32140/33140 чи призматичні LiFePO₄: порівняння батарей однакової енергії

32140/33140 і призматичні LiFePO₄: що саме порівнюємо

32140 і 33140 — циліндричні формати. На цьому сайті ми розглядаємо моделі LiFePO₄ з номінальними 3,2 В і 15 А·год. Позначення формату саме по собі не гарантує ємність, струм чи матеріал контактів. Фактичний діаметр багатьох описаних моделей перевищує 33 мм, тому габарити перевіряють за конкретною коміркою.

Призматичні комірки мають прямокутний корпус. Їхня ємність залежить від моделі: для порівняння можна вибрати елемент на 30, 60, 100 або 105 А·год. У прикладах нижче обидва варіанти мають однакову хімію LiFePO₄ та номінальну напругу 3,2 В.

Одна циліндрична комірка на 15 А·год має номінальні 48 Вт·год. Призматична на 105 А·год — 336 Вт·год, тобто стільки ж, скільки сім комірок по 15 А·год. Це порівняння енергії, а не розмірів або допустимого струму.

Різницю між конкретними циліндричними моделями дивіться в таблиці характеристик 32140 і 33140.

Скільки потрібно комірок для батареї однакової ємності

Послідовне з’єднання визначає напругу, паралельне — ємність. Для 12,8 В потрібні чотири послідовні групи, для 25,6 В — вісім, для 51,2 В — шістнадцять. Якщо в кожній групі стоїть одна призматична комірка потрібної ємності, паралельне з’єднання не потрібне.

Ємності призматичних комірок — вихідні параметри розрахунків, а не рекомендація конкретного товару. Енергія розрахована як номінальна напруга батареї × ємність.

Як чесно порівняти 100 А·год і комірки по 15 А·год

100 / 15 = 6,67. Цілої кількості комірок для рівно 100 А·год немає: шість паралельно дають 90 А·год, сім — 105 А·год. Тому батарея 4S7P має на 5% більше номінальної енергії, ніж 4S1P на призматичних комірках по 100 А·год. Порівнюючи ціну, враховуйте цю різницю.

Однакова номінальна енергія дає спільну основу для розрахунку автономності. Реальний час роботи також залежить від доступної ємності при робочому струмі, порогів відключення, температури та втрат. Докладніше — у розрахунку автономності батареї.

Контакти, зварювання та кількість з’єднань

Для батареї 12,8 В 105 А·год потрібно приєднати до силової мережі 28 циліндричних комірок або чотири призматичні. Кожна має два полюси: це 56 або 8 місць приєднання відповідно. Кількість точок зварювання та кріплень залежить від конструкції шин і не дорівнює цим числам.

У сталевих моделей 32140 контакти можуть бути придатними до точкового зварювання. Для EVE IFR33140 з алюмінієвими контактами потрібні лазерно приварені перехідні пластини. Якщо купуєте комірки для домашнього складання, перевірте їхню наявність до замовлення.

Призматичні комірки з різьбовими клемами або підготовленими шпильками можна з’єднувати шинами без точкового зварювання. Проте така конструкція є не в усіх моделей. Уточнюйте виконання контактів, комплект шин, кріплення та момент затягування для конкретної комірки. Затягування «із запасом» може пошкодити клему.

Детальніше про контактні поверхні та холдери — у статті зварювання та з’єднання 32140 і 33140.

Яка батарея компактніша та легша

Прямокутні комірки зручно розміщувати щільним блоком. Між циліндрами залишаються проміжки, але їх можна компонувати в різні ряди, кілька модулів або довгий вузький блок. Для нестандартного корпуса така гнучкість може бути корисною.

Менша кількість елементів не доводить меншої маси чи об’єму батареї. Потрібні фактичні розміри та маса обраних моделей разом із комплектуючими.

Наприклад, 28 циліндричних комірок розміром Ø33,3 × 140,8 мм у прямокутній сітці 4 × 7 без зазорів займають 133,2 × 233,1 × 140,8 мм. Це геометричний приклад блока комірок. Холдери, пластини, ізоляція та BMS збільшать монтажні габарити.

Для призматичного варіанта так само складіть розміри чотирьох обраних комірок, додайте клеми, шини, ізоляцію й кріплення. Якщо виробник задає умови притиску, передбачте їх у конструкції: універсальної сили стискання для всіх призматичних LiFePO₄ немає.

Порівнюйте зовнішні розміри завершених батарей і перевіряйте доступ до клем, проводів BMS та запобіжника. Корпус має вміщувати весь вузол без тиску на контакти й клапани.

Допустимий струм, BMS і ресурс: формат не замінює характеристики

У батареї 4S7P із загальним струмом 70 А на одну циліндричну комірку припадає в середньому 10 А за рівномірного розподілу. У 4S1P той самий струм 70 А проходить через кожну призматичну комірку. Обидва варіанти потрібно перевірити за допустимими струмами конкретних моделей.

Рівномірність у паралельній групі залежить від стану комірок, опору з’єднань і геометрії шин. Просте множення паспортного струму на сім не враховує нагрівання готової батареї та її контактів. Розрахунок перевіряють під робочим навантаженням.

Для обох батарей 12,8 В потрібна BMS для 4S LiFePO₄. У 4S7P вона контролює чотири послідовні групи, а не 28 окремих комірок. Тому слабкий елемент усередині паралельної групи може не проявитися як окрема помилка напруги. Для 25,6 В потрібні вісім контрольованих груп, для 51,2 В — шістнадцять.

Не вибирайте BMS лише за ємністю батареї. Її струм, температурний контроль і захист мають відповідати навантаженню та всьому силовому ланцюгу. Схеми пояснені в посібнику з послідовного та паралельного з’єднання.

Чи служать призматичні комірки довше

Порівнювати ресурс потрібно за однакових умов: температури, струмів заряду й розряду, діапазону напруги та залишкової ємності. Заявлені 2000 і 6000 циклів без цих умов не дають коректного порівняння. Прямокутний чи циліндричний корпус сам по собі не визначає строк служби.

У разі заміни елемента оцінюють ємність, опір, саморозряд і стан решти батареї. Для звареної збірки додатково важливе відновлення контактів; для болтової — сумісність клем і надійність кріплення. Перевірку описано в статті про вимірювання параметрів комірок.

Як порівняти повну вартість батареї

Для 12,8 В 105 А·год початкова вартість елементів дорівнює 28 × ціна комірки 15 А·год або 4 × ціна призматичної комірки 105 А·год. Далі додайте BMS, шини, контакти, кріплення, ізоляцію, запобіжник, корпус і роботу.

У циліндричній збірці більше елементів і місць приєднання. У призматичній можуть знадобитися окрема рама, відповідні шини та кріплення. Якщо немає зварювального обладнання, врахуйте послугу складання або підготовки контактів.

Ціну готового рішення зручно порівняти у гривнях за номінальну кВт·год: повна вартість / номінальна енергія в кВт·год. Для наведеного прикладу дільник — 1,344. Після цього перевірте, чи обидва рішення витримують потрібний струм і вміщуються у вашому корпусі.

Порівнюйте однакові умови пропозиції: якість і стан комірок, підготовку контактів, комплектацію, доставку та гарантію. Дешевша «гола» комірка може дати дорожчу готову батарею.

Коли вибрати 32140/33140, а коли — призматичні LiFePO₄

Циліндричні комірки варто розглянути, якщо

• потрібна невелика батарея на 15–30 А·год;
• корпус має нестандартну форму й потрібне гнучке компонування;
• є обладнання та досвід роботи з контактами обраної моделі;
• готова конструкція вже розрахована на цей формат.

Призматичні комірки варто розглянути, якщо

• потрібна велика ємність і можна обійтися однією коміркою в кожній послідовній групі;
• батарея стаціонарна й у корпусі є місце для прямокутного блока;
• хочете зменшити кількість елементів і силових з’єднань;
• обрана модель має зручні для вашого складання клеми.

Для домашнього складання важлива підготовка контактів. Сталева 32140, алюмінієва EVE з привареними пластинами та призматична комірка з болтовими клемами потребують різних інструментів. Починайте вибір із напруги, ємності, робочого струму й доступного місця, потім порівнюйте конкретні моделі.

Перегляньте моделі акумуляторів 32140 і 33140 або критерії вибору комірки 15Ah. Для запиту на підбір вкажіть напругу батареї, потрібну ємність, максимальне навантаження та габарити корпуса.