Zusammenhang zwischen Batteriezellenkapazität und Innenwiderstand

Ich versuche, einen großen Akku zu entwerfen, der eine bestimmte Menge an Leistung mit einer angemessenen Wärmeableitung liefern sollte. Dazu habe ich drei Freiheitsgrade:

  • einzelne Zellenkapazität
  • Anzahl Zellen parallel
  • Anzahl der Zellen in Reihe

Angesichts eines Innenwiderstands dachte ich an viele parallele Zweige mit Zellen geringer Kapazität, um den Strom (und damit die Wärmeableitung in RI²) zu senken.

Ich habe jedoch gehört, dass das Produkt aus Innenwiderstand und Kapazität konstant ist, was bedeutet, dass der Innenwiderstand zunimmt, wenn die Kapazität abnimmt.

Ist das wahr? Im Netz konnte ich keine Bestätigungen finden. Gibt es eine genauere Beziehung zwischen diesen beiden?

Ich danke Ihnen für Ihre Hilfe!

Von einer Zelle . Aber Sie bauen keine Zelle zusammen.
Ich baue eine große Anzahl von Zellen zusammen und möchte die globale Wärmeableitung (die die Summe der Ableitung jeder Zelle ist) minimieren.
Wenn Sie sie parallel schalten, wird die Strommenge, die jeder liefert, proportional reduziert.
Ja, das dachte ich mir. Wenn Sie jedoch die Kapazität jeder Zelle verringern (weil Sie in jedem Zweig eine geringere Strommenge benötigen), steigt der Innenwiderstand und auch die Verlustleistung. Deshalb versuche ich herauszufinden, um wie viel R zunimmt, wenn C abnimmt
@IgnacioVazquez-Abrams Obwohl insgesamt ungefähr die gleiche Menge an Energie verbraucht wird.
@EugeneSh.: Absolut. Die Physik hält immer noch.
@AugustinNove: Reduzieren Sie also nicht die Kapazität jeder Zelle.
@IgnacioVazquez-Abrams Ich brauche eine Mindestanzahl von Zellen in Reihe, um eine angemessene Batteriespannung aufrechtzuerhalten. Wenn ich also mehr Zellen in parallelen Zweigen hinzufüge, ohne ihre Kapazität zu verringern, werde ich am Ende eine Batterie haben, die viel zu groß und schwer ist, wenn man die Menge an Energie berücksichtigt, die ich benötige
Ich glaube sowieso nicht, dass diese Beziehung gilt ... Faul, nach Referenzen zu suchen. Sie können sich jedoch einige Datenblätter ansehen, um dies zu beweisen oder zu widerlegen.
Für Akkupacks gilt natürlich der Zusammenhang: Mehr Akkus parallel = mehr Gesamtkapazität bei weniger Gesamt-R.
@JimmyB Ich ziele auf eine bestimmte Energiemenge für den Pacl ab, was bedeutet, dass ich die Kapazität jeder Zelle reduzieren muss, wenn ich mehr parallel stecke. Aber es könnte einen Punkt geben, an dem R steigt, wenn die Kapazität abnimmt ...
"Freiheitsgrade: individuelle Zellkapazität" - So viel Freiheit hast du nicht. Sie müssen aus einer (kleinen) Anzahl verfügbarer Kapazitäten auswählen; bei Herstellern nachfragen. Und wenn Sie schon dabei sind, überprüfen Sie ihre Datenblätter und finden Sie die Zelle mit dem niedrigsten R, die Ihren anderen Einschränkungen entspricht.
@JimmyB Ich versuche eher zu sehen, was ich brauche, um meine Anforderungen zu erfüllen, daher bin ich nicht auf Kapazität beschränkt. Es sei denn natürlich, ich finde, dass es einen Nachteil in Bezug auf die Leistung (Energiedichte, Widerstand) gibt, wenn die Kapazitäten zu hoch oder zu niedrig werden. Danke trotzdem für eure Antworten!

Antworten (3)

Der Innenwiderstand steigt, wenn die Kapazität abnimmt

diese Parameter sind nicht direkt verbunden.

Richtiger ist zu sagen, dass der Innenwiderstand mit dem Entladestrom der Batterie zusammenhängt. Tatsächlich hat eine Batterie mit höherem Entladestrom einen kleineren Innenwiderstand.

Zum Beispiel hatte eine prismatische LiPo-Zelle mit 3000 mAh früher einen größeren Entladestrom als ein zylindrisches LiIon mit der gleichen Kapazität.

Ich denke, Sie sollten mit höherer Spannung und niedrigem Strom gehen, wenn Sie eine geringe Wärmeableitung erreichen möchten.

Sie sollten viele Zellen in Reihe schalten, um eine hohe Spannung pro Zweig zu erzeugen. Und dann können Sie diese riesigen Spannungszweige parallel schalten.

Ihre Leistung wird also gleich sein, aber bei hoher Spannung und niedrigem Strom. Danach können Sie zum Zeitpunkt der tatsächlichen Anwendung dc-dc verwenden, um es auf den tatsächlichen Bedarf umzurechnen.

Diese Konfiguration bietet Ihnen niedrige I2R-Verluste, wodurch die Wärmeableitung reduziert wird, und ein niedrigerer Laststrom pro Zelle bedeutet, dass Sie eine relativ höhere Kapazität aus der verfügbaren Batteriekapazität nutzen können.

Nicht sicher ... Nach dieser Argumentation sollte ich noch mehr parallele Zweige bekommen, um den Strom in jedem Zweig zu reduzieren. Das führte mich zu einer sehr großen Anzahl von Filialen. Aber ich bin mir ziemlich sicher, dass es ein anderes Phänomen gibt, das die Anzahl paralleler Zweige begrenzt.

Der Innenwiderstand steigt, wenn die Kapazität abnimmt

Ich denke, das ist richtig, denn wenn Sie zwei Zellen mit einer Kapazität von 2000 mAh mit jeweils 100 mΩ parallel nehmen, beträgt der effektive Widerstand 50 mΩ. Eine einzelne 4000-mAh-Zelle der gleichen Chemie sollte also den gleichen Innenwiderstand von 50 mΩ haben wie zwei parallel geschaltete 2000-mAh-Zellen. Man kann argumentieren, dass eine einzelne 4000-mAh-Zelle tatsächlich dasselbe ist wie zwei parallel geschaltete 2000-mAh-Zellen.

Aus diesem Grund kann die 4000-mAh-Zelle 4 A ausgeben und dennoch eine Entladerate von 1 C haben, während eine einzelne 2000-mAh-Zelle nur 2 A für eine Entladerate von 1 C leisten kann.

Zusammenhang zwischen Batteriezellenkapazität und Innenwiderstand
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