حزم البطاريات 7.4 فولت مقابل 11.1 فولت مقابل 14.8 فولت

تُعد حزم البطاريات 7.4 فولت و11.1 فولت و14.8 فولت منصات جهد شائعة لأنظمة بطاريات الليثيوم أيون والليثيوم بوليمر القابلة لإعادة الشحن.

غالبا ما تستخدم في:

• المعدات الإلكترونية المحمولة

• الأجهزة المحمولة الصناعية

• المعدات الطبية

• الروبوتات

• معدات RC

• أنظمة الطائرات بدون طيار

• أدوات كهربائية

• منتجات المراقبة

• أنظمة الطاقة المدمجة

تتوافق قيم الجهد هذه عادةً مع أعداد مختلفة من الخلايا المتصلة على التوالي:

• 7.4 فولت = 2 ثانية

• 11.1 فولت = 3 ثانية

• 14.8 فولت = 4 ثانية

باستخدام خلايا الليثيوم القياسية ذات الجهد الاسمي 3.7 فولت تقريبًا، توفر التكوينات الثلاثة نطاقات جهد تشغيل مختلفة ومستويات طاقة ومتطلبات شحن مختلفة.

ومع ذلك، لا ينبغي أن يبدأ اختيار حزمة البطارية بالسؤال 'ما هو الجهد الكهربي الأكثر قوة؟' يعتمد الاختيار الصحيح على الجهاز المضيف ونظام الطاقة الكامل.

الإجابة السريعة: ما هو الفرق؟

الاختلافات الرئيسية هي:

• الجهد العالي مع المزيد من الخلايا في السلسلة؛

• متطلبات الشاحن المختلفة؛

• متطلبات مختلفة لنظام إدارة المباني؛

• اختلاف الطلب الحالي على نفس القوة؛

• تختلف الطاقة عندما تكون القدرة واحدة؛

• توافق مختلف مع الجهاز المضيف.

بطارية 14.8 فولت ليست أفضل تلقائيًا من بطارية 7.4 فولت. يكون ذلك مناسبًا فقط عندما يكون الجهاز ونظام الطاقة مصممين لنطاق الجهد هذا.

1. لماذا تتوافق 7.4 فولت و11.1 فولت و14.8 فولت مع 2S و3S و4S

تمثل القيمة 'S' عدد الخلايا أو مجموعات الخلايا المتصلة في سلسلة.

للخلايا الاسمية القياسية 3.7 فولت:

جهد الحزمة = الجهد الاسمي للخلية × عدد السلسلة

لذلك:

• 3.7 فولت × 2 = 7.4 فولت؛

• 3.7 فولت × 3 = 11.1 فولت؛

• 3.7 فولت × 4 = 14.8 فولت.

يعتمد جهد الشحن الكامل المقابل عادةً على 4.2 فولت تقريبًا لكل خلية:

• 4.2 فولت × 2 = 8.4 فولت؛

• 4.2 فولت × 3 = 12.6 فولت؛

• 4.2 فولت × 4 = 16.8 فولت.

هذه هي القيم المرجعية الشائعة لخلايا LiPo وخلايا الليثيوم أيون القياسية القابلة لإعادة الشحن. يجب أن تتبع مواصفات البطارية الفعلية دائمًا نموذج الخلية المحدد وورقة بيانات الشركة المصنعة.

للحصول على شرح كامل لتكوينات 1S و2S و3S و4S، راجع شرح حزم بطاريات LiPo 1S و2S و3S و4S.

2. حزم البطاريات 7.4 فولت

عادةً ما تكون حزمة بطارية 7.4 فولت عبارة عن تكوين 2S.

الخصائص الكهربائية الأساسية

تحتوي الحزمة القياسية 7.4 فولت بشكل عام على:

• الجهد الاسمي: 7.4 فولت.

• جهد الشحن الكامل: 8.4 فولت؛

• مجموعتين من الخلايا في سلسلة؛

• السعة تحددها الخلية الفردية أو التكوين الموازي.

مثال: حزمة 7.4 فولت، 2000 مللي أمبير في الساعة

توفر حزمة 2S1P التي تستخدم خليتين بقدرة 1000 مللي أمبير في الساعة ما يلي تقريبًا:

• الجهد الاسمي: 7.4 فولت.

• السعة: 1000 مللي أمبير؛

• الطاقة الاسمية: 7.4 واط ساعة.

توفر حزمة 2S2P التي تستخدم أربع خلايا بقوة 1000 مللي أمبير في الساعة ما يلي تقريبًا:

• الجهد الاسمي: 7.4 فولت؛

• السعة: 2000 مللي أمبير؛

• الطاقة الاسمية: 14.8 واط ساعة.

يبقى الجهد في منصة 7.4 فولت، بينما يغير العد المتوازي السعة والقدرة الحالية.

متى تكون حزمة 7.4 فولت مناسبة؟

قد تكون حزمة 7.4 فولت مناسبة عندما:

• تم تصميم الجهاز لنطاق جهد 2S؛

• يستخدم المنتج نظام طاقة متوسط ​​الجهد.

• ترتيب سلسلة مدمج مكون من خليتين يناسب الجهاز؛

• يمكن تسليم الطاقة المطلوبة بالتيار المتاح؛

• يدعم الشاحن وBMS عملية 2S.

زيرن توفر صفحة حزمة بطارية الليثيوم 7.4 فولت أمثلة على حزم البطاريات ذات السعات والأبعاد المادية المختلفة.

3. حزم البطاريات 11.1 فولت

عادةً ما تكون حزمة بطارية 11.1 فولت عبارة عن تكوين 3S.

الخصائص الكهربائية الأساسية

تحتوي الحزمة القياسية 11.1 فولت بشكل عام على:

• الجهد الاسمي: 11.1 فولت؛

• جهد الشحن الكامل: 12.6 فولت؛

• ثلاث مجموعات من الخلايا في سلسلة؛

• السعة تحددها الخلية الفردية أو التكوين الموازي.

مثال: حزمة 11.1 فولت، 2000 مللي أمبير في الساعة

توفر حزمة 3S1P التي تستخدم ثلاث خلايا بسعة 2000 مللي أمبير في الساعة ما يلي تقريبًا:

• الجهد الاسمي: 11.1 فولت؛

• السعة: 2000 مللي أمبير؛

• الطاقة الاسمية: 22.2 واط ساعة.

توفر حزمة 3S2P التي تستخدم ست خلايا بقدرة 2000 مللي أمبير في الساعة ما يلي تقريبًا:

• الجهد الاسمي: 11.1 فولت؛

• السعة: 4000 مللي أمبير؛

• الطاقة الاسمية: 44.4 واط ساعة.

متى تكون حزمة 11.1 فولت مناسبة؟

يمكن النظر في حزمة 11.1 فولت عندما:

• يستخدم الجهاز منصة جهد 3S؛

• يتطلب نظام الطاقة جهدًا أعلى من 7.4 فولت؛

• يستفيد الجهاز من تيار أقل بنفس القوة؛

• يمكن أن تستوعب المساحة المتوفرة ثلاث مجموعات من الخلايا المتسلسلة؛

• يدعم الشاحن وBMS عملية 3S.

زيرن توفر صفحة حزمة بطارية الليثيوم 11.1 فولت أمثلة على مستوى المنتج لتكوينات حزمة بطارية 3S.

4. حزم البطاريات 14.8 فولت

عادةً ما تكون حزمة البطارية 14.8 فولت عبارة عن تكوين 4S.

الخصائص الكهربائية الأساسية

تحتوي الحزمة القياسية 14.8 فولت بشكل عام على:

• الجهد الاسمي: 14.8 فولت؛

• جهد الشحن الكامل: 16.8 فولت؛

• أربع مجموعات من الخلايا في سلسلة؛

• السعة تحددها الخلية الفردية أو التكوين الموازي.

مثال: حزمة 14.8 فولت، 2000 مللي أمبير في الساعة

توفر حزمة 4S1P التي تستخدم أربع خلايا بسعة 2000 مللي أمبير في الساعة ما يلي تقريبًا:

• الجهد الاسمي: 14.8 فولت؛

• السعة: 2000 مللي أمبير؛

• الطاقة الاسمية: 29.6 واط ساعة.

توفر حزمة 4S2P التي تستخدم ثماني خلايا بقدرة 2000 مللي أمبير في الساعة ما يلي تقريبًا:

• الجهد الاسمي: 14.8 فولت؛

• السعة: 4000 مللي أمبير؛

• الطاقة الاسمية: 59.2 واط ساعة.

متى تكون حزمة 14.8 فولت مناسبة؟

يمكن النظر في حزمة 14.8 فولت عندما:

• تم تصميم الجهاز لإدخال 4S؛

• يتطلب نظام الطاقة جهدًا أعلى؛

• يحتاج الجهاز إلى تيار أقل لمستوى طاقة محدد؛

• حجم العبوة ووزنها مقبولان؛

• يدعم الشاحن وBMS نطاق الجهد 4S.

زيرن توفر صفحة حزمة بطارية الليثيوم 14.8 فولت أمثلة على المنتجات لحزم بطاريات الليثيوم بوليمر 4S.

5. مقارنة الجهد بنفس السعة

لمقارنة منصات الجهد الثلاثة بشكل عادل، افترض أن كل حزمة لها نفس السعة البالغة 2000 مللي أمبير في الساعة، أو 2 أمبير.

تحتوي حزم الجهد العالي على طاقة اسمية أكثر عندما تكون سعة الأمبير في الساعة هي نفسها.

ومع ذلك، هذا لا يعني أنه يمكن توصيل حزمة الجهد العالي مباشرة بأي جهاز. يجب أن يدعم نطاق إدخال الجهاز والمحول والشاحن وBMS ووحدة التحكم في المحرك الجهد المحدد.

6. كيف يؤثر الجهد على التيار

لمستوى طاقة معين:

التيار = الطاقة ÷ الجهد

افترض أن الجهاز يتطلب 20 واط من الطاقة.

يمكن أن يؤدي الجهد العالي إلى تقليل التيار المطلوب لنفس الطاقة. قد يؤثر هذا على:

• حجم السلك؛

• تصنيف الموصل؛

• BMS التقييم الحالي.

• الخسائر الكهربائية.

• توليد الحرارة

• تصميم محول.

ومع ذلك، فإن فائدة التيار المنخفض لا تهم إلا إذا كانت إلكترونيات الجهاز مصممة للجهد العالي.

قد تؤدي بطارية 14.8 فولت متصلة بجهاز مصمم لـ 7.4 فولت إلى إتلاف دائرة الإدخال على الرغم من أن البطارية لها سعة مماثلة.

7. الجهد والسعة ووقت التشغيل

الجهد وحده لا يحدد وقت التشغيل.

يعتمد وقت التشغيل على:

• الجهد الاسمي.

• القدرة في اه.

• قوة الجهاز

• طاقة قابلة للاستخدام

• كفاءة المحول

• قطع BMS.

• درجة حرارة؛

• ملف التشغيل.

صيغة الطاقة الأساسية هي:

الطاقة (Wh) = الجهد (V) × السعة (Ah)

تقدير وقت التشغيل هو:

وقت التشغيل = الطاقة القابلة للاستخدام (Wh) ÷ متوسط ​​طاقة الجهاز (W)

على سبيل المثال، إذا كان الجهاز يستهلك 10 واط:

• حزمة 7.4 فولت، 2 أمبير = 14.8 وات في الساعة من الطاقة الاسمية؛

• 11.1 فولت، حزمة 2 أمبير = 22.2 وات في الساعة من الطاقة الاسمية؛

• 14.8 فولت، حزمة 2 أمبير = 29.6 وات في الساعة من الطاقة الاسمية.

تتمتع حزمة 14.8 فولت بطاقة اسمية أكبر في هذا المثال، لكن وقت التشغيل النهائي يعتمد على السعة القابلة للاستخدام وكفاءة النظام.

للحصول على حسابات وقت التشغيل التفصيلية، راجع كيفية حساب وقت التشغيل لحزمة بطارية الليثيوم.

8. متطلبات الشاحن

يجب أن يتطابق الشاحن مع جهد حزمة البطارية.

قد يؤدي استخدام الشاحن الخاطئ إلى:

• الشحن الزائد؛

• الشحن الزائد.

• الحرارة المفرطة

• قطع الحماية؛

• خلل في توازن الخلايا

• تلف البطارية

• مخاطر السلامة.

يجب أن يكون تيار الشحن متوافقًا أيضًا مع:

• مواصفات الخلية؛

• سعة العبوة؛

• خدمات إدارة المباني؛

• الظروف الحرارية

• وقت الشحن المطلوب.

يجب تقييم الشاحن مع البطارية ونظام إدارة المباني (BMS) بدلاً من اختياره بشكل منفصل.

9. متطلبات BMS لحزم 7.4 فولت و11.1 فولت و14.8 فولت

يؤثر عدد السلسلة على تصميم BMS.

حزمة 7.4 فولت

تتطلب حزمة 7.4 فولت عادةً حماية 2S وبنية موازنة عندما تحتوي على مجموعتين من الخلايا المتسلسلة.

حزمة 11.1 فولت

تتطلب حزمة 11.1 فولت عادةً نظام 3S BMS أو تصميم حماية يراقب ثلاث مجموعات من السلاسل.

حزمة 14.8 فولت

تتطلب حزمة 14.8 فولت عادةً نظام 4S BMS أو تصميم حماية يراقب أربع مجموعات متسلسلة.

قد يحتاج نظام إدارة المباني إلى توفير:

• مراقبة جهد الخلية؛

• موازنة الخلايا.

• حماية فاحش.

• حماية الإفراط في التفريغ.

• حماية التيار الزائد.

• حماية ماس كهربائى.

• مراقبة درجة الحرارة.

• وظائف الاتصال عند الاقتضاء.

يجب أن يتطابق نظام إدارة المباني (BMS) مع التكوين الفعلي للحزمة. لا ينبغي استخدام نظام 2S BMS لحزمة 3S أو 4S.

10. الاعتبارات الميكانيكية والوزن

يؤدي الانتقال من 7.4 فولت إلى 11.1 فولت أو 14.8 فولت بشكل عام إلى زيادة عدد مجموعات الخلايا المتسلسلة. يمكن أن يؤثر هذا على:

• طول العبوة؛

• عرض العبوة؛

• سمك العبوة

• ترتيب الخلايا.

• توجيه الكابل؛

• موقف نظام إدارة المباني؛

• وزن؛

• متطلبات السكن؛

• تبديد الحرارة.

ولذلك ينبغي اختيار منصة الجهد مع مساحة التثبيت المتاحة.

قد توفر حزمة 14.8 فولت المزيد من الطاقة بنفس تصنيف Ah، ولكنها قد تتطلب أيضًا المزيد من الخلايا أو حاوية أكبر أو تخطيط حزمة مختلف.

للحصول على معايير تصميم حزمة البطارية الأوسع، راجع تصميم حزمة بطارية ليثيوم أيون: الجهد الكهربي والسعة ونظام إدارة المباني ووقت التشغيل.

11. أمثلة عملية لاختيار OEM

مثال 1: جهاز مصمم لـ 7.4 فولت

افترض أن منتج OEM يتطلب:

• جهد الإدخال الاسمي: حوالي 7.4 فولت؛

• القدرة المستهدفة: 3000 مللي أمبير؛

• تيار معتدل

• حجرة البطارية المدمجة.

التكوين الأولي المناسب قد يكون:

2S2P باستخدام مجموعتين من الخلايا المتوازية بقدرة 1500 مللي أمبير في الساعة

يجب فحص الجهاز للتأكد من:

• مدخل شحن كامل 8.4 فولت؛

• 2S نظام إدارة المباني؛

• شحن 2S؛

• القدرة الحالية.

• أبعاد العبوة؛

• وقت التشغيل المطلوب.

مثال 2: جهاز مصمم لـ 11.1 فولت

افترض أن الجهاز الصناعي يتطلب:

• جهد الإدخال الاسمي: 11.1 فولت تقريبًا؛

• القدرة المستهدفة: 4000 مللي أمبير؛

• قوة مستقرة لدورة التشغيل المستمرة.

قد يكون التكوين الأولي:

3S2P باستخدام مجموعتين من الخلايا المتوازية بقدرة 2000 مللي أمبير في الساعة

يجب فحص نظام البطارية بحثًا عن:

• جهد الشحن الكامل 12.6 فولت؛

• 3S نظام إدارة المباني؛

• الشاحن المناسب؛

• موازنة الخلايا.

• الذروة الحالية.

• الحماية الحرارية والميكانيكية.

مثال 3: جهاز مصمم لـ 14.8 فولت

افترض أن الجهاز ذو الطاقة الأعلى يتطلب:

• جهد الإدخال الاسمي: حوالي 14.8 فولت؛

• القدرة المستهدفة: 4000 مللي أمبير؛

• انخفاض التيار بنفس القوة.

• حجرة بطارية أكبر متاحة.

قد يكون التكوين الأولي:

4S2P باستخدام مجموعتين من الخلايا المتوازية بقدرة 2000 مللي أمبير في الساعة

يجب أن يؤكد فريق التصميم ما يلي:

• توافق الشحن الكامل 16.8 فولت؛

• 4S نظام إدارة المباني؛

• جهد الشاحن

• عزل دائرة الإدخال.

• تصنيف الموصل والكابل؛

• وزن العبوة والتركيب.

12. ما هو الجهد الأفضل لجهاز OEM؟

لا يوجد جهد عالمي أفضل.

اختر 7.4 فولت عندما:

• تم تصميم الجهاز لإدخال 2S؛

• مطلوب منصة بطارية متوسطة الجهد.

• البناء المدمج المكون من سلسلتين مناسب ؛

• يمكن دعم الطلب على الطاقة ضمن الحد الحالي.

اختر 11.1 فولت عندما:

• تم تصميم الجهاز لإدخال 3S؛

• هناك حاجة إلى جهد أكبر مما توفره منصة 7.4 فولت؛

• التيار المنخفض مفيد.

• تدعم إلكترونيات الجهاز والشاحن تشغيل 3S.

اختر 14.8 فولت عندما:

• تم تصميم الجهاز لإدخال 4S؛

• يتطلب نظام الطاقة جهدًا أعلى؛

• التيار المنخفض مفيد للتطبيق؛

• يمكن للمنتج أن يستوعب النظام الكهربائي والميكانيكي الأكبر.

يجب أن يبدأ الاختيار الصحيح دائمًا بمواصفات الجهاز بدلاً من قائمة الفولتية المتوفرة لدى الشركة المصنعة للبطارية.

13. الأخطاء الشائعة في اختيار الجهد

الخطأ الأول: اختيار الجهد الأعلى

الجهد العالي ليس أفضل تلقائيًا. وقد يتجاوز الحد الأقصى لمعدل الإدخال للجهاز.

الخطأ 2: تجاهل جهد الشحن الكامل

قد تصل حزمة 7.4 فولت إلى 8.4 فولت تقريبًا. قد تصل حزمة 14.8 فولت إلى 16.8 فولت تقريبًا.

الخطأ 3: مقارنة الجهد الاسمي فقط

يجب أن يكون الجهاز متوافقًا مع نطاق جهد التشغيل الكامل.

الخطأ الرابع: استخدام الشاحن الخاطئ

يجب أن يتطابق الشاحن مع تكوين 2S أو 3S أو 4S.

الخطأ الخامس: تجاهل متطلبات نظام إدارة المباني

يجب أن يتطابق نظام إدارة المباني مع عدد السلسلة والطلب الحالي.

الخطأ السادس: افتراض أن نفس mAh يعني نفس وقت التشغيل

تتمتع حزمة الجهد العالي التي لها نفس تصنيف Ah بقدر أكبر من الطاقة الاسمية، لكن قوة الجهاز وكفاءة المحول لا تزال تحدد وقت التشغيل.

الخطأ السابع: نسخ التكوين من جهاز آخر

ينبغي اختيار حزمة 7.4 فولت أو 11.1 فولت أو 14.8 فولت بناءً على الجهاز المضيف المحدد، وليس فقط على منتج مماثل.

14. قائمة مراجعة مقارنة الجهد

قبل اختيار مجموعة البطارية، تأكد مما يلي:

• الجهاز الجهد الاسمي.

• الحد الأدنى من الجهد الجهاز.

• الحد الأقصى لجهد الجهاز

• تحمل جهد الشحن الكامل؛

• سعة البطارية المطلوبة؛

• تيار مستمر

• الذروة الحالية.

• وقت التشغيل المستهدف؛

• جهد الشاحن

• الشحن الحالي.

• عدد سلسلة BMS؛

• متطلبات موازنة الخلايا.

• تصنيف الموصل؛

• حجم الكابل؛

• أبعاد العبوة؛

• الوزن المحدد؛

• درجة حرارة التشغيل

• متطلبات الاختبار؛

• حجم الإنتاج المتوقع.

التعليمات

ما الفرق بين بطارية 7.4 فولت و11.1 فولت؟

عادةً ما تكون حزمة 7.4 فولت عبارة عن تكوين 2S، في حين أن حزمة 11.1 فولت تكون عادةً تكوين 3S. تتميز الحزمة 11.1 فولت بجهد اسمي وشحن كامل أعلى.

ما الفرق بين بطارية 11.1 فولت و14.8 فولت؟

عادةً ما تكون حزمة 11.1 فولت 3S، في حين أن حزمة 14.8 فولت تكون عادةً 4S. تتطلب الحزمة 14.8 فولت شاحنًا عالي الجهد ونظام BMS مصممًا لأربع مجموعات من الخلايا المتسلسلة.

هل بطارية 14.8 فولت أقوى من بطارية 7.4 فولت؟

ليس بالضرورة. يمكن لحزمة 14.8 فولت توفير المزيد من الطاقة إذا كان الجهاز مصممًا لها، لكن النتيجة الكاملة تعتمد على السعة والقدرة الحالية ومواصفات الخلية وتصميم النظام.

هل يمكنني استخدام بطارية 14.8 فولت على جهاز 7.4 فولت؟

عادةً لا يحدث ذلك إلا إذا كان الجهاز يشتمل على محول جهد مناسب ومصمم خصيصًا لقبول جهد الدخل الأعلى. يجب على الشركة المصنعة للجهاز أو مهندس البطارية تأكيد التوافق.

ما هو الشاحن الذي تحتاجه بطارية 7.4 فولت؟

تتطلب حزمة بطارية LiPo القياسية بقدرة 7.4 فولت عادةً شاحن 2S بجهد شحن كامل يبلغ حوالي 8.4 فولت.

أيهما يتمتع بوقت تشغيل أطول: 7.4 فولت، أم 11.1 فولت، أم 14.8 فولت؟

لا يمكن تحديد وقت التشغيل بالجهد وحده. يعتمد ذلك على واط/ساعة، والقدرة القابلة للاستخدام، وطاقة الجهاز، وكفاءة التحويل، وقطع BMS وظروف التشغيل.

هل مجموعات البطاريات 7.4 فولت و11.1 فولت و14.8 فولت مناسبة لمنتجات OEM؟

نعم، يمكن استخدامها لمنتجات OEM عندما يتطابق الجهد والتيار والسعة والشاحن ونظام إدارة المباني والأبعاد ومتطلبات الاختبار مع الجهاز المضيف.

خاتمة

تعتمد حزم البطاريات 7.4 فولت و11.1 فولت و14.8 فولت عادةً على ما يلي:

• 7.4 فولت = 2 ثانية؛

• 11.1 فولت = 3 ثانية؛

• 14.8 فولت = 4 ثانية.

الفولتية المشتركة كاملة الشحن هي:

• حزمة 7.4 فولت = 8.4 فولت ؛

• حزمة 11.1 فولت = 12.6 فولت ؛

• حزمة 14.8 فولت = 16.8 فولت.

تعتمد حزمة البطارية الصحيحة على نطاق جهد جهاز OEM والطلب على الطاقة والسعة ووقت التشغيل والشاحن ونظام إدارة المباني والموصل والأبعاد وبيئة التشغيل.

حزمة البطارية 14.8 فولت ليست أفضل تلقائيًا من حزمة 7.4 فولت أو 11.1 فولت. الجهد الصحيح هو الذي يتوافق مع نظام طاقة المنتج بالكامل.

إذا كنت تختار حزمة بطارية 7.4 فولت أو 11.1 فولت أو 14.8 فولت لجهاز OEM، فقم بمشاركة التطبيق والجهد المطلوب والسعة والطلب الحالي والأبعاد والموصل والكمية المتوقعة مع فريق ZERNE الفني. توفر ZERNE حلولًا مخصصة لحزم بطاريات الليثيوم ويمكنها المساعدة في تقييم منصة الجهد المناسبة لمنتجك.