 6 pin trong chuỗi (12V × 6=72 V).
So sánh thực tế
Pin 12V:
- Yêu cầu ít đơn vị hơn và ít kết nối hơn, làm giảm độ phức tạp và tiềm năng cho các lỗi nối dây.
- Thông thường cung cấp công suất xả hiện tại cao hơn, làm cho chúng phù hợp hơn với tải trọng công suất cao như động cơ hoặc bộ biến tần.
Pin 6V:
- Thường ít tốn kém hơn, đặc biệt là ở các định dạng axit dẫn chu trình sâu.
- Cung cấp một loạt các tùy chọn hơn về yếu tố hình thức và tính linh hoạt thay thế.
- Có thể phù hợp hơn cho người dùng có quyền truy cập vào hàng tồn kho chi phí thấp hoặc thặng dư.
Sự lựa chọn giữa pin 6V và 12V phụ thuộc vào các ràng buộc không gian, yêu cầu hiện tại của hệ thống và sở thích bảo trì. Tuy nhiên, đối với hầu hết các bản dựng pin 72V DIY, pin 12V là phổ biến hơn do tính đơn giản và khả năng tương thích tốt hơn với các hệ thống xe điện.
Tính toán cốt lõi: Có bao nhiêu pin 12V để đạt 72V?
Công thức rất đơn giản:
Số lượng pin=Điện áp mục tiêu Điện áp pin
Cho pin 12V:
72V ÷ 12V=6 pin (nối tiếp)
Mỗi pin đóng góp 12 volt và khi được kết nối nối tiếp, tổng điện áp hệ thống là tổng của tất cả các điện áp riêng lẻ. Tuy nhiên, công suất tổng thể vẫn giống như của một pin duy nhất trong chuỗi.
Ví dụ: nếu mỗi pin 12V có công suất 20Ah, thì gói 72V hoàn chỉnh sẽ là 72V 20Ah-not 72V 120Ah.
Sự khác biệt này là rất quan trọng khi ước tính thời gian chạy của hệ thống và giao hàng hiện tại. Nếu cần công suất cao hơn, các chuỗi 72V bổ sung có thể được kết nối song song để mở rộng AH.
Từng bước: Cách kết nối pin 6x 12V
Để dây an toàn sáu pin 12V theo chuỗi cho hệ thống 72V, hãy làm theo các bước sau:
1. Chuẩn bị:
- Đảm bảo tất cả các pin thuộc cùng một thương hiệu, mô hình, điện áp và công suất.
- Lý tưởng nhất, họ nên từ cùng một lô sản xuất để đảm bảo hiệu suất cân bằng và hành vi sạc.
2. Trình tự nối dây:
- Kết nối thiết bị đầu cuối âm (-) của pin 1 với thiết bị đầu cuối pin dương (+) của pin 2
- Kết nối âm (-) của pin 2 với pin dương (+) của pin 3
- Tiếp tục quá trình này cho đến khi pin 6, có thiết bị đầu cuối âm (-) sẽ đóng vai trò là đầu ra âm hệ thống
- Pin 1 dương tính (+) sẽ là đầu ra tích cực của hệ thống
3. Đầu ra cuối cùng:
Điện áp được đo giữa pin dương đầu tiên và âm của pin cuối cùng phải xấp xỉ 72V (hoặc cao hơn nếu được sạc đầy).
4. Kiểm tra kỹ:
- Xác minh tất cả các kết nối là chặt chẽ và không ăn mòn.
- Sử dụng cáp cách điện có máy đo thích hợp để xử lý tải hiện tại dự kiến.
Cân nhắc chính khi xây dựng hệ thống pin 72V
Mặc dù kết nối sáu pin 12V nối tiếp rất đơn giản về mặt kỹ thuật, có một số biện pháp phòng ngừa quan trọng để đảm bảo an toàn, độ tin cậy và hiệu suất lâu dài.
Sử dụng pin giống hệt nhau
Tất cả sáu pin phải phù hợp với điện áp, công suất (AH), hóa học, thương hiệu và tốt nhất là lô sản xuất. Sự thay đổi trong kháng cự nội bộ hoặc sức khỏe trong trạng thái có thể dẫn đến việc sạc và thải bỏ cân bằng, điều này có thể dẫn đến:
- Giảm tuổi thọ hệ thống
- Sự xuống cấp sớm của các tế bào yếu hơn
- Nguy cơ bỏ chạy nhiệt trong các hệ thống dựa trên lithium
Thực hành xử lý an toàn
Lắp ráp pin liên quan đến rủi ro đáng kể nếu không được thực hiện chính xác. Luôn tuân thủ các giao thức an toàn sau:
- Mang găng tay cách nhiệt và kính bảo hộ an toàn để bảo vệ chống lại điện giật và tiếp xúc với axit (đặc biệt là đối với pin axit-chì)
- Tránh tia lửa và mở ngọn lửa gần thiết lập pin
- Sử dụng cáp đo thích hợp và đầu nối an toàn để xử lý dòng điện cực đại một cách an toàn
- Đảm bảo các thiết bị đầu cuối sạch sẽ, chặt chẽ và không ăn mòn
Khả năng tương thích bộ sạc
Một bộ sạc được xếp hạng 72V là cần thiết để sạc hệ thống pin một cách hiệu quả và an toàn. Hơn thế nữa:
- Pin axit chì yêu cầu cấu hình điện áp/điện áp không đổi (CC/CV) không đổi và bù nhiệt độ
- Pin lithium-ion hoặc LifePo₄ yêu cầu các thuật toán điện tích đặc hiệu lithium với các mức cắt điện áp nghiêm ngặt và các hạn chế hiện tại
BMS cho các hệ thống lithium
Nếu sử dụng pin lithium, việc tích hợp hệ thống quản lý pin (BMS) là bắt buộc. Một BMS chất lượng đảm bảo:
- Quá tải, bảo vệ quá mức và bảo vệ quá dòng
- Cân bằng tế bào trong các chu kỳ sạc
- Giám sát nhiệt độ và cách ly lỗi
Bỏ qua BMS trong các thiết lập lithium không chỉ rủi ro mà còn có thể dẫn đến thiệt hại không thể đảo ngược hoặc các mối nguy hiểm an toàn.
Các ứng dụng trong thế giới thực của hệ thống pin 72V
Cấu hình 72V được áp dụng rộng rãi trên một số ngành do sự cân bằng tối ưu giữa mức độ điện áp và độ phức tạp của hệ thống.
- Xe điện (Ebike, xe tay ga, xe máy)
Hầu hết các xe đạp điện và xe điện điện tử hiệu suất cao đều sử dụng các gói 72V 20Ah hoặc 72V 32Ah, cung cấp đủ điện áp cho động cơ điện trong khoảng từ 2000W đến 5000W. Thiết lập này đảm bảo tăng tốc nhanh, phạm vi dài hơn và hiệu quả tốt hơn trên các độ nghiêng.
- Xe golf
Một số xe golf sử dụng pin 4 × 12V và bù với các bộ chuyển đổi tăng cường để đạt 72V, nhưng điều này giới thiệu sự phức tạp và mất điện bổ sung. Kết nối loạt trực tiếp 6 × 12V thường an toàn hơn, đơn giản hơn và mạnh mẽ hơn.
- Thiết bị công nghiệp & lưu trữ tái tạo
Trong các cài đặt có nhu cầu cao như hệ thống năng lượng mặt trời ngoài lưới, robot kho và hệ thống năng lượng dự phòng, thiết lập 72V giảm thiểu dòng điện (so với hệ thống 48V hoặc thấp hơn), giảm kích thước cáp và tổn thất điện trở-đặc biệt là quan trọng đối với việc thải ra lâu dài hoặc cài đặt từ xa.
Các thông số kỹ thuật và tính toán năng lượng
Phạm vi điện áp
Mặc dù điện áp danh nghĩa là 72V, hoạt động trong thế giới thực kéo dài một phạm vi:
- Hệ thống tích điện đầy đủ: 13,5V × 6=81 V
- Giảm xả (Bảo vệ điện áp thấp): 10,5V × 6=63 V
Phạm vi động này phải được tính đến khi chọn bộ điều khiển động cơ, bộ biến tần và hệ thống bảo vệ điện tích.
Năng lượng năng lượng
Tổng hàm lượng năng lượng được tính là:
Năng lượng (wh)=điện áp (v) × công suất (AH)
Ví dụ:
Pin 6 × 12V 100Ah trong sê -ri → 72V 100AH = 7200 WH (7.2KWH)
Đây là năng lượng có thể sử dụng (tùy thuộc vào hiệu suất hệ thống) có thể cung cấp năng lượng cho thiết bị 1000W trong khoảng 7,2 giờ trong điều kiện lý tưởng.
Phần kết luận
Để xây dựng hệ thống pin 72V sử dụng các đơn vị 12V, bạn cần sáu pin được kết nối nối tiếp. Cấu hình này là đơn giản nhưng đòi hỏi kỷ luật kỹ thuật trong việc đảm bảo tính đồng nhất của pin, hệ thống dây chính xác và các giao thức an toàn.
Ngoài việc đạt 72V, người dùng cũng phải xem xét:
- Công suất cần thiết (AH) cho thời gian chạy mong muốn
- Tải hiện tại, để chọn pin được xếp hạng xả phù hợp
- Hóa học pin, chi phí cân bằng, hiệu suất và vòng đời
- An toàn hệ thống, đặc biệt là với các tế bào lithium
Trong các hệ thống điện áp cao, một giám sát nhỏ trong thiết kế hoặc lắp đặt có thể ảnh hưởng đáng kể đến hiệu suất hoặc an toàn. Cho dù để vận chuyển điện hoặc lưu trữ đứng yên, kế hoạch chu đáo và các thành phần chất lượng cao là không thể thương lượng.
Về tác giả
GEB là một thương hiệu của Công ty TNHH Công nghệ Điện tử Tổng quát GEB là một hàng đầunhà sản xuất pin lithium ebikeỞ Trung Quốc, tập trung vào pin lithium cho xe đạp điện và cung cấp các giải pháp pin xe đạp điện 72V tiên tiến. Được thành lập vào năm 2009 và có trụ sở tại Thâm Quyến, GEB đã phát triển thành một thương hiệu đáng tin cậy trong ngành với hơn 180 nhân viên và doanh thu hàng năm hơn 30 triệu đô la.
Là một nhà sản xuất pin trực tiếp, GEB loại bỏ nhu cầu trung gian, cung cấp giá đầu tay cạnh tranh trong khi đảm bảo cung cấp pin ổn định, chất lượng cao. Với khả năng thiết kế và lắp ráp gói trong nhà, cùng với chuỗi cung ứng ngược dòng và hạ nguồn hoàn chỉnh, GEB cung cấp các giải pháp pin chìa khóa trao tay tùy chỉnh đầy đủ từ các tế bào này đến các sản phẩm kết thúc. Cho dù bạn đang chế tạo một chiếc xe điện hoặc phát triển một dự án OEM quy mô lớn, GEB cung cấp chuyên môn kỹ thuật, sức mạnh sản xuất và độ tin cậy cung cấp để đáp ứng các mục tiêu hiệu suất và chi phí của bạn.
