Relación entre la capacidad de la celda de la batería y la resistencia interna

Estoy tratando de diseñar un paquete de baterías grande, que debería proporcionar una cantidad determinada de energía, con una cantidad razonable de disipación de calor. Para hacerlo, tengo tres grados de libertad:

  • capacidad de celda individual
  • número de celdas en paralelo
  • número de celdas en serie

Dada una resistencia interna, estaba pensando en tener muchas ramas paralelas con celdas de baja capacidad, para bajar la corriente (y por lo tanto las disipaciones de calor en RI²).

Sin embargo, escuché que el producto de la resistencia interna por la capacidad es constante, lo que significa que la resistencia interna aumenta cuando la capacidad disminuye.

¿Es eso cierto? No pude encontrar ninguna confirmación en la red. ¿Hay una relación más precisa entre estos dos?

¡Gracias por su ayuda!

De una celda . Pero no estás montando una célula.
Estoy ensamblando una gran cantidad de celdas y quiero minimizar la disipación de calor global (que es la suma de la disipación de cada celda)
Ponerlos en paralelo reduce la cantidad de corriente que cada uno suministra proporcionalmente.
Sí, esto es lo que pensé. Pero cuando reduce la capacidad de cada celda (porque necesita una menor cantidad de corriente en cada rama), la resistencia interna aumenta y también se disipa. Es por eso que estoy tratando de averiguar cuánto aumenta R cuando C disminuye
@IgnacioVazquez-Abrams Aunque en total habrá más o menos la misma cantidad de energía disipada...
@EugeneSh.: Absolutamente. La física aún se mantiene.
@AugustinNove: Entonces no reduzcas la capacidad de cada celda.
@IgnacioVazquez-Abrams Necesito una cantidad mínima de celdas en serie para mantener un voltaje de batería decente. Entonces, si agrego más celdas en ramas paralelas sin reducir su capacidad, terminaré con una batería que es demasiado grande y pesada considerando la cantidad de energía que necesito.
De todos modos, no creo que esta relación se mantenga... Sin embargo, es perezoso buscar referencias. Pero puede mirar un par de hojas de datos para probarlo o refutarlo.
Por supuesto, la relación es válida para los paquetes de baterías: más baterías en paralelo = más capacidad total con menos R total.
@JimmyB Estoy apuntando a una cantidad determinada de energía para el pacl, lo que significa que tengo que reducir la capacidad de cada celda cuando pongo más en paralelo. Pero podría haber un punto en el que R aumenta a medida que disminuye la capacidad...
"grados de libertad: capacidad de celda individual" - No tienes tanta libertad. Tendrá que seleccionar entre un (pequeño) número de capacidades disponibles; consultar con los fabricantes. Y mientras está en eso, verifique sus hojas de datos y encuentre la celda con la R más baja que se ajuste a sus otras restricciones.
@JimmyB Prefiero ver qué necesito para satisfacer mis requisitos, por lo que no tengo limitaciones de capacidad. A menos, por supuesto, que encuentre una penalización en términos de rendimiento (densidad de energía, resistencia) cuando las capacidades son demasiado altas o demasiado bajas. Gracias por sus respuestas de todos modos!

Respuestas (3)

la resistencia interna aumenta cuando la capacidad disminuye

estos parámetros no están conectados directamente.

Es más correcto decir que la resistencia interna está relacionada con la corriente de descarga de la batería. De hecho, una batería con mayor corriente de descarga tendrá una menor resistencia interna.

Por ejemplo, una celda prismática LiPo de 3000mAh solía tener una corriente de descarga mayor que una LiIon cilíndrica de la misma capacidad.

Creo que debería optar por un voltaje más alto y una corriente baja si desea lograr una baja disipación de calor.

Debe poner muchas celdas en serie para crear alto voltaje por rama. Y luego puede conectar estas ramas de alto voltaje en paralelo.

Por lo tanto, su potencia será la misma pero estará en alto voltaje y baja corriente. Luego, en el momento de la aplicación real, puede usar dc-dc para convertirlo en un requisito real.

Esta configuración le brindará bajas pérdidas I2R, lo que reducirá la disipación de calor y una menor corriente de carga por celda significa que puede utilizar una capacidad relativamente mayor de la capacidad disponible de la batería.

No estoy seguro... Siguiendo ese razonamiento, debería obtener aún más ramas paralelas para reducir la corriente en cada rama. Eso me lleva a una gran cantidad de sucursales. Pero estoy bastante seguro de que hay otro fenómeno que limita el número de ramas paralelas.

la resistencia interna aumenta cuando la capacidad disminuye

Creo que esto es correcto porque si tomas dos celdas de 2000 mAh de capacidad en paralelo con 100 mΩ cada una, la resistencia efectiva es de 50 mΩ. Por lo tanto, una sola celda de 4000 mAh de la misma química debe tener la misma resistencia interna de 50 mΩ que dos celdas de 2000 mAh en paralelo. Se puede argumentar que una sola celda de 4000 mAh es, en efecto, lo mismo que dos celdas de 2000 mAh en paralelo.

Esta es la razón por la que la celda de 4000 mAh puede generar 4 A y aún tener una tasa de descarga de 1 C, mientras que una sola celda de 2000 mAh solo puede generar 2 A para una tasa de descarga de 1 C.

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