Cấu hình cell pin (Cell configuration) là gì?

Mục lục · 11 phần

Cấu hình cell pin (Cell configuration) là cách nối cell pin trong module pin hoặc bộ pin, gồm số cell mắc nối tiếp và số nhánh mắc song song.[2][3] Mắc nối tiếp làm tăng điện áp, mắc song song cộng dung lượng ampe giờ.[3] Từ cấu hình và thông số của một cell, tính ra được điện áp định mức và dung lượng của module.[3] Trên báo cáo thử pin lưu trữ, cấu hình cell pin được ghi bằng ký hiệu như 1P16S, 4S1P hay 7S10P.[4][5][12]

Đặc tính chung của hóa học lithium sắt phosphat (LFP) được giải thích ở bài pin LFP.

Tóm tắt nhanh

MụcThông tin chính
Tên tiếng AnhCell configuration; mắc nối tiếp là Series (S), mắc song song là Parallel (P)[3]
Định nghĩaCấu hình cell pin (Cell configuration) là cách nối cell pin trong module pin hoặc bộ pin, gồm số cell mắc nối tiếp và số nhánh mắc song song[2][3]
Ký hiệu trên tài liệu1P16S, 4S1P, 7S10P[4][5][12]
Cell pinĐơn vị cơ bản tạo ra điện năng trong pin, gồm điện cực, chất điện phân, vỏ, cực nối và tấm phân cách nếu có[6]
Module pinTập hợp cell nối với nhau hoặc bọc trong một vỏ ngoài, dùng riêng hoặc ghép với module khác[6]
Mắc nối tiếp (S)Điện áp tăng, dung lượng giữ nguyên[3]
Mắc song song (P)Dung lượng ampe giờ cộng lại, điện áp giữ nguyên[3]
Điện áp định mức cell LFP3,2 V[3]
Ví dụ trên báo cáo thửT-BAT LR25: 1P16S, 51,2 V, 50 Ah;[4] HKPBATLSL105: 4S1P, 12,8 V, 105 Ah[5]
Hệ điện áp caoSolaX T-BAT H: 1P32S, 1P48S, 1P64S cho 102,4 V, 153,6 V, 204,8 V[7]
Dạng cellCell trụ, cell lăng trụ và cell túi mềm[8]
Cỡ cell LFP lưu trữ280 Ah, 314 Ah và lớn hơn[9][10]
Liên quan an toànCân bằng điện áp cell trong chuỗi mắc nối tiếp cần hệ thống quản lý pin (BMS)[8]
Cấu hình cell pin, tóm tắt: ký hiệu S và P, công thức điện áp, Ah, Wh và ví dụ 1P16S, 4S1P, 7S10P
Cấu hình cell pin ghi số cell nối tiếp S và số nhánh song song P; từ đó tính điện áp, Ah và Wh của module. Thẻ thông tin do Việt Nam Solar thiết kế, số liệu từ nguồn.[2][3][4][5][11][12]

1. Cấu hình cell pin (Cell configuration) là gì?

Cấu hình cell pin (Cell configuration) là cách nối cell pin trong module pin hoặc bộ pin, gồm số cell mắc nối tiếp và số nhánh mắc song song.[2][3] Module gồm nhiều cell mắc nối tiếp hoặc song song, đặt trong một kết cấu cơ khí.[1] Cấu hình của bộ pin được xác định bằng số nhánh song song Np và số cell nối tiếp Ns.[11] Ba cấp cell pin, module pin và bộ pin có định nghĩa riêng trong Quy định (EU) 2023/1542.[6]

Cell pin và cấu tạo của cell pin

Cell pin (Battery cell) là đơn vị cơ bản tạo ra điện năng trong một pin.[6] Cell gồm điện cực, chất điện phân, vỏ, cực nối và tấm phân cách nếu có.[6] Bên trong cell có vật liệu hoạt tính, phản ứng của vật liệu này sinh ra điện năng.[6] Cell là dạng đóng gói nhỏ nhất của pin, điện áp thường từ 1 V đến 6 V.[2]

Cấu hình cell pin, các phần của một cell: điện cực, tấm phân cách, chất điện phân, vỏ, cực nối; điện áp cell 1 V đến 6 V
Cấu hình cell pin bắt đầu từ cell: điện cực, chất điện phân, tấm phân cách, vỏ và cực nối; điện áp mỗi cell 1 V đến 6 V. Thẻ thông tin do Việt Nam Solar thiết kế, số liệu từ nguồn.[2][3][6]

Module pin và bộ pin khác cell pin ở điểm nào

Module pin (Battery module) là tập hợp cell được nối với nhau hoặc bọc chung trong một vỏ ngoài để chống va đập.[6] Module dùng riêng hoặc ghép với module khác.[6] Bộ pin (Battery pack) là tập hợp cell hoặc module tạo thành một khối hoàn chỉnh mà người dùng cuối không tách ra hay mở ra.[6] Bộ pin được lắp bằng cách nối các module, cũng theo kiểu nối tiếp hoặc song song.[2]

Cấu hình cell pin: ba cấp cell pin, module pin và bộ pin theo Quy định (EU) 2023/1542
Cấu hình cell pin qua ba cấp: cell pin, module pin và bộ pin, theo định nghĩa của Quy định (EU) 2023/1542. Thẻ thông tin do Việt Nam Solar thiết kế, số liệu từ nguồn.[2][3][6][13]

Vì sao cell phải ghép thành bộ pin

Cell lithium có điện áp thấp, nên trong ứng dụng cấp nguồn cell phải làm việc theo dạng bộ pin.[13] Kết hợp mắc nối tiếp và mắc song song cho phép đạt điện áp và dòng điện mục tiêu bằng cỡ cell tiêu chuẩn.[3] Cách ghép đó được ghi lại bằng một ký hiệu ngắn gồm chữ S và chữ P.

Đọc ký hiệu 16S1P, 4S1P và 7S10P

Ký hiệu cấu hình đặt số cell mắc nối tiếp trước chữ S và số nhánh mắc song song trước chữ P.[3] Cấu hình 4s2p gồm 4 cell mắc nối tiếp và 2 nhánh mắc song song, tổng cộng 4 × 2 = 8 cell.[3] Thứ tự hai chữ có thể đảo: 16S1P và 1P16S cùng chỉ 16 cell mắc nối tiếp trong một nhánh.[4] Mô hình liionpack ghi P trước, ví dụ 4p1s ứng với Np = 4 và Ns = 1.[11] Pin HKPBATLSL105 gồm 4 cell mắc theo 4S1P.[5] Bộ pin Accu Power mắc cell INR18650-30Q theo 7S10P.[12]

Hai con số S và P tác động lên hai đại lượng khác nhau: S lên điện áp, P lên dung lượng.[3] Mục 2 tính hai đại lượng này từ thông số của một cell.

Cấu hình cell pin, đọc ký hiệu 16S1P, 4S1P và 7S10P: 16 cell, 4 cell, 70 cell
Cấu hình cell pin đọc qua ký hiệu: 16S1P có 16 cell, 4S1P có 4 cell, 7S10P có 7 × 10 = 70 cell. Thẻ thông tin do Việt Nam Solar thiết kế, số liệu từ nguồn.[3][4][5][11][12]

2. Mắc nối tiếp và mắc song song làm thay đổi điện áp và dung lượng thế nào?

Mắc nối tiếp làm tăng điện áp và giữ nguyên dung lượng, còn mắc song song cộng dung lượng ampe giờ và giữ nguyên điện áp.[3] Vì vậy điện áp và dung lượng của module tính được từ cấu hình và thông số một cell.[3]

Mắc nối tiếp (Series, S) làm tăng điện áp

Mắc nối tiếp (Series connection) là cách nối nhiều cell thành một chuỗi để điện áp các cell cộng lại.[3] Mỗi cell trong chuỗi cộng điện áp của nó vào điện áp tổng ở hai cực.[3] Thêm cell vào chuỗi làm tăng điện áp, còn dung lượng giữ nguyên.[3] Bốn cell lithium-ion 3,6 V mắc nối tiếp, gọi là 4S, cho 14,4 V định mức.[3]

Cấu hình cell pin: mắc nối tiếp 4 cell 3,6 V cho 14,4 V, dung lượng ampe giờ giữ nguyên
Cấu hình cell pin mắc nối tiếp: bốn cell 3,6 V thành 4S cho 14,4 V, dung lượng ampe giờ giữ nguyên. Thẻ thông tin do Việt Nam Solar thiết kế, số liệu từ nguồn.[3]

Mắc song song (Parallel, P) làm tăng dung lượng

Mắc song song (Parallel connection) là cách nối cell thành nhiều nhánh để cộng dung lượng ampe giờ (Ah), trong khi điện áp giữ nguyên.[3] Đơn vị ampe giờ được giải thích ở bài đơn vị Ah.

Cấu hình cell pin: mắc song song 10 cell 2,95 Ah cho 29,5 Ah, điện áp giữ nguyên
Cấu hình cell pin mắc song song: 10 nhánh cell 2,95 Ah cộng thành 29,5 Ah, điện áp giữ nguyên. Thẻ thông tin do Việt Nam Solar thiết kế, số liệu từ nguồn.[3][12]

Kết hợp mắc nối tiếp và mắc song song

Thiết kế pin lưu trữ tĩnh thường gặp chia làm hai tầng.[8] Tầng thứ nhất gồm các nhóm từ một đến nhiều cell mắc song song, các nhóm này mắc nối tiếp thành module tối đa 60 V.[8] Tầng thứ hai ghép nhiều module nối tiếp và song song để đạt dung lượng và điện áp mà bộ biến đổi điện tử yêu cầu.[8] Wang và cộng sự thử bốn kiểu bộ pin: nối tiếp, song song, nối tiếp rồi song song, song song rồi nối tiếp.[13]

Cấu hình cell pin, Hình 3 của Wang và cộng sự (2020) đã dịch nhãn: bốn bộ pin nối tiếp, song song, nối tiếp rồi song song, song song rồi nối tiếp
Cấu hình cell pin trong thử nghiệm của Wang (2020): bốn bộ pin cell 18650 nối tiếp, song song và kết hợp; Hình 3 của Wang và cộng sự (2020), CC BY 4.0. Xem hình gốc tại trang tài liệu gốc, số liệu thêm từ nguồn.[8][13]

Công thức điện áp và dung lượng của module

Điện áp định mức của module bằng số cell mắc nối tiếp nhân điện áp một cell.[3] Dung lượng Ah của module bằng số nhánh song song nhân dung lượng một cell.[3] Dung lượng tính bằng Wh bằng điện áp nhân dung lượng Ah.[10] Ký hiệu Ns (số cell nối tiếp) và Np (số nhánh song song) lấy theo liionpack.[11]

Điện áp module (V) = Số cell mắc nối tiếp Ns × Điện áp một cell (V)
Dung lượng module (Ah) = Số nhánh mắc song song Np × Dung lượng một cell (Ah)
Dung lượng lưu trữ của module (Wh) = Điện áp module (V) × Dung lượng module (Ah)

Cell HiTHIUM LFP71173207 có 3,2 V và 314 Ah, dung lượng định mức 1.004,8 Wh, đúng bằng 3,2 × 314.[10] Bộ pin 7S10P dùng cell Samsung SDI 3,6 V, 2,95 Ah, được công bố 25,2 V, 29,5 Ah và 744 Wh.[12] Công thức cho 7 × 3,6 = 25,2 V, 10 × 2,95 = 29,5 Ah và 25,2 × 29,5 ≈ 743 Wh. Đơn vị Wh và kWh được giải thích ở bài W, kW, kWh và J.

Cấu hình cell pin: công thức điện áp = Ns × V cell, Ah = Np × Ah cell, Wh = V × Ah, áp cho 7S10P
Cấu hình cell pin cho ra điện áp, Ah và Wh của module bằng ba phép nhân, ví dụ HiTHIUM 314 Ah và bộ 7S10P. Thẻ thông tin do Việt Nam Solar thiết kế, số liệu từ nguồn.[3][10][11][12]

Dòng điện qua mỗi cell trong chuỗi nối tiếp và nhánh song song

Cấu hình nối tiếp có độ đồng nhất dòng điện tốt, cấu hình song song có độ đồng nhất điện áp tốt.[13] Mất cân bằng trong mạch song song thể hiện ở dòng điện phân bố không đều.[13] Đo trên nhóm cell mắc song song, dòng điện giữa các cell trong cùng nhóm có thể chênh lệch lớn.[14] Quan hệ giữa dòng điện và dung lượng cell là nội dung của bài Tốc độ sạc xả (C-rate).

Áp các công thức trên cho cell LFP 3,2 V cho ra con số 16 cell của module 51,2 V. Mục 3 giải thích cấu hình 16S1P này.

Cấu hình cell pin: dòng điện qua mỗi cell trong chuỗi nối tiếp và trong nhánh song song
Cấu hình cell pin quyết định dòng qua cell: chuỗi nối tiếp chung một dòng, nhánh song song chia dòng không đều. Thẻ thông tin do Việt Nam Solar thiết kế, số liệu từ nguồn.[13][14]

3. Vì sao module pin lưu trữ 51,2 V dùng 16 cell LFP mắc nối tiếp?

Module pin lưu trữ 51,2 V dùng 16 cell LFP mắc nối tiếp vì cell LFP có điện áp định mức 3,2 V.[3] Phép tính 16 × 3,2 V cho đúng 51,2 V. Cấu hình này ghi là 16S1P, tức một nhánh duy nhất, không có cell mắc song song.[4] Dung lượng của module khi đó bằng dung lượng của một cell.[3]

Cấu hình 16S1P của SolaX T-BAT LR25

Báo cáo UN38.3 của SolaX T-BAT LR25 ghi cấu hình 1P16S, cell 3,2 V, 50 Ah và module 51,2 V, 50 Ah, 2,56 kWh.[4] Theo công thức ở mục 2, 16 × 3,2 V = 51,2 V và 51,2 V × 50 Ah = 2,56 kWh. Hai kết quả khớp số trên báo cáo.[4]

Cấu hình cell pin: 16 cell 3,2 V, 50 Ah của SolaX T-BAT LR25 cho module 51,2 V, 2,56 kWh
Cấu hình cell pin 1P16S của SolaX T-BAT LR25: 16 cell 3,2 V, 50 Ah cho module 51,2 V, 2,56 kWh. Thẻ thông tin do Việt Nam Solar thiết kế, số liệu từ nguồn.[3][4]

Điện áp định mức 3,2 V của cell LFP

Cell LFP là cell lithium-ion dùng vật liệu cực dương lithium sắt phosphat, ký hiệu LFP:C.[8] Điện áp định mức của Li-phosphate là 3,2 V, của lithium-ion thông thường là 3,6 V.[3] Cell lăng trụ LiFePO4 LF173F163B cũng có điện áp định mức 3,2 V.[15] Các hóa học cell khác được so sánh ở bài Loại hóa học pin.

Cấu hình cell pin, thanh đúng tỷ lệ điện áp định mức cell: axit chì 2,0 V, LFP 3,2 V, lithium-ion 3,6 V
Cấu hình cell pin 16S cho 51,2 V vì cell LFP có điện áp định mức 3,2 V, thấp hơn 3,6 V của lithium-ion thông thường. Thẻ thông tin do Việt Nam Solar thiết kế, số liệu từ nguồn.[3][4][8][15]

Dải điện áp làm việc và mức sạc của module 16S1P

Li-phosphate có điện áp định mức 3,20 V và sạc đến 3,65 V.[16] Cell HiTHIUM 314 Ah có dải điện áp làm việc từ 2,50 V đến 3,65 V khi nhiệt độ trên 0 °C.[10] Cell của T-BAT LR25 có điện áp sạc tối đa 3,65 V và điện áp ngắt 2,5 V.[4] Module 1P16S cùng báo cáo có điện áp sạc tối đa 58 V và điện áp ngắt 45 V.[4]

Nhân 16, dải điện áp cell cho từ 16 × 2,5 = 40 V đến 16 × 3,65 = 58,4 V. Dải từ 45 V đến 58 V của module T-BAT LR25 nằm bên trong dải từ 40 V đến 58,4 V này. Dải điện áp riêng của từng hãng là nội dung của bài Dải điện áp pin.

Cấu hình cell pin, trục đúng tỷ lệ: 16 cell từ 40 V đến 58,4 V so với dải của T-BAT LR25, BYD HVM và Dyness G3
Cấu hình cell pin 16S cho dải 40 V đến 58,4 V; module T-BAT LR25 làm việc trong dải 45 V đến 58 V. Thẻ thông tin do Việt Nam Solar thiết kế, số liệu từ nguồn.[4][10][16][17][19]

Module 51,2 V trong hệ lưu trữ hạ áp và cao áp

Module 51,2 V có mặt ở cả hệ pin hạ áp lẫn hệ pin cao áp ghép nối tiếp. Dyness PowerBox G3 có điện áp định mức 51,2 V và dải điện áp làm việc từ 44,8 V đến 57,6 V.[17] BYD Battery-Box Premium HVM dùng module 51,2 V, 2,76 kWh.[18] Cách chọn giữa 12 V, 24 V và 48 V được giải thích ở bài hệ lưu trữ 12V, 24V hay 48V.

Cùng 51,2 V nhưng dung lượng module khác nhau

Cùng điện áp 51,2 V, dung lượng module phụ thuộc cỡ cell và số nhánh mắc song song.[3] SolaX T-BAT LR25 có 51,2 V, 50 Ah,[4] còn module BYD HVM có 51,2 V, 54 Ah.[19] Dyness PowerBox G3 có 51,2 V, 200 Ah, còn Dyness PowerBrick có 51,2 V, 280 Ah trên chứng nhận CB.[17][20] Cách chọn dung lượng từng module được trình bày ở bài dung lượng module pin. Con số Ah và kWh in trên nhãn pin là nội dung của bài Dung lượng định mức.

Module 16 cell là khối ghép cơ bản của nhiều hệ cao áp. Mỗi module mắc nối tiếp thêm làm số cell nối tiếp của hệ tăng 16, như mục 4 trình bày với SolaX T-BAT H.

Cấu hình cell pin, thanh đúng tỷ lệ module 51,2 V: 50 Ah, 54 Ah, 200 Ah và 280 Ah
Cấu hình cell pin cùng 51,2 V cho module 50 Ah, 54 Ah, 200 Ah hay 280 Ah, dùng cả trong hệ hạ áp và cao áp. Thẻ thông tin do Việt Nam Solar thiết kế, số liệu từ nguồn.[3][4][17][18][19][20]

4. Pin điện áp cao ghép cell thành 32S, 48S và 64S thế nào?

Pin điện áp cao ghép cell thành 32S, 48S và 64S bằng cách mắc nối tiếp 2, 3 hoặc 4 module TP-HS50.[7] Mỗi module góp 32 / 2 = 16 cell nối tiếp. Nhiều module được ghép nối tiếp và song song để đạt điện áp và dung lượng của hệ.[8] Pin điện áp cao và pin điện áp thấp được phân biệt ở bài pin lưu trữ điện áp cao và điện áp thấp.

Cấu hình cell pin, Hình 5 của Hesse và cộng sự (2017) đã dịch nhãn: các bộ pin nối riêng hoặc song song với điện tử công suất
Cấu hình cell pin ở cấp hệ: bộ pin nối riêng hoặc song song với điện tử công suất, nối lưới trực tiếp hoặc qua máy biến áp; Hình 5 của Hesse và cộng sự (2017), CC BY 4.0. Xem hình gốc tại trang tài liệu gốc, số liệu thêm từ nguồn.[8]

SolaX T-BAT H ghi cấu hình 1P32S, 1P48S và 1P64S

Chứng nhận CSA số 80089793, cấp ngày 13/04/2022 theo ANSI/CAN/UL 1973:2018, liệt kê ba hệ SolaX T-BAT H.[7] Ba hệ dùng chung hệ thống quản lý pin TBMSMCS60060 và khác nhau ở số module TP-HS50.[7]

Hệ pin[7]Số module TP-HS50Cấu hình trên chứng nhậnĐiện áp định mứcDung lượng định mức
T-BAT H 10.02 module1P32S102,4 V DC100 Ah, 10,0 kWh
T-BAT H 15.03 module1P48S153,6 V DC100 Ah, 15,0 kWh
T-BAT H 20.04 module1P64S204,8 V DC100 Ah, 20,0 kWh
Cấu hình cell pin: SolaX T-BAT H với 2, 3, 4 module TP-HS50 cho 1P32S, 1P48S, 1P64S và 102,4 V, 153,6 V, 204,8 V
Cấu hình cell pin của SolaX T-BAT H: 2, 3, 4 module TP-HS50 cho 1P32S, 1P48S, 1P64S và 100 Ah. Thẻ thông tin do Việt Nam Solar thiết kế, số liệu từ nguồn.[3][7]

Mỗi module thêm vào làm số cell nối tiếp tăng 48 - 32 = 16, từ 32 lên 48 rồi 64. Dung lượng 100 Ah giữ nguyên ở cả ba hệ, khớp quy tắc mắc nối tiếp không cộng ampe giờ.[3]

Module 102,4 V và 115,2 V trong hệ điện áp cao

Tóm tắt UN38.3 ngày 16/02/2023 của module SolaX HV11550 ghi cấu hình 1P36S, 115,2 V, 50 Ah và 5,8 kWh.[21] Công thức mắc nối tiếp cho 36 × 3,2 V = 115,2 V. Module BYD HVS có 102,4 V, 2,56 kWh, module Pylontech FH10050 có 102,4 V, 5,12 kWh.[22][23] Hai tài liệu BYD HVS và Pylontech FH10050 không in cấu hình cell.

Số module mắc nối tiếp quyết định điện áp của hệ

BYD HVM 8.3 gồm 3 module, 153,6 V, còn HVM 22.1 gồm 8 module, 409,6 V.[18] Pylontech Force-H3 có hệ 2 module 204,8 V và hệ 7 module 716,8 V.[23] Sungrow SBR V5 có module 3,2 kWh, hệ SBR064 hai module 128 V và hệ SBR256 tám module 512 V.[24]

Ở cả ba dòng, điện áp hệ tăng tỷ lệ với số module. Mỗi module BYD HVM góp 153,6 / 3 = 51,2 V, mỗi module Pylontech góp 716,8 / 7 = 102,4 V. Mỗi module Sungrow góp 512 / 8 = 64 V. Số module tối đa ghép được trong một hệ là nội dung của bài Dung lượng hệ thống tối đa.

Cấu hình cell pin: biểu đồ điện áp hệ theo số module của BYD HVM, Pylontech Force-H3 và Sungrow SBR
Cấu hình cell pin ở cấp hệ: điện áp tăng tỷ lệ với số module nối tiếp ở BYD HVM, Pylontech Force-H3 và Sungrow SBR. Thẻ thông tin do Việt Nam Solar thiết kế, số liệu từ nguồn.[18][23][24]

Module dưới 60 V và module điện áp cao

Thiết kế pin lưu trữ tĩnh thường gặp mắc nối tiếp các nhóm cell tới tối đa 60 V để tạo một module.[8] Module 51,2 V của SolaX T-BAT LR25 và BYD HVM nằm dưới mức 60 V này.[4][18] Module SolaX HV11550 có 115,2 V.[21] Module BYD HVS và Pylontech FH10050 có 102,4 V.[22][23] Các module này cao hơn mức 60 V của thiết kế thường gặp.[8]

Điện áp của module và hệ phụ thuộc số cell nối tiếp, còn dung lượng phụ thuộc cỡ Ah của từng cell. Mục 5 xét các dạng cell và cỡ dung lượng của chúng.

Cấu hình cell pin: thanh đúng tỷ lệ điện áp module 51,2 V, 102,4 V, 115,2 V so với mức 60 V
Cấu hình cell pin cho module 51,2 V dưới mức 60 V và module 102,4 V, 115,2 V cao hơn mức đó. Thẻ thông tin do Việt Nam Solar thiết kế, số liệu từ nguồn.[4][8][18][21][22][23]

5. Cell pin có những dạng hình học nào và cỡ bao nhiêu ampe giờ?

Cell pin lithium-ion có ba dạng hình học là cell trụ, cell lăng trụ và cell túi mềm.[8] Cell LFP cho lưu trữ có cỡ từ 105 Ah đến 1.175 Ah trong các tài liệu ở mục này.[5][28] Cỡ ampe giờ của cell quyết định số nhánh song song cần cho một dung lượng module, theo công thức ở mục 2.[3]

Cấu hình cell pin, Hình 1 của Löbberding và cộng sự (2020): ba dạng cell túi mềm, trụ và lăng trụ
Cấu hình cell pin bắt đầu từ dạng cell: túi mềm, trụ và lăng trụ; Hình 1 của Löbberding và cộng sự (2020), CC BY 4.0. Xem hình gốc tại trang tài liệu gốc, số liệu thêm từ nguồn.[1][8]

Cell trụ (Cylindrical cell)

Cell trụ là cell có vỏ hình trụ tròn, ví dụ cỡ 18650 trong thử nghiệm của Xie và cộng sự.[25] Cell trụ có mật độ năng lượng theo thể tích và theo khối lượng cao hơn.[1] Do hình tròn, cell trụ xếp kém chặt hơn cell lăng trụ hay cell túi mềm.[1]

Cell lăng trụ (Prismatic cell)

Cell lăng trụ là cell có vỏ cứng, trong tài liệu tiếng Anh gọi là prismatic hard case.[1] EVE MB31 là cell LFP lăng trụ vỏ nhôm, kích thước khoảng 173,7 × 71,7 × 207,2 mm.[26] Sungrow SBR dùng loại cell pin LiFePO4 Prismatic Cell.[24]

Cấu hình cell pin: mặt trước cell trụ 18650 và cell lăng trụ EVE MB31 vẽ cùng tỷ lệ mm
Cấu hình cell pin với hai cỡ cell: cell trụ 18650 có 2,95 Ah, cell lăng trụ EVE MB31 có 314 Ah. Thẻ thông tin do Việt Nam Solar thiết kế, số liệu từ nguồn.[12][26]

Cell túi mềm (Pouch cell)

Cell túi mềm là dạng cell thứ ba, cùng với cell trụ và cell lăng trụ.[8] Trên xe điện, các hãng ngoài Tesla dùng cell lăng trụ vỏ cứng hoặc cell túi mềm.[1] Một nghiên cứu khác đánh giá cell túi mềm kém hơn về an toàn.[1] Nhóm Löbberding cho rằng nhận định này không đúng, hoặc an toàn có thể nâng lên đủ ở cấp module.[1]

Dạng cell và mật độ đóng gói của module

Löbberding và cộng sự đo hiệu suất đóng gói từ cell lên module trên xe điện thương mại.[1] Theo khối lượng, cell lăng trụ và cell túi mềm đạt trung bình 0,816, cell trụ đạt 0,716.[1] Theo thể tích, cell lăng trụ và cell túi mềm đạt 0,732, cell trụ đạt 0,362.[1] Vỏ cell lăng trụ có thể tích hợp một số tính năng an toàn.[8] Kiểu vỏ cell ảnh hưởng tới thiết kế an toàn và quản lý nhiệt.[8] Cách hệ đo nhiệt độ cell là nội dung của bài Cảm biến nhiệt độ pin.

Cấu hình cell pin, cột đúng tỷ lệ hiệu suất đóng gói cell lên module: cell trụ 0,716 và 0,362 so với 0,816 và 0,732
Cấu hình cell pin theo dạng cell: cell trụ đạt 0,716 theo khối lượng và 0,362 theo thể tích, thấp hơn lăng trụ, túi mềm. Thẻ thông tin do Việt Nam Solar thiết kế, số liệu từ nguồn.[1][8]
Cấu hình cell pin, Hình 11 của Löbberding và cộng sự (2020) đã dịch nhãn: năng lượng riêng cấp cell và cấp hệ thống theo dạng cell
Cấu hình cell pin và năng lượng riêng theo dạng cell ở cấp cell và cấp hệ thống, dữ liệu 25 xe điện; Hình 11 của Löbberding và cộng sự (2020), CC BY 4.0. Xem hình gốc tại trang tài liệu gốc, số liệu thêm từ nguồn.[1]

Cỡ cell LFP 105 Ah, 280 Ah, 314 Ah và lớn hơn

Bảng gồm một cell trụ lithium-ion 2,95 Ah và các cell LFP 3,2 V từ 105 Ah đến 1.175 Ah. Cell 587 Ah và 1.175 Ah được HiTHIUM thiết kế cho hệ lưu trữ tĩnh.[27][28]

CellDạngDung lượng (Ah)Điện áp định mứcDung lượng định mức (Wh)
Samsung SDI INR18650-30Q[12]Cell trụ2,95 Ah3,6 VKhông công bố
LF105[5]Không công bố105 Ah3,2 VKhông công bố
EVE LF280K[9]Lăng trụ vỏ nhôm280 Ah3,2 VKhông công bố
EVE MB31[26]Lăng trụ vỏ nhôm314 Ah3,2 V1.004,8 Wh
HiTHIUM LFP71173207[10]Lăng trụ314 Ah3,2 V1.004,8 Wh
HiTHIUM ST587P050A[27]Lăng trụ587 Ah3,2 V1.878,4 Wh
HiTHIUM MC1175P025A[28]Lăng trụ1.175 Ah3,2 V3.760 Wh
Cấu hình cell pin: thanh đúng tỷ lệ dung lượng cell từ 2,95 Ah đến 1.175 Ah
Cấu hình cell pin với cỡ cell từ 2,95 Ah của cell trụ tới 105 Ah, 280 Ah, 314 Ah và 1.175 Ah của cell LFP. Thẻ thông tin do Việt Nam Solar thiết kế, số liệu từ nguồn.[3][5][9][10][12][26][27][28]

Nhiều cell trụ nhỏ mắc song song so với một cell lăng trụ lớn

Cell nhỏ cần nhiều nhánh song song hơn cell lớn để đạt cùng dung lượng ampe giờ.[3] Bộ 7S10P 25,2 V của Accu Power dùng 7 × 10 = 70 cell trụ cho 29,5 Ah.[12] Module 1P16S 51,2 V T-BAT LR25 dùng 16 cell cho 50 Ah.[4] Xe điện đang chuyển sang cell lớn hơn và dạng lăng trụ.[1] Thiết kế ghép cell thẳng vào bộ pin (cell-to-pack) của CATL và BYD Blade bỏ qua cấp module.[1]

Dù dùng cell cỡ nào, các cell trong cùng một module vẫn có sai khác hiệu năng.[25] Mục 6 xét sai khác này tác động lên chuỗi nối tiếp và nhánh song song theo cách khác nhau.

Cấu hình cell pin: 70 cell trụ của bộ 7S10P so với 16 cell lăng trụ của module 51,2 V
Cấu hình cell pin với cell nhỏ và cell lớn: 70 cell trụ cho 744 Wh, 16 cell lăng trụ cho 2,56 kWh. Thẻ thông tin do Việt Nam Solar thiết kế, số liệu từ nguồn.[1][3][4][12]

6. Cấu hình cell ảnh hưởng thế nào đến cân bằng và bảo vệ bộ pin?

Cấu hình cell quyết định cách sai khác giữa các cell tác động lên bộ pin. Chuỗi mắc nối tiếp bị giới hạn bởi cell yếu nhất, còn nhánh mắc song song chia dòng không đều.[25][13] Sai khác hiệu năng giữa các cell vẫn tồn tại sau khi cell được ghép thành module, và có thể làm hiệu năng điện hóa giảm nhanh hơn.[25]

Cell yếu nhất giới hạn chuỗi mắc nối tiếp

Năng lượng khả dụng của module bị giới hạn bởi cell yếu nhất.[25] Trong module mắc nối tiếp, cell có dung lượng nhỏ hơn trung bình bị sạc quá mức lặp đi lặp lại.[25] Khi có tải, cell yếu cạn trước các cell khỏe, làm điện áp bộ pin giảm và thiết bị có thể tắt sớm.[3] Trong mạch nối tiếp, điện áp của cell đã suy giảm cao hơn điện áp của cell bình thường.[13]

Cấu hình cell pin, chuỗi 4 cell nối tiếp có một cell yếu: đầy trước khi sạc, cạn trước khi xả
Cấu hình cell pin nối tiếp bị giới hạn bởi cell yếu nhất: cell yếu đầy trước khi sạc và cạn trước khi xả. Thẻ thông tin do Việt Nam Solar thiết kế, số liệu từ nguồn.[3][13][25]

Chuỗi mắc nối tiếp cần BMS cân bằng cell

Cân bằng điện áp cell là một yêu cầu của cấu hình nối tiếp và cần hệ thống quản lý pin (BMS).[8] Cell lithium-ion trong bộ pin cần được giám sát để nằm trong giới hạn điện áp và dòng điện.[3] Các phương pháp cân bằng là nội dung của bài Cân bằng cell pin.

Đường điện áp phẳng của LFP và cân bằng chuỗi 16S

Cell LFP có đường điện áp hở mạch phẳng ở vùng trạng thái sạc trung gian.[8] Đặc tính này làm việc xác định trạng thái sạc, cân bằng cell và điều khiển hệ thống khó hơn.[8] Cell LFP còn có hiện tượng trễ điện áp (hysteresis).[8] Trạng thái sạc (SOC) được giải thích ở bài SOC.

Cấu hình cell pin: chuỗi 16 cell với BMS đo điện áp từng cell và đặc tính điện áp phẳng của LFP
Cấu hình cell pin nối tiếp cần BMS cân bằng cell; đường điện áp phẳng của LFP làm việc cân bằng khó hơn. Thẻ thông tin do Việt Nam Solar thiết kế, số liệu từ nguồn.[3][8]

Nhánh mắc song song chia dòng không đều

Chênh lệch 30% trở kháng giữa các cell mắc song song có thể tạo chênh lệch 60% dòng điện đỉnh.[14] Chênh lệch dòng này ảnh hưởng tới cách cell lão hóa và phân bố nhiệt độ trong bộ pin.[14] Chênh lệch điện trở trong làm các cell song song chia dòng không đều.[29] Khi sạc xả ở 4,5C, chênh lệch 20% điện trở trong giữa hai cell LiFePO4 song song làm số chu kỳ sạc xả giảm khoảng 40%.[29] Mô hình liionpack tính phân bố dòng trong bộ pin có kể cả điện trở thanh cái và điện trở mối nối.[11]

Cấu hình cell pin, thanh đúng tỷ lệ: chênh 30% trở kháng cho chênh 60% dòng đỉnh; chênh 20% điện trở giảm khoảng 40% chu kỳ
Cấu hình cell pin song song: chênh 30% trở kháng tạo chênh 60% dòng đỉnh, chênh 20% điện trở làm giảm khoảng 40% chu kỳ. Thẻ thông tin do Việt Nam Solar thiết kế, số liệu từ nguồn.[11][14][29]

Nhánh mắc song song và hiệu ứng tự cân bằng

Gogoana và cộng sự thử cell LiFePO4 mắc song song có điện trở trong khác nhau.[29] Đầu quá trình sạc, cell điện trở thấp nhận dòng lớn hơn và có thể đầy trước, sau đó dòng tăng ở cell điện trở cao.[29] Nhóm tác giả dự đoán hiệu ứng cân bằng với hóa học có đường điện áp dốc như LiMn2O4 và LiCoO2.[29] Hai hóa học này chưa được thử trong nghiên cứu.[29] Mức phụ thuộc giữa các cell của cấu trúc song song lớn hơn cấu trúc nối tiếp.[13]

Cấu hình cell pin: ba bước dòng sạc trong hai cell LiFePO4 song song có điện trở trong khác nhau
Cấu hình cell pin song song và tự cân bằng: cell điện trở thấp nhận dòng lớn trước, sau đó dòng chuyển sang cell điện trở cao. Thẻ thông tin do Việt Nam Solar thiết kế, số liệu từ nguồn.[13][29]

Cell hở mạch và cell ngắn mạch trong từng cấu hình

Một cell hỏng trong chuỗi nối tiếp làm đứt cả chuỗi.[3] Cell tăng điện trở hoặc hở mạch ảnh hưởng ít hơn trong mạch song song so với trong mạch nối tiếp.[3] Cell ngắn mạch trong nhánh song song rút năng lượng của các cell còn lại và có nguy cơ gây cháy.[3]

Biện pháp bảo vệ theo cấu hình

Bộ pin lớn có thể dùng cầu chì để tách cell hỏng khỏi mạch song song.[3] Một số bộ pin lớn dùng công tắc bán dẫn nối tắt cell hỏng để dòng điện tiếp tục chạy.[3] Bộ pin tái cấu hình được có thể đổi cách nối cell theo thời gian thực.[30] Việc đổi cách nối dựa trên trạng thái sạc (SOC) và trạng thái sức khỏe pin (SOH) của từng cell.[30] Các sơ đồ này giữ trạng thái cell cân bằng và chịu lỗi tốt.[30]

Cấu hình quyết định điện áp, dung lượng và cách bảo vệ bộ pin. Vì vậy các báo cáo thử UN38.3, IEC 62619 và chứng nhận UL 1973 đều ghi cấu hình hoặc số cell.[4][5][7][19] Mục 7 đối chiếu các tài liệu này với datasheet thương mại.

Cấu hình cell pin: cell hở mạch, ngắn mạch trong mạch nối tiếp, song song và ba biện pháp bảo vệ
Cấu hình cell pin và cell hỏng: hở mạch làm đứt chuỗi nối tiếp, ngắn mạch nguy hiểm trong nhánh song song. Thẻ thông tin do Việt Nam Solar thiết kế, số liệu từ nguồn.[3][30]

7. Đọc cấu hình cell trên datasheet và báo cáo thử của các hãng

Cấu hình cell trong các tài liệu ở mục này được in trên báo cáo thử UN38.3, báo cáo thử IEC 62619 và chứng nhận UL 1973.[4][5][7] Các datasheet thương mại ở mục này chỉ in điện áp, dung lượng và loại cell pin.[17][18][22][23]

Bảng cấu hình cell của các module đã công bố

Sản phẩmCấu hình trên tài liệuCellĐiện áp, dung lượngTài liệu
SolaX T-BAT LR251P16S3,2 V, 50 Ah51,2 V, 50 Ah, 2,56 kWhBáo cáo UN38.3 BL-DG22C0251-302[4]
SolaX HV115501P36SKhông công bố115,2 V, 50 Ah, 5,8 kWhTóm tắt UN38.3 BL-DG2320226-307[21]
SolaX T-BAT H 10.0 / 15.0 / 20.01P32S / 1P48S / 1P64SKhông công bố102,4 / 153,6 / 204,8 V DC, 100 AhChứng nhận CSA 80089793[7]
BYD Battery-Box Premium HVM16 cell, không ghi S hay PC17, 55 Ah51,2 V, 54 Ah, 2,7648 kWhBáo cáo UN38.3 01051900007238-1(E)[19]
Hardkorr HKPBATLSL1054S1PLF105, 3,2 V, 105 Ah12,8 V, 105 Ah, 1.344 WhBáo cáo IEC 62619 CN23P29C 001[5]
Accu Power 7S10P7S10PINR18650-30Q, 3,6 V, 2,95 Ah25,2 V, 29,5 Ah, 744 WhBáo cáo IEC 62619 CMNM-ESH-P25051645[12]
Cấu hình cell pin: bảng cấu hình cell của 6 sản phẩm theo báo cáo thử UN38.3, IEC 62619 và chứng nhận CSA
Cấu hình cell pin của 6 sản phẩm trên báo cáo thử UN38.3, IEC 62619 và chứng nhận CSA. Thẻ thông tin do Việt Nam Solar thiết kế, số liệu từ nguồn.[4][5][7][12][19][21]

Báo cáo UN38.3 của BYD HVM ghi số lượng cell 16, dung lượng cell 55 Ah và dung lượng định mức module 54 Ah.[19] Báo cáo không ghi chữ S hay P.[19] Phép tính 16 × 3,2 V = 51,2 V bằng đúng điện áp trên báo cáo. Cách đọc báo cáo UN38.3 được trình bày ở bài UN 38.3, chứng nhận IEC 62619 ở bài IEC 62619.

Datasheet không in cấu hình cell

BYD HVS và HVM công bố loại cell LiFePO4 cùng điện áp module, không in cấu hình cell.[22][18] Pylontech Force-H3 công bố module 102,4 V, 5,12 kWh.[23] Dyness PowerBox G3 công bố 51,2 V, 200 Ah và 10,24 kWh.[17] Với các sản phẩm này, số cell nối tiếp suy ra được từ điện áp module và điện áp định mức của cell.

Cấu hình cell pin: datasheet BYD HVS, HVM, Pylontech Force-H3, Dyness G3 không in ký hiệu S, P; số cell suy ra từ điện áp
Cấu hình cell pin không in trên datasheet BYD HVS, HVM, Pylontech Force-H3, Dyness G3; suy ra từ điện áp. Thẻ thông tin do Việt Nam Solar thiết kế, số liệu từ nguồn.[3][17][18][22][23]

Kiểm cấu hình bằng điện áp định mức và dung lượng

Khi tài liệu in cả cấu hình lẫn thông số cell, công thức ở mục 2 kiểm chéo được từng con số. HKPBATLSL105 dùng 4 cell LF105 3,2 V, 105 Ah theo 4S1P, module 12,8 V, 105 Ah, 1.344 Wh.[5] Công thức cho 4 × 3,2 V = 12,8 V và 12,8 V × 105 Ah = 1.344 Wh. Điện áp sạc tối đa 14,4 V của pin ứng với 14,4 / 4 = 3,6 V mỗi cell.[5] Cùng báo cáo ghi điện áp sạc tối đa của cell LF105 là 3,8 V.[5]

Với pin không in cấu hình, phép kiểm đi theo chiều ngược lại: từ điện áp module và loại cell suy ra số cell nối tiếp. Mục 8 làm phép suy này cho BYD HVM 8.3.

Cấu hình cell pin, kiểm chéo 4S1P của HKPBATLSL105: 12,8 V, 1.344 Wh và mức sạc 3,6 V so với 3,8 V mỗi cell
Cấu hình cell pin 4S1P của HKPBATLSL105: kiểm chéo 12,8 V, 1.344 Wh và mức sạc 3,6 V mỗi cell. Thẻ thông tin do Việt Nam Solar thiết kế, số liệu từ nguồn.[5]

8. Ví dụ: suy ra điện áp, dải điện áp và dung lượng của BYD HVM 8.3 từ cấu hình cell

Ví dụ dùng báo cáo UN38.3 của module HVM và datasheet Battery-Box Premium HVM V1.4.[19][18] Các bước áp công thức mắc nối tiếp, mắc song song và dung lượng ở mục 2. Mọi phép tính ghi ngay trong câu.

Bước 1: đọc thông số cell và module trên báo cáo UN38.3

Báo cáo UN38.3 số 01051900007238-1(E), ngày 02/01/2020, do Trung tâm Kỹ thuật Hải quan Quảng Châu lập cho Battery-Box Premium Module, model HVM.[19] Báo cáo ghi cell C17 dung lượng 55 Ah, số lượng cell 16, module 51,2 V, 54 Ah, 2,7648 kWh.[19] Module có điện áp sạc tối đa 57,6 V và điện áp ngắt 40 V.[19]

Bước 2: suy ra điện áp định mức của module

BYD công bố loại cell LiFePO4,[18] và điện áp định mức của Li-phosphate là 3,2 V.[3] 16 cell mắc nối tiếp cho 16 × 3,2 = 51,2 V, bằng điện áp định mức trên báo cáo. Báo cáo không in ký hiệu S hay P, và dung lượng module 54 Ah thấp hơn dung lượng cell 55 Ah.[19]

Bước 3: tính dung lượng của module

Dung lượng module bằng 51,2 V × 54 Ah = 2.764,8 Wh, tức 2,7648 kWh, bằng số trên báo cáo UN38.3.[19] Datasheet V1.4 làm tròn dung lượng module thành 2,76 kWh.[18]

Cấu hình cell pin, BYD HVM bước 1 đến 3: 16 cell C17, module 51,2 V, 54 Ah, 2,7648 kWh
Cấu hình cell pin BYD HVM, bước 1 đến 3: 16 cell C17 cho module 51,2 V, 54 Ah, 2,7648 kWh. Thẻ thông tin do Việt Nam Solar thiết kế, số liệu từ nguồn.[3][18][19]

Bước 4: suy ra số cell nối tiếp của hệ HVM 8.3

HVM 8.3 gồm 3 module, điện áp định mức 153,6 V.[18] Vì 153,6 V = 3 × 51,2 V, ba module mắc nối tiếp và hệ có 3 × 16 = 48 cell nối tiếp. Theo ký hiệu cấu hình, hệ này là 48S, dù datasheet không in ký hiệu đó.

Bước 5: so dải điện áp suy ra với datasheet

Dải điện áp làm việc của HVM 8.3 là từ 120 V đến 177 V.[18] Mỗi module có điện áp ngắt 40 V và điện áp sạc tối đa 57,6 V.[19] Chia cho 16 cell, hai mức này là 40 / 16 = 2,5 V và 57,6 / 16 = 3,6 V mỗi cell. Ba module nối tiếp cho 3 × 40 = 120 V và 3 × 57,6 = 172,8 V.

Cận dưới bằng số của datasheet, còn cận trên của datasheet cao hơn 177 - 172,8 = 4,2 V. Hai tài liệu BYD không giải thích mức chênh này, và bài không có datasheet cell C17 để đối chiếu.

Cấu hình cell pin, BYD HVM 8.3: 3 module, 48 cell nối tiếp, dải suy ra 120 V đến 172,8 V so với 177 V
Cấu hình cell pin BYD HVM 8.3, bước 4 và 5: 48 cell nối tiếp, 153,6 V, dải suy ra 120 V đến 172,8 V. Thẻ thông tin do Việt Nam Solar thiết kế, số liệu từ nguồn.[18][19]

Bước 6: so dung lượng của hệ với SolaX T-BAT H 15.0

Dung lượng HVM 8.3 theo cấu hình là 153,6 V × 54 Ah ≈ 8,29 kWh. BYD công bố dung lượng khả dụng DC 8,28 kWh, đo ở độ sâu xả (DoD) 100%, sạc xả 0,2C và 25 °C.[18] SolaX T-BAT H 15.0 cũng có 48 cell nối tiếp, ghi 1P48S và 153,6 V DC.[7] Hệ SolaX có 100 Ah và 15,0 kWh, so với 54 Ah và 8,28 kWh của HVM 8.3.[7][18] Tỷ số dung lượng kWh là 15,0 / 8,28 ≈ 1,81, gần tỷ số ampe giờ 100 / 54 ≈ 1,85.

Đại lượngSố trên tài liệu BYD[19][18]Số suy ra từ cấu hình (quy đổi)
Điện áp module51,2 V16 × 3,2 V = 51,2 V
Dung lượng module2,7648 kWh (báo cáo UN38.3); 2,76 kWh (datasheet)51,2 V × 54 Ah = 2,7648 kWh
Điện áp hệ HVM 8.3153,6 V48 × 3,2 V = 153,6 V
Dải điện áp hệ HVM 8.3Từ 120 V đến 177 V (datasheet); từ 40 V đến 57,6 V mỗi module (báo cáo UN38.3)Từ 3 × 40 V = 120 V đến 3 × 57,6 V = 172,8 V
Dung lượng hệ HVM 8.38,28 kWh khả dụng153,6 V × 54 Ah ≈ 8,29 kWh
Cấu hình cell pin, BYD HVM 8.3 so với SolaX T-BAT H 15.0: cùng 48S, 153,6 V; tỷ số kWh 1,81 và Ah 1,85
Cấu hình cell pin BYD HVM 8.3 so với SolaX T-BAT H 15.0: cùng 48S, 153,6 V; 54 Ah so với 100 Ah. Thẻ thông tin do Việt Nam Solar thiết kế, số liệu từ nguồn.[7][18]

Phép suy trên cho thấy cấu hình cell nằm sau điện áp, dải điện áp và dung lượng của cả hệ. Khi lắp hệ tại Việt Nam, cấu hình còn được xét qua yêu cầu về BMS và đánh giá rủi ro ở mục 9.

9. Cấu hình cell pin được xét thế nào khi lắp đặt tại Việt Nam?

Cấu hình cell pin được xét qua TCVN 14499-5-2:2025: BMS phải giám sát thông số an toàn của pin, và rủi ro được đánh giá ở cấp thành phần, module và hệ thống.[31] Chuỗi mắc nối tiếp cần BMS để cân bằng điện áp cell, như mục 6 đã nêu.[8]

TCVN 14499-5-2:2025 áp cho hệ lưu trữ điện năng nối lưới

TCVN 14499-5-2:2025 (IEC 62933-5-2:2020) do Ban kỹ thuật TCVN/TC/E18 Pin và ắc quy biên soạn, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.[31] Phạm vi của tiêu chuẩn là an toàn cho con người, và khi phù hợp là môi trường xung quanh và sinh vật.[31] Đối tượng là hệ thống lưu trữ năng lượng nối lưới có hệ thống con lưu trữ điện hóa.[31] IEC công bố phiên bản 2.0 là IEC 62933-5-2:2025 ngày 09/12/2025, kế tiếp phiên bản 1.0 năm 2020.[32]

Cấu hình cell pin, TCVN 14499-5-2:2025 tương đương IEC 62933-5-2:2020, phạm vi và phiên bản IEC 2025
Cấu hình cell pin khi lắp tại Việt Nam được xét theo TCVN 14499-5-2:2025, tương đương IEC 62933-5-2:2020. Thẻ thông tin do Việt Nam Solar thiết kế, số liệu từ nguồn.[31][32]

BMS giám sát thông số an toàn của pin

Điều 7.11 của TCVN 14499-5-2:2025 áp cho hệ thống quản lý pin của mọi hệ thống tích trữ điện hóa.[31] Hệ thống quản lý pin phải giám sát mọi thông số an toàn liên quan của pin theo tiêu chuẩn hiện hành.[31] Các thông số này được báo cáo cho hệ thống điều khiển.[31] Hệ thống quản lý pin được giải thích ở bài hệ thống quản lý pin BMS.

Đánh giá rủi ro ở cấp thành phần, module và hệ thống

Điều 6.3.4 của TCVN 14499-5-2:2025 yêu cầu đánh giá rủi ro hệ thống BESS ở cấp thành phần, module và hệ thống hoàn chỉnh.[31] Quy định (EU) 2023/1542 cũng tách ba cấp cell pin, module pin và bộ pin.[6]

Tiêu chuẩn viện dẫn IEC 62619

Điều 4.2 của TCVN 14499-5-2:2025 nêu IEC 62619 làm ví dụ tiêu chuẩn an toàn liên quan, và mục tài liệu viện dẫn ghi IEC 62619:2017.[31] Báo cáo thử IEC 62619 của TÜV Rheinland và LCIE đều in cấu hình cell, ví dụ 4S1P và 7S10P.[5][12] Yêu cầu của IEC 62619 được trình bày ở bài IEC 62619.

Cấu hình cell pin: Điều 7.11 BMS, Điều 6.3.4 đánh giá rủi ro ba cấp và Điều 4.2 viện dẫn IEC 62619
Cấu hình cell pin theo TCVN 14499-5-2:2025: BMS giám sát, đánh giá rủi ro ba cấp và viện dẫn IEC 62619. Thẻ thông tin do Việt Nam Solar thiết kế, số liệu từ nguồn.[5][6][12][31]

10. Câu hỏi thường gặp về cấu hình cell pin

Q1Cell pin là gì?

Cell pin (Battery cell) là đơn vị cơ bản tạo ra điện năng trong một pin.[6] Cell gồm điện cực, chất điện phân, vỏ, cực nối và tấm phân cách nếu có.[6] Cell là dạng đóng gói nhỏ nhất của pin.[2]

Q21 cell pin bằng bao nhiêu vôn và bao nhiêu Wh?

1 cell pin có điện áp 2,0 V với axit chì, 3,6 V với lithium-ion và 3,2 V với Li-phosphate.[3] Số Wh của 1 cell pin phụ thuộc dung lượng: EVE MB31 3,2 V, 314 Ah có 1.004,8 Wh.[26] Cell EVE LF280K 3,2 V, 280 Ah[9] có 3,2 × 280 = 896 Wh.

Q3Pin lithium khác gì pin thường về điện áp cell?

Pin lithium khác pin axit chì ở điện áp mỗi cell: 3,6 V hoặc 3,2 V so với 2,0 V.[3] Sáu cell axit chì 2 V mắc nối tiếp cho 12 V.[3] Pin LFP 12,8 V HKPBATLSL105 dùng bốn cell mắc nối tiếp theo cấu hình 4S1P.[5] Các loại hóa học cell được so sánh ở bài Loại hóa học pin.

Q4Pin 20 cell là gì?

Pin 20 cell là bộ pin có tổng cộng 20 cell, còn cách mắc phải đọc ở ký hiệu S và P. Tổng số cell bằng số cell nối tiếp nhân số nhánh song song, ví dụ 4s2p có 4 × 2 = 8 cell.[3] Cùng 20 cell có thể mắc 20S1P hoặc 10S2P, cho điện áp và dung lượng khác nhau.

Q5Pin bao nhiêu cell là tốt?

Pin bao nhiêu cell là tốt tùy vào điện áp và dung lượng cần đạt, theo hai quy tắc mắc nối tiếp và mắc song song.[3] Thiết kế lưu trữ tĩnh thường gặp làm module tối đa 60 V, rồi ghép module theo điện áp bộ biến đổi điện tử yêu cầu.[8] Các cell trong bộ pin nhiều cell phải được ghép đồng bộ.[3]

Q615S và 16S khác nhau thế nào với cell LFP?

15S và 16S khác nhau một cell nối tiếp, nên với cell LFP điện áp định mức chênh nhau 3,2 V.[3] Công thức mắc nối tiếp cho 15 × 3,2 V = 48,0 V và 16 × 3,2 V = 51,2 V. Module 51,2 V như SolaX T-BAT LR25 dùng 16 cell.[4]

Q7Ghép thêm module song song có làm tăng điện áp không?

Ghép thêm module song song giữ nguyên điện áp và chỉ cộng dung lượng ampe giờ.[3] Ghép nối tiếp thêm module mới làm tăng điện áp. SolaX T-BAT H tăng từ 102,4 V với 2 module lên 204,8 V với 4 module.[7]

Cấu hình cell pin, thẻ hỏi đáp câu 1 đến 7: cell pin, điện áp cell, pin lithium, pin 20 cell, số cell, 15S và 16S, ghép song song
Cấu hình cell pin: câu hỏi 1 đến 7 về cell, điện áp, số cell, 15S và 16S, ghép song song. Thẻ thông tin do Việt Nam Solar thiết kế, số liệu từ nguồn.[2][3][4][5][6][7][8][26]

Q8Vì sao dung lượng module nhỏ hơn dung lượng cell?

Dung lượng module nhỏ hơn dung lượng cell ở BYD HVM: cell 55 Ah, module 54 Ah, và báo cáo không nêu lý do của mức chênh 1 Ah.[19] Về nguyên lý, năng lượng khả dụng của module bị giới hạn bởi cell yếu nhất.[25] Số liệu hiện có chưa đủ để kết luận nguyên nhân của mức chênh trên module BYD.

Q9Cell trong nhánh song song có tự cân bằng không?

Cell trong nhánh song song tự cân bằng ở mức phụ thuộc hóa học và điện trở trong của cell.[29] Chênh lệch điện trở trong làm cell LiFePO4 mắc song song chia dòng không đều.[29] Hiệu ứng cân bằng mới được dự đoán cho hóa học có đường điện áp dốc.[29] Chuỗi mắc nối tiếp vẫn cần BMS để cân bằng cell.[8]

Q10Cell-to-pack có còn cấu hình cell không?

Cell-to-pack vẫn có cấu hình cell, vì bộ pin là tập hợp cell hoặc module được nối với nhau.[6] Cell-to-pack là thiết kế bỏ qua cấp module, ví dụ CATL và BYD Blade.[1] Các tài liệu dẫn trong bài không ghi cấu hình cell của một bộ pin cell-to-pack cụ thể.

Q11Có được ghép module khác dung lượng vào cùng một chuỗi không?

Ghép module vào cùng một chuỗi cần các cell bên trong đồng bộ, nhất là khi tải nặng.[3] Cell trong cùng bộ pin cần cùng hãng và cùng cỡ.[3] Cell dung lượng nhỏ trong module nối tiếp bị sạc quá mức lặp lại.[25]

Q12Cell configuration battery được ghi ở dòng nào trên tài liệu tiếng Anh?

Cell configuration battery được ghi ở các dòng khác nhau tùy tài liệu, không có tên dòng thống nhất. Tóm tắt UN38.3 của SolaX HV11550 ghi cấu hình trong dòng Battery type, dạng Lithium-ion Battery, 1P36S.[21] Báo cáo của TÜV Rheinland viết 4 lithium-ion cells in 4S1P connection.[5] Báo cáo của LCIE đặt 7S10P ngay trong tên mẫu thử.[12] Báo cáo UN38.3 của BYD HVM chỉ ghi số lượng cell 16 PCS.[19]

Q13Cell pin khác bộ pin ở điểm nào?

Cell pin khác bộ pin ở cấp lắp ghép: cell là đơn vị cơ bản tạo ra điện năng, bộ pin là tập hợp cell hoặc module thành một khối hoàn chỉnh.[6] Module trong bộ pin được nối tiếp hoặc song song với nhau.[2]

Q14Pin nhiều cell hơn có dung lượng lớn hơn không?

Pin nhiều cell hơn có dung lượng lớn hơn khi dùng cùng loại cell, vì dung lượng Wh bằng điện áp nhân dung lượng Ah.[3][10] Khi khác cỡ cell, số cell chưa đủ để so. Bộ 7S10P dùng 70 cell cho 744 Wh,[12] còn SolaX T-BAT LR25 dùng 16 cell cho 2,56 kWh.[4]

Cấu hình cell pin, thẻ hỏi đáp câu 8 đến 14: dung lượng module, tự cân bằng, cell-to-pack, ghép module, tài liệu, cell và bộ pin
Cấu hình cell pin: câu hỏi 8 đến 14 về dung lượng module, tự cân bằng, cell-to-pack và tài liệu. Thẻ thông tin do Việt Nam Solar thiết kế, số liệu từ nguồn.[1][2][3][4][5][6][8][12][19][21][25][29][33]

11. Việt Nam Solar và danh sách cửa hàng

Việt Nam Solar là công ty cung cấp toàn bộ giải pháp điện mặt trời, phân phối chính hãng hơn 20 thương hiệu thiết bị. Công ty hoạt động từ năm 2018, làm tổng thầu EPC và ESCO cho các dự án điện mặt trời. Đội kỹ thuật tư vấn chọn pin lưu trữ dựa trên cấu hình cell, điện áp module và dải điện áp pin của biến tần hybrid trong từng dự án. Khách hàng được khảo sát tận nơi, thiết kế và lắp đặt hoàn chỉnh. Ba chi nhánh tại Hồ Chí Minh, Cần Thơ và Khánh Hòa trưng bày sản phẩm thật và nhận yêu cầu báo giá.

Chi nhánhĐịa chỉKhoĐường dây nóng
Trụ sở chính Hồ Chí Minh188 ĐHT41, Phường Đông Hưng Thuận, Tp. HCM2939 QL1A, Phường Đông Hưng Thuận, Tp. HCM088.60.60.660
Chi nhánh Cần Thơ41D Mậu Thân, Phường Cái Khế, Tp. Cần ThơKhu vực Tràng Thọ A, Phường Trung Nhứt, Tp. Cần Thơ094.42.44.424
Chi nhánh Khánh HòaThôn Đông Dinh, Xã Diên Khánh, Tỉnh Khánh HòaThôn Đông Dinh, Xã Diên Khánh, Tỉnh Khánh Hòa081.60.60.660

Thông tin chi nhánh lấy theo danh sách cửa hàng của Việt Nam Solar.[33]

Cấu hình cell pin: bản đồ Việt Nam có quần đảo Hoàng Sa và Trường Sa, ba chi nhánh Việt Nam Solar tại Hồ Chí Minh, Cần Thơ, Khánh Hòa kèm địa chỉ và đường dây nóng
Cấu hình cell pin: tư vấn chọn pin lưu trữ theo cấu hình cell, điện áp module và dải điện áp pin của biến tần hybrid tại ba chi nhánh Việt Nam Solar ở Hồ Chí Minh, Cần Thơ và Khánh Hòa. Nguồn: Việt Nam Solar, thông tin chi nhánh theo nguồn.[33]

Tài liệu tham khảo từ nguồn quốc tế

  1. 1Löbberding, H., Wessel, S., Offermanns, C., Kehrer, M., Rother, J., Heimes, H., & Kampker, A. (2020). From Cell to Battery System in BEVs: Analysis of System Packing Efficiency and Cell Types. World Electric Vehicle Journal, 11(4), 77.
  2. 2MIT Electric Vehicle Team. (2008). A Guide to Understanding Battery Specifications. Massachusetts Institute of Technology.
  3. 3Battery University. (2021). BU-302: Series and Parallel Battery Configurations. Cadex Electronics.
  4. 4Dongguan BALUN Testing Technology. (n.d.). UN38.3 Test Report BL-DG22C0251-302, Lithium ion Rechargeable Battery Module T-BAT LR25. SolaX Power.
  5. 5TÜV Rheinland (Shenzhen). (2023). Test report CN23P29C 001, IEC 62619:2022, Secondary Li-ion Battery HKPBATLSL105. Hardkorr.
  6. 6European Parliament and Council of the European Union. (2023). Regulation (EU) 2023/1542 concerning batteries and waste batteries, Article 3 Definitions. EUR-Lex.
  7. 7CSA Group. (2022). Certificate of Compliance 80089793, ANSI/CAN/UL 1973:2018, SolaX T-BAT H 10.0, 15.0, 20.0. SolaX Power.
  8. 8Hesse, H. C., Schimpe, M., Kucevic, D., & Jossen, A. (2017). Lithium-Ion Battery Storage for the Grid, A Review of Stationary Battery Storage System Design Tailored for Applications in Modern Power Grids. Energies, 10(12), 2107.
  9. 9EVE Energy. (2021). LF280K Product Specification, LF280K-72174, Version A. EVE Energy Co., Ltd. (bản lưu của bên thứ ba)
  10. 10HiTHIUM. (n.d.). ESS Cell 314 Ah datasheet, LFP71173207/314Ah. Xiamen HiTHIUM Energy Storage Technology.
  11. 11Tranter, T. G., Timms, R., Sulzer, V., Brosa Planella, F., Wiggins, G. M., Karra, S. V., et al. (2022). liionpack: A Python package for simulating packs of batteries with PyBaMM. Journal of Open Source Software, 7(70), 4051.
  12. 12LCIE China Company Limited. (2025). Test report CMNM-ESH-P25051645, IEC 62619:2022, Li-ion battery 7S10P INR18650-30Q. Accu Power GmbH.
  13. 13Wang, X., Li, S., Wang, L., Sun, Y., & Wang, Z. (2020). Degradation and Dependence Analysis of a Lithium-Ion Battery Pack in the Unbalanced State. Energies, 13(22), 5934.
  14. 14Bruen, T., & Marco, J. (2016). Modelling and experimental evaluation of parallel connected lithium ion cells for an electric vehicle battery system. Journal of Power Sources, 310, 91-101.
  15. 15Gabsi, I., Saad, I., Maalej, S., & Zaghdoudi, M. C. (2024). Thermal management of Li-ion batteries in electric vehicles by nanofluid-filled loop heat pipes, Table 3. Science and Technology for Energy Transition, 79, 23.
  16. 16Battery University. (2021). BU-409: Charging Lithium-ion. Cadex Electronics.
  17. 17Dyness Digital Energy Technology. (n.d.). PowerBox G3 low voltage residential battery, specifications. Dyness.
  18. 18BYD. (2024). Battery-Box Premium HVM Datasheet V1.4, 241212. BYD Battery-Box.
  19. 19Guangzhou Customs District Technology Center. (2020). UN38.3 Test Report 01051900007238-1(E), Battery-Box Premium Module HVM. BayWa r.e.
  20. 20Laboratoire Central des Industries Electriques. (2024). CB Test Certificate FR_720072, Dyness PowerBrick, IEC 62619:2022. Dyness.
  21. 21Dongguan BALUN Testing Technology. (2023). UN38.3 Test Summary BL-DG2320226-307, Lithium ion Rechargeable Battery Module HV11550. SolaX Power.
  22. 22BYD. (2025). Battery-Box Premium HVS Datasheet, BCU2.0, V1.0 250328. BYD Battery-Box.
  23. 23Pylon Technologies. (n.d.). Force-H3 High-voltage Stackable Residential Battery ESS Datasheet, EN-SD-250121. BayWa r.e.
  24. 24Sungrow Power Supply. (2024). SBR064, 096, 128, 160, 192, 224, 256 Datasheet V5. Sungrow.
  25. 25Xie, L., Ren, D., Wang, L., Chen, Z., Tian, G., Amine, K., & He, X. (2020). A Facile Approach to High Precision Detection of Cell-to-Cell Variation for Li-ion Batteries. Scientific Reports, 10, 7182.
  26. 26EVE Power. (2023). MB31 Product Specification, PBRI-MB31-D06-01, Version A. EVE Power Co., Ltd. (bản lưu của bên thứ ba)
  27. 27HiTHIUM. (n.d.). ST587P050A 587 Ah prismatic LFP cell, preliminary datasheet. Xiamen HiTHIUM Energy Storage Technology.
  28. 28HiTHIUM. (n.d.). MC1175P025A 1175 Ah prismatic LFP cell datasheet. Xiamen HiTHIUM Energy Storage Technology.
  29. 29Gogoana, R., Pinson, M. B., Bazant, M. Z., & Sarma, S. E. (2014). Internal resistance matching for parallel-connected lithium-ion cells and impacts on battery pack cycle life. Journal of Power Sources, 252, 8-13.
  30. 30Ci, S., Lin, N., & Wu, D. (2016). Reconfigurable Battery Techniques and Systems: A Survey. IEEE Access, 4, 1175-1189.
  31. 31Bộ Khoa học và Công nghệ. (2025). TCVN 14499-5-2:2025 (IEC 62933-5-2:2020) Hệ thống lưu trữ điện năng, Phần 5-2: Yêu cầu an toàn đối với hệ thống EES tích hợp lưới điện. Thư Viện Pháp Luật.
  32. 32International Electrotechnical Commission. (2025). IEC 62933-5-2:2025 CMV, Electrical energy storage (EES) systems, Part 5-2: Safety requirements for grid-integrated EES systems, Electrochemical-based systems, Edition 2.0. IEC Webstore.
  33. 33Việt Nam Solar. (n.d.). Danh sách cửa hàng và hệ thống chi nhánh. Công ty TNHH Việt Nam Solar.
BIÊN SOẠN VÀ KIỂM DUYỆT

Bài viết do đội ngũ 50 kỹ sư của Công ty TNHH Việt Nam Solar biên soạn và kiểm duyệt. Công ty hoạt động liên tục trong lĩnh vực điện mặt trời từ năm 2018, đã khảo sát, thiết kế và thi công hàng nghìn công trình trên cả nước, đồng thời là nhà phân phối chính hãng hơn 20 thương hiệu biến tần, tấm pin và pin lưu trữ. Mọi kỹ sư tham gia biên soạn đều nắm chứng chỉ hành nghề về điện và xây dựng do cơ quan quản lý Nhà nước cấp.

Việt Nam Solar hoạt động với đầy đủ tư cách pháp nhân, gồm Giấy phép hoạt động điện lực số 175/GP-SCT do Sở Công Thương cấp, Giấy phép năng lực hoạt động xây dựng HCM-00076550 công bố trên cổng thông tin Bộ Xây dựng, cùng nhãn hiệu độc quyền số 604703 do Cục Sở hữu trí tuệ cấp văn bằng bảo hộ. Công ty duy trì ba chứng nhận hệ thống quản lý còn hiệu lực gồm ISO 9001:2015, ISO 14001:2018 và ISO 45001:2018, trạng thái hiệu lực xác minh trên IAF CertSearch.

Mọi số liệu kỹ thuật, thông tin pháp lý và mốc thời gian nêu trong bài đều được đối chiếu với hồ sơ chính hãng của nhà sản xuất và văn bản pháp luật hiện hành trước khi xuất bản, để nội dung công bố có thể kiểm chứng độc lập.

Mã số thuế: 0315209693Đường dây nóng: 088.60.60.660Thư điện tử: [email protected]Trang: vietnamsolar.vn

Để lại một bình luận

Trợ lý AI Việt Nam Solar
1