Calor residual en la batería: ¿paquete grande frente a paquete pequeño?

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¿Los paquetes de baterías más grandes son más eficientes que los paquetes de baterías más pequeños debido a la regla de "resistencia en paralelo", suponiendo que todo lo demás sea igual?

A modo de ejemplo, consideremos dos paquetes de baterías de 48 V: 13S2P y 13S6P (supongamos que la celda individual 18650 puede manejar un consumo de energía de 30Amp). Y una bicicleta eléctrica que tiene un motor que consume 2.88KW a velocidad de crucero.

2.88KW a 48V implicaría la necesidad de consumir 60 amperios.

Encontré en Internet que las células Panasonic 18650 tienen 0.05 ohmios de resistencia interna. Entonces, para 13 celdas en serie que serían 0.65 Ohms de resistencia.

Con el paquete de baterías 13S2P, los 60 amperios se distribuirían en dos ramas paralelas. Por lo tanto 30 amperios por rama. La pérdida de desperdicio debido a la resistencia interna del paquete de baterías en ambas ramas sumadas juntas sería P=2*(R*I^2)=2*(0.65*30^2)=1170 Watts .

Con el paquete de baterías 13S6P, los 60 amperios se distribuirían en seis ramas paralelas. Por lo tanto 10 amperios por rama. La pérdida de residuos debida a la resistencia interna en el paquete de baterías de más de 6 ramas sumadas juntas sería P=6*(R*I^2)=6*(0.65*10^2)=390 Watts .

¿Existe realmente una diferencia de 780W en el calor residual de la batería? ¿La resistencia de la celda interna de la batería permanece constante en diferentes niveles de corriente y temperaturas ?

    
pregunta Hans Solo

2 respuestas

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¿Existe realmente una diferencia de 780W en el calor residual de la batería?

Sí, sus sumas son correctas. Existe una gran diferencia en el calentamiento interno entre un 13S2P y un 13S6P, suponiendo la misma carga y las mismas celdas.

Míralo en términos de solo la resistencia interna de la batería. El paquete 2P tiene aproximadamente 0.33 ohmios, el paquete 6P tiene 0.11 ohmios.

En 60A, eso le da un \ $ I ^ 2R \ $ calentamiento de 1188 vatios o 396 vatios.

Si reduce la resistencia interna por cualquier medio (celdas mejores o más en paralelo), la disipación interna de la batería caerá.

  

¿La resistencia de la celda interna de la batería se mantiene constante en diferentes niveles de corriente y temperaturas?

Hasta cierto punto.

A menudo medimos una caída de voltaje y una corriente, tomamos la relación y la llamamos resistencia. Esto solo es útil si la proporción se mantiene bastante constante.

En una celda, hay varias contribuciones al exceso de caída de voltaje, en cualquier corriente dada. Entre estos hay varios términos razonablemente constantes como resistencia de electrodo (aumenta ligeramente con la temperatura), cosas menos constantes como la movilidad de iones en el electrolito (los cambios con la temperatura, probablemente se reducen) y cosas que no tiene derecho a esperar que sean constantes como la polarización potenciales (el efecto de una redistribución de los químicos activos de la célula debido al flujo de corriente, por lo que también tiene un historial de tiempo).

Si alguno de estos términos domina depende de qué química y qué calidad de célula estás estudiando. La única forma de medir el cambio en la tensión del terminal a medida que cambia la corriente (la definición de resistencia interna efectiva) es cargar la celda con una corriente variable y medir la tensión.

Cuando un fabricante de celdas hace una reclamación sobre la corriente máxima que la celda puede entregar, es una reclamación implícita sobre la resistencia interna máxima que es probable que vea durante su operación. Sin duda, esperaría que entregara esa corriente en un cortocircuito. Podría esperar que suministrara esa corriente con solo un 25%, o quizás solo un 10%, la caída de voltaje del terminal debido a la resistencia interna.

En todos los casos, debe leer la hoja de datos o realizar sus propias mediciones.

    
respondido por el Neil_UK
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Su pregunta se reduce a algo como esto: ¿Cómo se compara la eficiencia entre una celda que funciona a 1C y una que funciona a 0.33C?

Cualquier hoja de datos o descripción le dirá que a mayores tasas de carga / descarga, la eficiencia es menor.

Mientras observa específicamente las pérdidas debidas al calor (a través de la llamada resistencia interna), considere que la celda que funciona a 1C suministra 3 veces la corriente que la celda de 0.33C. Pero la potencia es cuadrada por R, por lo que la celda 1C disipa nueve veces la potencia.

    
respondido por el gbarry

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