شرح عدد خلايا بطارية LiPo: ماذا تعني 1S و2S و3S و4S و6S

تظهر تسميات مثل 1S و2S و3S و4S و6S على العديد من بطاريات LiPo، ولكن غالبًا ما يتم إساءة فهمها. يتعامل بعض المستخدمين مع الرقم S باعتباره تصنيفًا للسعة، بينما يفترض آخرون أن الحزمتين اللتين تحملان نفس التصنيف S قابلة للتبديل.

في الواقع، يصف تصنيف S في المقام الأول عدد الخلايا المتصلة في سلسلة داخل حزمة البطارية. نظرًا لأن التوصيلات المتسلسلة تضيف جهدًا للخلية، فإن عدد الخلايا يحدد الجهد الاسمي للحزمة والحد الأقصى لجهد الشحن.

بالنسبة لخلية بوليمر الليثيوم التقليدية ذات الجهد الاسمي 3.7 فولت و4.2 فولت عند الشحن الكامل:

• 1S تعني خلية واحدة و3.7 فولت اسمية

• 2S يعني خليتين في سلسلة و 7.4 فولت اسمي

• 3S يعني ثلاث خلايا متسلسلة و11.1 فولت اسميًا

• 4S يعني أربع خلايا متسلسلة و14.8 فولت اسميًا

• 6S يعني ست خلايا متسلسلة و 22.2 فولت اسمي

ومع ذلك، فإن عدد الخلايا وحده لا يخبرك بسعة البطارية، أو وقت التشغيل، أو الحجم الفعلي، أو إمكانية التفريغ، أو الموصل، أو تكوين الحماية، أو التوافق مع الجهاز. يشرح هذا الدليل ما يعنيه عدد خلايا LiPo، وكيفية حساب جهد الحزمة، وكيف تختلف تكوينات S وP، وما يجب التحقق منه قبل اختيار البطارية أو استبدالها.

الوجبات السريعة الرئيسية

• يشير الحرف S إلى عدد الخلايا المتصلة على التوالي.

• تعمل الخلايا المتصلة بالسلسلة على زيادة الجهد ولكنها لا تزيد بشكل مباشر من سعة أمبير/ساعة العبوة.

• بالنسبة لخلايا LiPo التقليدية بقدرة 3.7 فولت، قم بضرب عدد الخلايا بمقدار 3.7 فولت لتقدير جهد الحزمة الاسمي.

• اضرب عدد الخلايا بـ 4.2 فولت لتحديد جهد الشحن الكامل للحزمة التقليدية.

• عادةً ما تكون بطارية 2S 7.4 فولت اسميًا، بينما تكون بطارية 3S 11.1 فولتًا اسميًا.

• نفس التصنيف S لا يضمن أن بطاريتين قابلتان للتبديل.

• تسميات مثل 2S2P تصف ترتيبات الخلايا المتسلسلة والمتوازية.

• قد تستخدم LiHV وكيمياء الليثيوم الأخرى جهودًا مختلفة لكل خلية، لذلك يجب دائمًا التحقق من مواصفات البطارية.

• يجب أن يتطابق الشاحن ودائرة الحماية ونطاق إدخال الجهاز واتصال التوازن مع عدد الخلايا الفعلي.

ماذا يعني 'S' في بطارية LiPo؟

يرمز الحرف S الموجود في بطارية LiPo إلى السلسلة . يشير الرقم الموجود قبله إلى عدد الخلايا المتصلة على التوالي داخل العبوة.

على سبيل المثال:

• 1S: خلية واحدة

• 2S: خليتين على التوالي

• 3S: ثلاث خلايا متسلسلة

• 4S: أربع خلايا متسلسلة

• 6S: ست خلايا متسلسلة

عندما يتم توصيل الخلايا على التوالي، يتم توصيل الطرف الموجب لخلية واحدة بالطرف السالب للخلية التالية. ثم يتم إضافة الفولتية للخلايا معا.

إذا كان لكل خلية جهد اسمي قدره 3.7 فولت:

الجهد الاسمي للحزمة = عدد خلايا السلسلة × 3.7 فولت

وبالتالي فإن بطارية 3S لها جهد اسمي قدره:

3 × 3.7 فولت = 11.1 فولت

لا تتضاعف سعتها بالأمبير ثلاث مرات تلقائيًا. إذا تم توصيل ثلاث خلايا بقدرة 2000 مللي أمبير على التوالي، فإن حزمة 3S الناتجة يتم تصنيفها عادةً بـ 11.1 فولت و2000 مللي أمبير في الساعة، وليس 6000 مللي أمبير في الساعة.

يعد هذا التمييز أمرًا أساسيًا لفهم عدد خلايا بطارية LiPo:

• تعمل التوصيلات المتسلسلة على زيادة الجهد في المقام الأول.

• تعمل الاتصالات المتوازية بشكل أساسي على زيادة السعة والقدرة الحالية.

للقراء الذين يحتاجون إلى مقدمة أوسع للكيمياء والبناء، يشرح الدليل ما هي بطارية ليثيوم بوليمر توفر خلفية إضافية.

عدد خلايا ليبو ومخطط الجهد

تنطبق القيم التالية على خلايا LiPo التقليدية ذات الجهد الاسمي 3.7 فولت والحد الأقصى لجهد الشحن 4.2 فولت لكل خلية.

هذه هي القيم المرجعية لكيمياء LiPo القياسية 4.2 فولت. يتغير الجهد الفعلي بشكل مستمر مع شحن البطارية وتفريغها، وبالتالي فإن جهد الحزمة المُقاس لن يساوي دائمًا الجهد الاسمي الموضح على الملصق.

الجهد الاسمي هو مرجع قياسي يستخدم لوصف فئة الجهد العام للبطارية. إنه ليس جهد حزمة مشحونة بالكامل.

كيفية حساب جهد بطارية ليبو من عدد الخلايا

هناك حسابان مفيدان بشكل خاص عند تفسير مواصفات بطارية LiPo.

حساب الجهد الاسمي

للخلايا التقليدية 3.7 فولت:

جهد الحزمة الاسمي = عدد الخلايا × 3.7 فولت

أمثلة:

• 1S: 1 × 3.7 فولت = 3.7 فولت

• 2S: 2 × 3.7 فولت = 7.4 فولت

• 3S: 3 × 3.7 فولت = 11.1 فولت

• 4S: 4 × 3.7 فولت = 14.8 فولت

• 6S: 6 × 3.7 فولت = 22.2 فولت

حساب جهد الشحن الكامل

بالنسبة للخلايا التقليدية المشحونة بجهد 4.2 فولت لكل منها:

جهد حزمة الشحن الكامل = عدد الخلايا × 4.2 فولت

أمثلة:

• 1S: 1 × 4.2 فولت = 4.2 فولت

• 2S: 2 × 4.2 فولت = 8.4 فولت

• 3S: 3 × 4.2 فولت = 12.6 فولت

• 4S: 4 × 4.2 فولت = 16.8 فولت

• 6S: 6 × 4.2 فولت = 25.2 فولت

يعد جهد الشحن الكامل مهمًا بشكل خاص للتوافق. على سبيل المثال، لا يمكن افتراض أن الجهاز الموصوف بأنه '12 فولت' يدعم بطارية 3S LiPo. يجب أن يتحمل الجهاز ما يقرب من 12.6 فولت عند الشحن الكامل ويستمر في العمل عبر نطاق التفريغ المقصود للحزمة.

يجب أيضًا تصميم نظام الشحن وفقًا للكيمياء الدقيقة وعدد الخلايا المتسلسلة.

ما هي بطارية ليبو 1S؟

تحتوي بطارية 1S LiPo على خلية ليثيوم بوليمر واحدة. يتم تصنيف بطارية 1S التقليدية عادةً على النحو التالي:

• 3.7 فولت اسمي

• 4.2 فولت مشحونة بالكامل

نظرًا لأنه لا يحتوي على مجموعة خلايا متسلسلة، فهو أبسط تكوين LiPo. وقد يتضمن أيضًا دائرة حماية ومستشعر درجة الحرارة وموصلًا وأسلاكًا إضافية.

تُستخدم بطاريات الليثيوم بوليمر أحادية الخلية على نطاق واسع في المنتجات التي تحتاج إلى مصدر طاقة مدمج وخفيف الوزن، بما في ذلك:

• أجهزة استشعار لاسلكية

• الأجهزة القابلة للارتداء

• ملحقات البلوتوث

• أجهزة تعقب GPS

• الأجهزة الطبية المحمولة

• كاميرات صغيرة

• الالكترونيات الاستهلاكية المدمجة

• أجهزة إنترنت الأشياء الصغيرة

قد يستخدم الجهاز جهد الخلية مباشرة أو يحوله إلى جهد آخر من خلال دائرة تعزيز أو باك أو باك-بوست.

زيرن يوضح نطاق بطارية LiPo بقدرة 3.7 فولت العديد من خيارات سعة الخلية الواحدة وحجمها. ومع ذلك، فإن الجهد وحده لا يؤكد التوافق؛ يجب أيضًا التحقق من الأبعاد والطلب الحالي والحماية والموصل والقطبية وظروف الشحن.

ما هي بطارية ليبو 2S؟

تحتوي بطارية 2S LiPo على خليتين متصلتين على التوالي.

بالنسبة للخلايا التقليدية 3.7 فولت، يتم تصنيف حزمة 2S على النحو التالي:

• 7.4 فولت اسمي

• 8.4 فولت مشحونة بالكامل

إذا كانت سعة كل خلية 2000 مللي أمبير، فإن حزمة 2S1P البسيطة يتم تصنيفها عادةً بـ 7.4 فولت و2000 مللي أمبير.

يجب أن تظل الخليتان ضمن نطاق الجهد المحدد أثناء الشحن والتفريغ. لذلك، تستخدم الحزمة متعددة الخلايا عادة اتصال توازن، أو دائرة حماية، أو نظام إدارة المباني (BMS) المصمم لخليتين متتاليتين.

يمكن للحزم المكونة من خليتين أن تدعم الأجهزة التي تحتاج إلى جهد أعلى مما يمكن أن توفره خلية واحدة، مثل بعض:

• الأدوات المحمولة

• معدات المراقبة

• منتجات الإضاءة

• الأجهزة الروبوتية الصغيرة

• معدات الاتصالات

• المنتجات التي تعمل بمحركات

• الالكترونيات الصناعية المدمجة

أ قد تكون حزمة بطارية LiPo 7.4V هي فئة الجهد الصحيحة عندما يتم تصميم الجهاز حول نظام 2S التقليدي. يجب أن يستمر نطاق إدخال الجهاز والشاحن في دعم منطقة التشغيل الكاملة 6-8.4 فولت المحددة للحزمة والتطبيق المعين.

ما هي بطارية ليبو 3S؟

تحتوي بطارية 3S LiPo على ثلاث خلايا متصلة على التوالي.

بالنسبة للخلايا التقليدية، قيم الجهد الرئيسية هي:

• 11.1 فولت اسمي

• 12.6 فولت مشحونة بالكامل

غالبًا ما تُستخدم العبوات ثلاثية الخلايا عندما تتطلب المعدات منصة ذات جهد أعلى أو عندما يهدف التصميم إلى توفير كمية معينة من الطاقة بتيار أقل من الحزمة ذات الجهد المنخفض.

تشمل التطبيقات المحتملة ما يلي:

• الطائرات بدون طيار والأنظمة غير المأهولة

• معدات التصوير المحمولة

• الروبوتات

• محطات العمل المتنقلة

• وحدات التحكم في المحركات

• معدات الاختبار والقياس

• الأجهزة المحمولة الصناعية

لا تشير علامة 3S إلى مقدار التيار الذي يمكن للبطارية توفيره. قد يكون لبطاريتين 3S سعة مختلفة جدًا، وتصنيف C، ومقاومة داخلية، وحدود حماية، وتراجع الجهد تحت الحمل.

زيرن تعد حزم بطاريات الليثيوم بوليمر 11.1 فولت أمثلة على تكوينات الجهد الكهربي 3S التقليدية. لا يزال النموذج المناسب يعتمد على ملف التعريف الحالي للجهاز ووقت التشغيل المطلوب والمساحة المتوفرة والموصل ومتطلبات الحماية.

ما هي بطارية ليبو 4S؟

تستخدم بطارية 4S LiPo أربع خلايا متصلة على التوالي.

تصنيفات الجهد التقليدية هي:

• 14.8 فولت اسمي

• 16.8 فولت مشحونة بالكامل

بالمقارنة مع حزمة 3S، توفر حزمة 4S جهدًا أعلى عبر نطاق التشغيل الخاص بها. في النظام المصمم بشكل صحيح، قد يقلل الجهد العالي من التيار اللازم لتوصيل نفس الطاقة الكهربائية:

التيار = الطاقة ÷ الجهد

ومع ذلك، فإن التغيير من 3S إلى 4S ليس ترقية بسيطة للأداء. يؤثر الجهد العالي على:

• سرعة المحرك وتشغيل وحدة التحكم

• محولات DC-DC

• شحن الجهد

• إعدادات الحماية

• تقييمات الجهد للمكثفات والمكونات

• توليد الحرارة

• سلوك قطع الجهاز

تشمل التطبيقات المحتملة لحزم 4S بعض الطائرات بدون طيار، والمعدات الروبوتية، وأنظمة الإضاءة المحمولة، وأجهزة التصوير، والأدوات الصناعية.

يجب أن يتم تصميم الجهاز أو التحقق من صحته خصيصًا لنطاق التشغيل 4S قبل استخدام حزمة بطارية ليبو 14.8 فولت . التوافق مع 3S لا يعني التوافق مع 4S.

ما هي بطارية ليبو 6S؟

تحتوي بطارية 6S LiPo على ست خلايا متصلة على التوالي.

بالنسبة لكيمياء LiPo القياسية، يتم تصنيفها على النحو التالي:

• 22.2 فولت اسمي

• 25.2 فولت مشحونة بالكامل

يوفر تكوين 6S ضعف الجهد الاسمي لبطارية 3S. يمكن اختياره للأنظمة ذات متطلبات الطاقة العالية نسبيًا، بشرط أن يكون كل جزء من الجهاز مصممًا للجهد المتزايد.

تشمل التطبيقات المحتملة ما يلي:

• طائرات بدون طيار احترافية أكبر

• منصات روبوتية ذات طاقة أعلى

• الأنظمة الصناعية المحمولة

• معدات التفتيش

• أنظمة الإضاءة المتنقلة

• الأجهزة المتخصصة التي تعمل بمحركات

لا يعني ارتفاع عدد الخلايا بطبيعته أن البطارية تتمتع بوقت تشغيل أطول. يعتمد وقت التشغيل على طاقة الحزمة واستهلاك طاقة الجهاز.

يمكن تقدير طاقة البطارية على النحو التالي:

الطاقة (Wh) = الجهد الاسمي (V) × السعة (Ah)

على سبيل المثال:

• 3S 2000 مللي أمبير: 11.1 فولت × 2 أمبير = 22.2 واط ساعي

• 6S 1000 مللي أمبير: 22.2 فولت × 1 أمبير = 22.2 واط ساعي

تتمتع هاتان الحزمتان بنفس الطاقة الاسمية تقريبًا على الرغم من اختلاف عدد الخلايا والجهد وتصنيفات mAh. وهي غير قابلة للتبديل لأن نطاقات الجهد الخاصة بها مختلفة.

تقليدية يجب استخدام حزمة بطارية 22.2 فولت فقط مع جهاز وشاحن ونظام حماية وموصل وأسلاك مصممة لتكوين 6S.

هل ارتفاع عدد خلايا LiPo يعني المزيد من السعة؟

لا، فزيادة عدد الخلايا المتصلة على التوالي يؤدي إلى زيادة جهد الحزمة، لكنه لا يزيد بشكل مباشر من سعة الأمبير في الساعة.

خذ بعين الاعتبار ثلاث خلايا متطابقة بقدرة 3.7 فولت و2000 مللي أمبير في الساعة:

يبقى تصنيف mAh 2000 mAh لأن الخلايا متصلة في سلسلة. ومع ذلك، فإن الطاقة الإجمالية تزيد بسبب زيادة جهد العبوة.

ولهذا السبب لا ينبغي تقييم سعة البطارية من خلال ماه فقط. توفر ساعات الوات مقارنة أكثر فائدة عندما يكون للبطاريات جهود مختلفة.

حتى لو كانت حزمتا البطاريات تخزنان نفس العدد من الواط/ساعة، فإن نطاقات الجهد المختلفة لهما قد تجعلهما مناسبتين لأجهزة مختلفة تمامًا.

ماذا تعني 2S1P و2S2P و3S2P؟

قد تشتمل تكوينات بطارية LiPo على تصنيف S وتصنيف P.

• S يعني الخلايا أو مجموعات الخلايا المتصلة في سلسلة.

• P تعني الخلايا المتصلة بالتوازي داخل كل مجموعة متسلسلة.

يحدد الرقم الأول عدد مجموعات الخلايا المتصلة في السلسلة. يحدد الرقم الثاني عدد الخلايا المتصلة بالتوازي في كل مجموعة.

افترض أن كل خلية تم تصنيفها عند 3.7 فولت و2000 مللي أمبير:

بالنسبة لحزمة 2S2P:

1. يتم توصيل خليتين على التوازي لتكوين مجموعة واحدة بقدرة 3.7 فولت، 4000 مللي أمبير في الساعة.

2. ترتبط اثنتان من هذه المجموعات في سلسلة.

3. تم تصنيف الحزمة النهائية بـ 7.4 فولت و 4000 مللي أمبير في الساعة.

عدد الخلايا الفيزيائية هو :

إجمالي عدد الخلايا = قيمة S × قيمة P

لذلك:

• يحتوي 2S2P على أربع خلايا.

• 3S2P يحتوي على ست خلايا.

• يحتوي 4S3P على اثنتي عشرة خلية.

يمكن أن تزيد التوصيلات المتوازية من السعة وربما تزيد من القدرة الحالية، ولكن فقط عندما تدعم الخلايا والوصلات البينية والأسلاك ونظام الحماية والتصميم الحراري الحمل المطلوب.

عدد خلايا LiPo مقابل العدد الفعلي للحقائب

في حزمة 3S1P البسيطة، قد تظهر خلايا السلسلة الثلاث كثلاثة أكياس منفصلة. ومع ذلك، فإن المظهر الخارجي ليس دائمًا وسيلة موثوقة لتحديد عدد الخلايا.

قد تحتوي الحزمة على:

• خلايا متعددة مرتبة جنبًا إلى جنب

• الخلايا مكدسة فوق بعضها البعض

• تشكل الخلايا المتوازية مجموعة جهد واحدة

• العلبة التي تخفي البناء الداخلي

• مجموعة مطوية أو ذات شكل خاص

• PCM أو BMS يشغلان جزءًا من الحزمة المرئية

يمكن أن تكون الحزمة المكونة من أربع أكياس 4S1P أو 2S2P أو أي تكوين آخر اعتمادًا على اتصالاتها الداخلية.

لا تفتح حزمة بطارية محكمة الغلق لحساب الخلايا أو تتبع علامات التبويب الداخلية. يمكن أن تتلف خلايا الحقيبة عن طريق الثقب أو الانحناء أو الضغط أو ماس كهربائي عرضي. يجب تأكيد التكوين الصحيح من الملصق أو ورقة المواصفات أو رسم العبوة أو معلومات الشاحن أو الشركة المصنعة.

كيف يمكنك تحديد عدد خلايا بطارية LiPo؟

استخدم عدة مصادر للمعلومات بدلاً من الاعتماد على ملاحظة واحدة.

1. اقرأ ملصق البطارية

قد تشير التسمية إلى:

• 1S، 2S، 3S، 4S، أو 6S

• التكوين المشترك مثل 3S2P

• الجهد الاسمي

• القدرة المقدرة

• الحد الأقصى لجهد الشحن

• رقم الموديل

عادةً ما يشير الملصق الذي يظهر 11.1 فولت إلى بطارية 3S تقليدية، بينما يشير 14.8 فولت عادةً إلى 4S. ومع ذلك، يجب التحقق من هذه العلاقة مقابل الكيمياء المحددة.

2. تحقق من مواصفات المنتج

يجب أن توضح المواصفات عدد خلايا السلسلة، والجهد الاسمي، وحد الشحن، وحد التفريغ، والسعة، وتكوين الحماية.

يعد هذا أكثر موثوقية من تحديد البطارية من مظهر الموصل أو سمك العبوة.

3. تحقق من وثائق الشاحن أو الجهاز

قد يحدد الشاحن الأصلي الكيمياء المدعومة وعدد الخلايا. على سبيل المثال، قد يتم تصميم الشاحن ذو خرج 12.6 فولت لحزمة أيونات الليثيوم 3S التقليدية، لكن جهد الخرج وحده لا يؤكد طريقة الشحن الكاملة أو التوافق.

لا تقم باختيار بطارية بديلة لمجرد أن جهدها الاسمي يشبه ملصق الشاحن.

4. قم بقياس جهد الحزمة فقط كدليل داعم

يمكن أن يوفر المقياس المتعدد دليلاً مفيدًا، لكن حالة الشحن الجزئي قد تجعل تكوينات الجهد المجاورة صعبة التمييز دون معلومات أخرى.

على سبيل المثال، الجهد المقاس 7.4 فولت يمكن أن يمثل:

• حزمة LiPo تقليدية 2S بالقرب من جهدها الاسمي

• حزمة مفرغة جزئيًا بمواصفات جهد مختلفة

• كيمياء الليثيوم أو تصميم الخلية آخر

• قياس غير دقيق أو غير مستقر

يجب أن يدعم قياس الجهد مواصفات البطارية، وليس استبدالها.

5. افحص موصل التوازن

غالبًا ما يوفر سلك التوازن التقليدي إمكانية الوصول إلى نهاية كل مجموعة خلايا متسلسلة. قد يحتوي موصل التوازن النموذجي متعدد الخلايا على سلك واحد أكثر من عدد مجموعات السلسلة:

• 2S: عادة ثلاثة أسلاك التوازن

• 3S: عادة أربعة أسلاك التوازن

• 4S: عادة خمسة أسلاك التوازن

• 6S: عادة سبعة أسلاك توازن

وهذا ترتيب مشترك وليس قاعدة تعريف عالمية. تستخدم بعض حزم البطاريات المحمية أو الذكية موصلات مختلفة، أو موازنة داخلية، أو موصلات خاصة، أو واجهات اتصال.

لا تقم بفحص دبابيس الموصل غير المعروفة أو تفترض القطبية من موضع السلك وحده.

لماذا يهم عدد الخلايا لتوافق الأجهزة

يحدد عدد الخلايا نطاق الجهد الذي سيستقبله الجهاز. قد يؤدي استخدام تصنيف S الخاطئ إلى حدوث ضرر فوري أو تشغيل غير موثوق.

إذا كان عدد الخلايا مرتفعًا جدًا

قد تؤدي البطارية التي تحتوي على عدد كبير جدًا من الخلايا المتسلسلة إلى تعريض الجهاز للجهد الزائد. تشمل العواقب المحتملة ما يلي:

• تلف محولات الطاقة أو لوحات التحكم

• السرعة الزائدة للمحرك

• المكونات المحمومة

• فشل المكثفات أو أجهزة أشباه الموصلات

• الإفراط في استهلاك الطاقة

• فشل دائم في الجهاز

يصل جهد بطارية 4S إلى 16.8 فولت تقريبًا عند شحنها بالكامل. لا ينبغي توصيله بمعدات مصممة فقط لجهد 3S بحد أقصى يبلغ حوالي 12.6 فولت.

إذا كان عدد الخلايا منخفضًا جدًا

قد تتسبب البطارية التي تحتوي على عدد قليل جدًا من الخلايا المتسلسلة في حدوث ما يلي:

• الفشل في البدء

• انخفاض سرعة المحرك أو عزم الدوران

• إضاءة خافتة

• عملية تحكم غير مستقرة

• الاغلاق المبكر للجهد المنخفض

• زيادة الطلب الحالي على نفس القوة

• ضعف الأداء قرب نهاية التفريغ

البطارية ذات الجهد المنخفض ليست أكثر أمانًا تلقائيًا للجهاز. قد يؤدي انخفاض الجهد الكهربي إلى عدم الاستقرار أو زيادة التيار في بعض الأنظمة أو الفشل في تلبية متطلبات تشغيل المنتج.

إذا كان عدد الخلايا متطابقًا ولكن المواصفات الأخرى غير متطابقة

لا يزال من الممكن أن تختلف البطاريتان اللتان تحملان نفس التصنيف S في:

• سعة

• الحد الأقصى للتيار المستمر

• الذروة الحالية

• المقاومة الداخلية

• حدود الحماية

• أبعاد

• وزن

• موصل

• قطبية

• مقياس الأسلاك

• مستشعر درجة الحرارة

• معدل الشحن

• الكيمياء والحد من الشحن

وبالتالي فإن عدد الخلايا هو أول فحص للتوافق، وليس عملية الاختيار بأكملها.

عدد خلايا LiPo وتوافق الشاحن

يجب أن يتطابق شاحن LiPo مع كيمياء البطارية وعدد الخلايا المتسلسلة.

بالنسبة لخلايا LiPo التقليدية، يجب أن يتوافق الحد الأقصى لجهد حزمة الشاحن مع 4.2 فولت مضروبًا في عدد الخلايا:

لا يمكن للشاحن المصمم لعدد أقل من الخلايا أن يشحن حزمة من السلسلة الأعلى بشكل كامل. يمكن للشاحن الذي يطبق جهدًا عاليًا لعدد الخلايا الأعلى على حزمة من السلسلة الأقل أن يفرط في شحن الخلايا ويخلق خطرًا جسيمًا على السلامة.

بالنسبة للبطاريات متعددة الخلايا، قد يحتاج نظام الشحن أيضًا إلى مراقبة وموازنة مجموعات السلسلة الفردية. يمكن أن يبدو جهد الحزمة مقبولاً حتى عندما تكون إحدى الخلايا أعلى أو أقل من الخلايا الأخرى.

قبل الشحن، تأكد مما يلي:

• كيمياء البطارية

• تصنيف S

• الحد الأقصى لجهد الشحن لكل خلية

• إجمالي الجهد الأقصى للحزمة

• الموصى بها تهمة الحالية

• موصل التوازن أو متطلبات BMS

• نوع الموصل والقطبية

• حدود درجة الحرارة

لا تخمن أبدًا عدد الخلايا، أو تتجاوز التوازن أو اتصال الحماية، أو تستخدم إعدادًا آخر لكيمياء البطارية لفرض الشحن.

عدد خلايا LiPo التقليدية مقابل LiHV

يظل معنى S كما هو بالنسبة لبطاريات LiHV: فهو لا يزال يشير إلى عدد الخلايا المتصلة في السلسلة. ومع ذلك، قد يكون الجهد لكل خلية مختلفة.

تستخدم خلية LiPo التقليدية بشكل شائع:

• 3.7 فولت اسمي

• أقصى جهد للشحن 4.2 فولت

قد تستخدم خلية LiHV تصنيفًا اسميًا يبلغ حوالي 3.8-3.87 فولت وحد شحن مثل 4.35 فولت أو 4.4 فولت، اعتمادًا على مواصفاتها.

ونتيجة لذلك، قد تحتوي حزمة 3S LiHV على جهد اسمي وكامل الشحن مختلف عن حزمة 3S LiPo التقليدية.

نفس عدد الخلايا لا يجعل بطاريات LiPo و LiHV التقليدية متوافقة مع الشحن. إن تطبيق حد شحن LiHV على بطارية LiPo التقليدية قد يؤدي إلى زيادة شحنها، في حين أن شحن حزمة LiHV فقط إلى الحد التقليدي قد يترك جزءًا من سعتها المصممة غير مستخدمة.

استخدم دائمًا قيم الجهد الدقيقة في مواصفات البطارية بدلاً من حساب كل حزمة بوليمر ليثيوم من 3.7 فولت و4.2 فولت بشكل افتراضي.

كيفية اختيار عدد خلايا ليبو الصحيح

يجب اختيار عدد الخلايا من التصميم الكهربائي للجهاز، وليس من الافتراض بأن الرقم S الأعلى يوفر أداءً أفضل.

1. قم بتأكيد نطاق جهد إدخال الجهاز

حدد الحد الأدنى والحد الأقصى للجهد الذي يمكن للجهاز قبوله بأمان عند أطراف البطارية.

يجب أن تكون القيمة القصوى على الأقل مساوية لجهد الشحن الكامل للبطارية. يجب أن يتوافق الحد الأدنى لقيمة التشغيل أيضًا مع البطارية ودائرة الحماية واستراتيجية قطع الجهاز.

2. تحقق من نظام الشحن

تحديد ما إذا كان الشاحن أو IC الشحن مصممًا من أجل:

• كيمياء الليثيوم المقصودة

• العدد المطلوب من خلايا السلسلة

• الحد الأقصى الصحيح للجهد

• تيار شحن العبوة

• موازنة الخلايا عند الاقتضاء

• مراقبة درجة الحرارة

يتطلب تغيير عدد الخلايا عادةً إجراء تغييرات على نظام الشحن.

3. قياس الحمل الفعلي

سجل متوسط ​​التيار، والحد الأقصى للتيار المستمر، والذروة الحالية. قد تسمح حزمة الجهد العالي بتيار أقل لنفس الطاقة في نظام مصمم بشكل صحيح، ولكن العلاقة تعتمد على الحمل وإلكترونيات الطاقة.

4. تحديد الطاقة المطلوبة

يحدد عدد الخلايا الجهد، بينما يساعد وقت التشغيل المطلوب في تحديد السعة.

استخدم واط-ساعة عند مقارنة الحزم المرشحة ذات الفولتية المختلفة:

طاقة البطارية (وات) = الجهد الاسمي × السعة (آه)

لا تقم بتحديد عدد الخلايا من mAh وحده.

5. التحقق من حجم العبوة ووزنها

تتطلب المزيد من الخلايا المتسلسلة بشكل عام مساحة فعلية أكبر وتضيف وزنًا ما لم يتم استخدام خلايا ذات سعة أصغر أو ترتيب حزمة مختلف.

يجب أن تشمل الأبعاد النهائية الخلايا وإلكترونيات الحماية والعزل والأسلاك والموصل والتخليص الميكانيكي اللازم.

6. التحقق من صحة النظام الكامل

اختبر البطارية في الجهاز الفعلي عبر:

• جهد الشحن الكامل

• عملية عادية

• الحد الأقصى للحمل المستمر

• أحداث ذروة الحمل

• حالة الشحن منخفضة

• نطاق درجة الحرارة المتوقعة

• شروط الشحن

• عملية الحماية

يجب التعامل مع التغيير من 2S إلى 3S أو من 3S إلى 4S كقرار هندسي على مستوى النظام.

الأخطاء الشائعة في عدد خلايا LiPo

خاتمة

يصف عدد خلايا بطارية LiPo عدد الخلايا المتصلة في السلسلة. بالنسبة لخلايا بوليمر الليثيوم التقليدية 3.7 فولت، فإن 1S يتوافق مع 3.7 فولت اسمي، و2S إلى 7.4 فولت، و3S إلى 11.1 فولت، و4S إلى 14.8 فولت، و6S إلى 22.2 فولت.

يصل عدد الخلايا نفسها إلى حوالي 4.2 فولت، و8.4 فولت، و12.6 فولت، و16.8 فولت، و25.2 فولت عند الشحن الكامل. يجب أن تظل هذه الفولتية القصوى - وليس فقط التصنيفات الاسمية - ضمن حدود الجهاز والشاحن.

لا يحدد تصنيف S سعة البطارية أو وقت التشغيل أو تيار التفريغ أو الحجم الفعلي. توفر التسميات مثل 3S2P مزيدًا من المعلومات من خلال تحديد كل من الترتيب التسلسلي والمتوازي، ولكن لا يزال يتعين مراجعة المواصفات الكاملة للبطارية.

عند اختيار حزمة LiPo أو استبدالها، تأكد من الكيمياء وعدد الخلايا ونطاق جهد التشغيل الكامل والسعة والقدرة الحالية والأبعاد والموصل والقطبية والحماية ومتطلبات التوازن وطريقة الشحن. يعد رقم S المطابق أمرًا ضروريًا، ولكنه جزء واحد فقط من توافق البطارية.

الأسئلة المتداولة

ماذا يعني 2S على بطارية LiPo؟

تحتوي بطارية 2S LiPo على خليتين متصلتين على التوالي. إذا كانت تستخدم خلايا تقليدية بقوة 3.7 فولت، فسيتم تصنيف الحزمة عند 7.4 فولت اسميًا وتصل إلى 8.4 فولت تقريبًا عند شحنها بالكامل.

لا يشير تعيين 2S إلى السعة. يمكن أن تكون بطارية 2S بسعة 500 مللي أمبير، أو 2000 مللي أمبير، أو 5000 مللي أمبير، أو سعة أخرى.

ماذا يعني 3S على بطارية LiPo؟

تحتوي بطارية 3S LiPo على ثلاث خلايا أو مجموعات خلايا متصلة على التوالي. عادةً ما يتم تصنيف حزمة 3S التقليدية بـ 11.1 فولت اسميًا و12.6 فولت عند الشحن الكامل.

ما الفرق بين بطارية LiPo 3S و4S؟

يتم تصنيف بطارية 3S التقليدية بـ 11.1 فولت اسميًا و12.6 فولت مشحونة بالكامل. يتم تصنيف بطارية 4S التقليدية بـ 14.8 فولت اسميًا و16.8 فولت مشحونة بالكامل.

تعمل حزمة 4S بجهد أعلى بكثير. ولا ينبغي أن تحل محل حزمة 3S إلا إذا تم تصميم الجهاز ووحدة التحكم والشاحن ونظام الحماية والمكونات الأخرى لتشغيل 4S.

كم عدد الخلايا الموجودة في بطارية 6S LiPo؟

تحتوي بطارية 6S1P على ست خلايا. تحتوي بطارية 6S2P على اثنتي عشرة خلية لأنها تحتوي على ست مجموعات متسلسلة مع خليتين متصلتين بالتوازي في كل مجموعة.

تحدد قيمة S عدد مجموعات السلسلة، بينما تحدد قيمة P عدد الخلايا المتوازية لكل مجموعة.

هل تدوم بطارية S LiPo الأعلى لفترة أطول؟

ليس بالضرورة. ويعني التصنيف S الأعلى جهدًا أعلى، وليس وقت تشغيل أطول تلقائيًا.

يعتمد وقت التشغيل على إجمالي واط ساعة البطارية، واستهلاك طاقة الجهاز، وكفاءة التحويل، وظروف التفريغ، ودرجة الحرارة، وجهد القطع.

هل يمكنني استخدام 4S LiPo بدلاً من 3S؟

فقط إذا كان الجهاز بأكمله مصممًا لنطاق الجهد 4S. يصل جهد بطارية 4S التقليدية إلى 16.8 فولت عند شحنها بالكامل، مقارنة بـ 12.6 فولت لحزمة 3S.

قد يؤدي استخدام بطارية 4S في المعدات المصممة خصيصًا لـ 3S إلى تلف وحدة التحكم في المحرك أو إلكترونيات الطاقة أو المكثفات أو المكونات الأخرى.

هل يمكنني شحن 2S LiPo بشاحن 3S؟

لا، يمكن أن يصل جهد الشحن التقليدي 3S إلى 12.6 فولت، بينما تم تصميم حزمة 2S التقليدية بحد أقصى يبلغ 8.4 فولت تقريبًا.

يجب أن يتطابق الشاحن مع كيمياء البطارية وعدد الخلايا والحد الأقصى لجهد الشحن وتيار الشحن والموصل ومتطلبات التوازن.

كيف يمكنني معرفة ما إذا كانت بطارية LiPo هي 2S أو 3S؟

تحقق من ملصق البطارية ومواصفاتها أولاً. عادةً ما يتم تمييز بطارية 2S التقليدية بـ 7.4 فولت، بينما يتم وضع علامة عادةً على بطارية 3S بـ 11.1 فولت.

قد يوفر عدد أسلاك التوازن والجهد المقاس أدلة داعمة، ولكن لا ينبغي أن يحل أي منهما محل مواصفات الشركة المصنعة. لا تفتح العبوة أو تفحص دبابيس الموصل غير المعروفة لتحديد تكوينها الداخلي.

هل بطارية 2S2P هي نفس بطارية 4S؟

لا. تحتوي بطارية 2S2P على مجموعتين متسلسلتين وخليتين متوازيتين في كل مجموعة. باستخدام الخلايا التقليدية 3.7 فولت، تظل حزمة اسمية 7.4 فولت.

تحتوي بطارية 4S1P على أربع خلايا متصلة على التوالي ويتم تصنيفها عند 14.8 فولت. حتى لو كانت كلتا الحزمتين تحتويان على أربع خلايا مادية، فإن جهودهما واتصالاتهما الداخلية مختلفة.