Ячейка Li-ion Westinghouse INR21700-4000 3,7 В 4000 мА·ч, 14,8 Вт·ч

Ячейка Li-ion Westinghouse INR21700-4000 3,7 В 4000 мА·ч, 14,8 Вт·ч

Westinghouse INR21700-4000 — аккумуляторная ячейка для создания батарейного блока с нужным напряжением, емкостью и током. Номинальное напряжение 3,7 В, емкость 4000 мА·ч и запас энергии 14,8 Вт·ч позволяют точно рассчитать будущую сборку до монтажа.

Li-ion обеспечивает значительный запас энергии в компактном цилиндрическом формате. Это отдельный элемент, поэтому для готовой батареи нужны BMS, силовые соединения, механическая фиксация, предохранитель или DC-автомат и совместимое зарядное оборудование.

Преимущества

• 4000 мА·ч: емкость одной ячейки без параллельного наращивания.
• 14,8 Вт·ч: понятный номинальный запас энергии одного элемента.
• 3,7 В: удобно рассчитывать последовательные конфигурации для нужного класса напряжения.
• Подтвержденный ресурс: значение приведено в характеристиках именно этой модели.
• Известны токовые пределы: их можно учесть при выборе BMS, шин и кабеля.

Главные технические характеристики

• Производитель: Westinghouse.
• Модель: INR21700-4000.
• Химический состав: Li-ion INR.
• Форм-фактор: 21700.
• Номинальное напряжение: 3,7 В.
• Емкость: 4000 мА·год.
• Номинальная энергия: 14,8 Вт·год.
• Стандартный ток заряда: 0,8 А.
• Максимальный импульсный ток разряда: 40 А.
• Ресурс: до 500 циклів.
• Рабочая температура: −10…+60 °C.

Что получится при сборке

В последовательной цепи 3S номинальное напряжение составляет 11,1 В, а 4S — 14,8 В. Емкость одной цепи остается 4000 мА·ч. Две одинаковые параллельные цепи дают 2P и около 8000 мА·ч, три — 12000 мА·ч.

Количество S и P определяют до покупки BMS, зарядного и корпуса. Для Li-ion используют только профиль и пороги Li-ion, а все параллельные элементы подбирают одинаковыми.

Как подобрать количество ячеек

Сначала определяют рабочий диапазон напряжений инвертора, ИБП, контроллера или электропривода. Затем выбирают количество последовательных элементов S. Емкость в параллели P складывается, но параллельные ветви должны быть одинаковыми по модели, заряду, возрасту и длине силовых соединений.

Запас энергии считают в ватт-часах: напряжение умножают на ампер-часы. Максимальную нагрузку определяет не только ячейка. Учитывают допустимый ток BMS, шин, наконечников, кабеля, предохранителя, разъединителя и контактов. Защиту настраивают по самому слабому звену.

Для чего нужна BMS

BMS контролирует напряжение отдельных ячеек, ток заряда и разряда и, если конструкцией предусмотрены датчики, температуру. Она отключает батарею при выходе за заданные пределы и помогает выравнивать заряд элементов. Число каналов BMS должно точно соответствовать конфигурации S, а профиль — химии этой ячейки.

BMS не заменяет силовой предохранитель. Предохранитель или DC-автомат устанавливают как можно ближе к положительному выводу готовой батареи, чтобы защитить кабель при коротком замыкании.

Совместимые компоненты

• BMS и балансиры для аккумуляторных батарей — выбирают под химию Li-ion, точное число S и рабочий ток.
• Кабели подключения аккумуляторов — сечение и наконечники должны соответствовать току и клеммам.
• DC-автоматы, предохранители и разъединители — защищают силовой кабель и позволяют безопасно отключить батарею.

Кроме ячеек нужны шины или проводники, изоляционные прокладки, корпус либо стяжная конструкция, BMS, силовая защита и зарядное оборудование с правильным профилем. Номинал каждой части определяют по самому слабому звену системы.

Сборка и первый запуск

Перед соединением измеряют напряжение каждой ячейки и выравнивают состояние заряда. Не смешивают разные модели, химии или заметно различающиеся по состоянию элементы. Призматические ячейки фиксируют в жесткой конструкции без перекоса; цилиндрические устанавливают в держатели с изоляцией между контактами.

Балансировочный шлейф BMS подключают в правильной последовательности. Силовые клеммы затягивают с моментом из документации конкретной модели, без нагрузки на вывод. Первый заряд проводят под контролем, наблюдая за разницей напряжений, температурой и нагревом контактов.

Безопасная эксплуатация

Не допускайте короткого замыкания, переполюсовки, механического повреждения, влаги и контакта клемм с металлическими предметами. Работайте изолированным инструментом. Если ячейка деформирована, имеет следы перегрева, утечку или нестабильное напряжение, ее не устанавливают в батарею.

Для хранения отключают нагрузку, защищают контакты и соблюдают температурный диапазон из характеристик. Не оставляют сборку надолго глубоко разряженной. После простоя проверяют напряжение каждого элемента до подключения мощной нагрузки.

Вопросы и ответы

Можно ли подключить одну ячейку непосредственно к инвертору? Нет, если батарейный вход рассчитан на 12, 24 или 48 В. Нужна сборка с соответствующим числом последовательных элементов, BMS и защитой.

Меняется ли емкость при последовательном соединении? Нет. Складываются напряжение и энергия, а ампер-часы одной последовательной цепи остаются такими же.

Что дает параллельное соединение? Оно увеличивает емкость и запас энергии. Ток должен равномерно распределяться между одинаковыми ветвями.

Зачем предварительно выравнивать заряд? Ячейки с разным состоянием заряда раньше достигают верхнего или нижнего предела, и BMS быстрее отключает всю батарею.

Достаточно ли одной BMS? Нет. Нужны также силовой предохранитель или DC-автомат, правильно подобранный кабель, надежные контакты, корпус и зарядный профиль.