离网光伏储能用48V300AH大容量带数据监控锂电池设计说明
1、客户需求
为配套公司离网太阳能供电项目，为客户设计48V300AH锂电池系统；系统为1800Wp光伏板，系统电压设计为48V，系统最大充电电流为40A，系统负载功率200W，因此系统负载最大输出电流为5A。
2、设计思路
由于现场环境比较紧凑，需要安装在一个配电箱中，因此我们选择体积能量比较高的三元锂电池，选择3.7V150AH的大单体电芯。为了后续运维方便，我们采用专利的非激光螺柱加工工艺，跟铅酸电池相比，锂电池的容量以及输出都更加稳定，而且循环次数可达2000次以上，由于在太阳能离网系统中设计的是三天一个循环，因此该电池系统使用寿命理论上可达20年。
3、设计过程
（1）电池分包设计
由于3.7V150AH单颗电芯重量约为：2.5KG，48V300AH需要电芯26颗，总重量为65KG；因此如果做成一个电池体，搬运极不方便；所以考虑采用两组电池分包串联方式；如图所示，采用6x2 7x2串并联方案；其中6x2为一组，改组重量约为：30KG，7x2为另一组为35KG；这样搬运相对容易些。
（2）保护板选型
通过分包设计思路，采用2x13串联方式，因此选择一块13串三元锂电池保护板，充电电流50A，放电电流20A，由于系统需要做物联网后台监控，因此选择带485数据接口的软件保护板。保护板选型如图所示：
排线
温度
485
按键灯板
（3）电池外壳设计
电池外壳要考虑配电箱尺寸，本系统采用600x540x1400cm的配电箱，因此电池盒设计尺寸要小于该尺寸。
电池外壳接线配合系统配电箱，与配电箱接线尽量靠近左侧走线，需要考虑485数据接口，电池正负极接线端子采用手拧大电流端子以及电池电量显示控制屏，另外由于电池系统为48V中高电压和大容量电池，因此需要增加空开以保护电池的通断连接不受大电流冲击而产生电火花；接口如图所示：
（4）其他设计细节
n工作时峰值与持续电流。用电器在不同的工作时间，输出电流有所不同，因此就得根据不同的电流值来选用材料。
n尺寸要求。在电池盒的设计上尽量给电池留一些空间，方便电池的组装。
4、电池制作
三元锂电池组的容量是48V300Ah，使用的是三元锂电池电芯，组合方式是两并13串。
组装制作流程大概包括以下几个步骤：
（1）电芯筛选
开始先对三元锂电池电芯进行筛选，也就是对三元锂电芯的电压、内阻、容量进行筛选，也叫分容配组。容量方面，可以是在来料时就已经完成了配组，在组装电池组之前，只需要对电芯的电压、内阻进行筛选就可以了，一般筛选的标准是电压差5mV之内，内阻差3mΩ之内。在这个电压差跟内阻差范围内的电芯才可以组装成一组锂电池组，这样组装后的电
池组一致性才更好，电池组的性能发挥才能更好。使用到的设备是电池内阻仪。
（2）将电芯按串并联进行组合
组装电池组，最好的方式是直接放上PCB板或者用铜连接片连接，这样组合电池组方便快捷，电芯之间要用绝缘板隔开，使三元锂电池组更加安全。
（3）接线
对电池组内部进行接线，并焊上铜鼻子，并将螺丝上好。
（4）安装保护板
对三元锂电池组排线线序测好后，安上保护板，使锂电池在电池的充放电及使用中更加安全。
（4）其他细节
n电池盒及开孔尺寸留出一定的空间。
n选用合适的电芯，电芯类型，电压，内阻需要匹配，组装前请对电芯做好均衡。
n电池内各连接线要保持一致，测好排线线序后再接保护板，避免保护板意外烧坏。
n用绝缘板来固定整个电池组，并用胶带缠好。
n将正负极柱打上胶，并且将电池的正负极安在正负极柱上。
n电池完成后进行充放电测试，最后电池容量为80%。
5、整装与测试
（1）绝缘包装整形电池组
这一步是对电池组进行绝缘包装整形，固定好电池组的导线，包装，更好地防护锂电池组。
（2）将电池组装入电池盒中
这一步需要把电池组的正负线接到电池盒的正负极柱上面，并且打胶固定。
（3）对锂电池组进行测试
最后测试，包括锂电池组的充放电循环测试，容量测试，内阻测试，开路电压测试，过流测试，过充测试，过放测试，短路测试等等。为了验证电池组的性能，测试步骤需要根据电池组的性能要求来逐项进行。如48V300AH电池先用充电仪54.6V，15A充满电，之后用放电仪48V，15A放完电，充放电的电流不要高于保护板上的充放电电流，最后用48V20A充12个小时，使电池电量为80%。
6、运维平台
电池做好后，根据系统要求设定485数据ID号，并做系统整装测试，查看后台数据参数，如图所示：
