Jak připojit baterie 18650 sériově a paralelně

Baterie 18650 lze zapojit do série, paralelně nebo v kombinaci obou, aby bylo dosaženo požadovaného napětí, kapacity a proudové kapacity.

Sériové zapojení zvyšuje napětí bateriové sady. Paralelní připojení zvyšuje kapacitu a teoretickou proudovou kapacitu. Například:

• 3S1P znamená tři články 18650 zapojené do série.

• 2P znamená dvě buňky zapojené paralelně v rámci každé skupiny.

• 3S2P znamená tři sériové skupiny se dvěma paralelními buňkami v každé skupině.

• 4S2P znamená čtyři sériové skupiny se dvěma paralelními buňkami v každé skupině.

Celkový počet buněk se vypočítá takto:

Celkový počet buněk = počet sérií × paralelní počet

Baterie 3S2P tedy obsahuje šest článků, zatímco sada baterií 4S2P obsahuje osm článků.

Struktura připojení by měla být zvolena podle požadavků na napětí, kapacitu, proud, rozměry a ochranu zařízení. Pro většinu dobíjecích lithium-iontových baterií je také vyžadován vhodný BMS.

Sériové vs. paralelní připojení

Co je sériové připojení?

V sériovém zapojení je kladný pól jednoho článku spojen se záporným pólem dalšího článku.

Napětí každého článku se sčítá, přičemž ampérhodinová kapacita zůstává přibližně stejná jako u jednoho článku nebo jedné paralelní skupiny.

Pro identické články 3,7V, 3000mAh:

• 1S1P: 3,7V, 3Ah

• 2S1P: 7,4V, 3Ah

• 3S1P: 11,1V, 3Ah

• 4S1P: 14,8V, 3Ah

Počet sérií se volí podle požadovaného rozsahu napětí zařízení.

Co je paralelní připojení?

V paralelním zapojení jsou kladné svorky spojeny dohromady a záporné svorky jsou spojeny dohromady.

Napětí zůstává přibližně stejné jako u jednoho článku, přičemž se zvyšuje kapacita.

Použití identických článků 3,7V, 3000mAh:

• 1S1P: 3,7V, 3Ah

• 1S2P: 3,7V, 6Ah

• 1S3P: 3,7V, 9Ah

Paralelní počet se volí podle požadované kapacity, doby běhu a aktuální kapacity.

Proč používat sériově paralelní konfiguraci?

Většina praktických bateriových sad vyžaduje jak specifické napětí, tak dostatečnou kapacitu. Sériově paralelní konfigurace kombinuje dva způsoby připojení.

Například balíček 3S2P:

• Používá tři skupiny řad

• Používá dvě paralelní buňky v každé skupině

• Obsahuje celkem šest článků

• Poskytuje přibližně dvojnásobnou kapacitu než balení 3S1P

• Udržuje stejnou třídu jmenovitého napětí jako sada 3S1P

Co znamenají 1S, 2S, 3S a 4S?

Písmeno 'S' znamená počet skupin buněk zapojených do série.

1S baterie

Balení 1S obsahuje jednu sériovou skupinu.

Může obsahovat:

• 1S1P: jedna buňka

• 1S2P: dvě paralelní buňky

• 1S3P: tři paralelní buňky

Jmenovité napětí zůstává blízké napětí jednoho článku. Přidáním paralelních článků se zvýší kapacita bez změny jmenovitého napětí.

2S baterie

Balení 2S obsahuje dvě sériové skupiny.

Se standardními 3,7V lithium-iontovými články je jmenovité napětí přibližně 7,4V. Napětí při plném nabití závisí na specifikaci článku a nabíjecím systému.

Konfigurace 2S může být použita v kompaktních přenosných zařízeních, ručních produktech a malých bateriových sadách, které vyžadují vyšší napětí, než může poskytnout jeden článek.

Baterie 3S

Balení 3S obsahuje tři skupiny sérií.

Při použití standardních 3,7V článků je jmenovité napětí přibližně 11,1V. Struktura 3S se běžně používá u lithium-iontových baterií třídy 12V. The Příklad 12V baterie 18650 ukazuje, jak se konfigurace 3S promítá do počtu článků, napětí a kapacity.

Pro stručný příklad:

• 3S1P = tři buňky

• 3S2P = šest buněk

• 3S3P = devět buněk

The Průvodce napětím baterie 18650 vysvětluje, jak se mění jmenovité napětí, napětí při plném nabití a vypínací napětí s počtem sérií.

Baterie 4S

Balení 4S obsahuje čtyři sériové skupiny.

Při použití 3,7V článků je jmenovité napětí přibližně 14,8V. Obecně se považuje za sadu s vyšším napětím než standardní sada 3S třídy 12V.

Konfigurace 4S může být použita, pokud jsou zařízení, nabíječka a ochranný systém navrženy pro tento rozsah napětí.

Co znamenají 1P, 2P a 3P?

Písmeno 'P' znamená počet článků zapojených paralelně v rámci každé skupiny série.

Konfigurace 1P

Konfigurace 1P má jednu buňku v každé paralelní skupině.

Příklady:

• 1S1P: jedna buňka

• 3S1P: tři buňky

• 4S1P: čtyři články

Kapacita každé skupiny série se rovná kapacitě jedné buňky.

Konfigurace 2P

Konfigurace 2P má dvě buňky zapojené paralelně v každé skupině.

Příklady:

• 1S2P: dvě buňky

• 3S2P: šest buněk

• 4S2P: osm buněk

Kapacita každé paralelní skupiny je přibližně dvojnásobkem kapacity jedné buňky.

Konfigurace 3P

Konfigurace 3P má tři paralelní buňky v každé skupině.

Příklady:

• 1S3P: tři buňky

• 3S3P: devět buněk

• 4S3P: dvanáct buněk

Vyšší paralelní počet obecně poskytuje větší kapacitu a proudovou kapacitu, ale také zvyšuje velikost, hmotnost, náklady a požadavky na řízení tepla baterie. Vliv paralelního počítání na kapacitu sady, energii a dobu běhu lze odhadnout pomocí Kapacita baterie 18650 a výpočty doby provozu.

Jak sériová připojení ovlivňují napětí

Základní vzorec napětí je:

Jmenovité napětí sady = jmenovité napětí článku × sériový počet

Použití 3,7V článku:

Skutečný rozsah napětí se během nabíjení a vybíjení mění. Jmenovité napětí se používá pro výpočty sady baterií, zatímco napětí při plném nabití a vypínací napětí musí být přizpůsobeno zvolenému článku a zařízení.

Při výběru počtu sérií zkontrolujte:

• Požadované vstupní napětí zařízení

• Maximální povolené vstupní napětí

• Minimální provozní napětí

• Výstupní napětí nabíječky

• Počet sérií BMS

• Vstupní rozsah DC-DC měniče

Počet sérií by neměl být vybrán pouze proto, že balení je označeno '12V' nebo '24V'

Jak paralelní připojení ovlivňují kapacitu

Základní vzorec kapacity je:

Kapacita balení (Ah) = kapacita článku (Ah) × paralelní počet

Použití 3000mAh nebo 3Ah článků:

Příklady 3S2P a 4S2P mají stejnou teoretickou kapacitu, když jsou použity stejné články, ale jejich napěťové úrovně se liší, protože jejich sériové počty jsou různé.

Kapacita by se měla vypočítat ze skutečné kapacity článku spíše než z maximální kapacity vytištěné na obecném štítku produktu. Kapacita článku se může lišit podle vybíjecího proudu, teploty, vypínacího napětí a testovacích podmínek.

Jak paralelní připojení ovlivňují aktuální kapacitu

Paralelní články mohou také zvýšit teoretickou proudovou kapacitu baterie.

Zjednodušený vzorec je:

Možnost paralelního proudu = trvalý proud článku × paralelní počet

Pokud má jeden článek trvalý vybíjecí proud 10A:

• 1P: přibližně 10A

• 2P: přibližně 20A

• 3P: přibližně 30A

Tato čísla jsou teoretické odhady. Aktuální proudová kapacita baterie může být omezena:

• Hodnocení BMS

• Niklové pásy nebo přípojnice

• Kvalita svaru

• Měřidlo drátu

• Hodnocení konektoru

• Teplota buňky

• Vnitřní odpor buňky

• Odvod tepla skříně

Špičkový a trvalý proud by se měly vypočítat samostatně. Článek, který podporuje krátký impuls, nemusí být vhodný pro nepřetržitý provoz při stejném proudu. U zařízení s vysokým výkonem by měly být porovnány limity trvalého a špičkového proudu vybraného článku pomocí výběr baterie 18650 s vysokou spotřebou.

Jak porozumět konfiguracím 3S2P a 4S2P

Baterie 3S2P

Balíček 3S2P obsahuje šest buněk:

• Tři skupiny sérií

• Dvě paralelní buňky v každé skupině

• Celkový počet buněk: 3 × 2 = 6

Použití 3,7V, 3000mAh článků:

• Jmenovité napětí: přibližně 11,1V

• Kapacita: přibližně 6Ah

• Nominální energie: přibližně 66,6Wh

Baterie 4S2P

Balíček 4S2P obsahuje osm buněk:

• Čtyři skupiny sérií

• Dvě paralelní buňky v každé skupině

• Celkový počet buněk: 4 × 2 = 8

Použití stejných buněk:

• Jmenovité napětí: přibližně 14,8V

• Kapacita: přibližně 6Ah

• Nominální energie: přibližně 88,8 Wh

Kapacita je v obou příkladech stejná, protože oba používají 2P. Energie je jiná, protože sada 4S2P má vyšší jmenovité napětí.

Pro rychlé porovnání sériových, paralelních, kapacitních a energetických, použijte Kalkulačka baterie 18650.

Jak vypočítat celkový počet buněk

Celkový počet buněk je:

Celkový počet buněk = počet sérií × paralelní počet

Příklady:

Tento vzorec poskytuje počet elektrických buněk. Fyzická baterie může vyžadovat další prostor pro:

• Držáky článků

• Izolace

• BMS

• Teplotní senzory

• Dráty

• Konektory

• Bydlení

• Mechanické podpěry

Jak bezpečně připojit buňky 18650

Použijte odpovídající buňky

Buňky ve stejném balíčku by měly mít:

• Stejný model

• Stejná chemie

• Podobná kapacita

• Podobný vnitřní odpor

• Podobná věková a cyklická historie

• Podobný stav nabití před montáží

Míchání článků s různými charakteristikami může mít za následek nerovnoměrné rozložení napětí, teploty a proudu. U výrobních balení tvoří tyto kontroly základ párování článků v sadě baterií 18650 , kde se společně vyhodnocují kapacita, vnitřní odpor, napětí, stáří a konzistence šarže.

Používejte správná elektrická připojení

U sériově vyráběných bateriových sad se válcové články běžně spojují pomocí bodově svařovaných niklových pásků nebo vhodných přípojnic.

Přímé pájení drátů k tělu článku může přenášet nadměrné teplo do článku a může poškodit vnitřní strukturu. Způsob připojení by měl být zvolen podle proudu baterie, výrobního procesu a bezpečnostních požadavků.

Přidejte izolaci a mechanickou ochranu

Sestava by měla obsahovat vhodné:

• Držáky článků

• Izolační papír

• Ochrana terminálu

• Rybí papír nebo izolační fólie

• Ochranné návleky

• Mezery mezi buňkami

• Podpora bydlení

Kladný pól a vnější záporný kryt musí být chráněny před náhodným kontaktem s vodivými materiály. Pokud článek obsahuje integrovaný ochranný obvod, jeho rozměry a případ použití se mohou lišit od nechráněného článku; chráněné a nechráněné baterie 18650 porovnává tyto dva formáty.

Vyhněte se zkratům

Zkrat může způsobit velmi vysoký proud a rychlé zahřátí. Během montáže:

• Kovové nástroje udržujte v dostatečné vzdálenosti od nechráněných svorek.

• Neumisťujte volné články spolu s vodivými předměty.

• Při manipulaci chraňte nedokončené obaly.

• Zkontrolujte polaritu každé buněčné skupinky.

• Před aplikací konečné izolace zkontrolujte niklové pásy a svarové body.

Nemíchejte skupiny sérií náhodně

Každá skupina série by měla obsahovat buňky s podobným výkonem. Slabá skupina může omezit celou baterii a může způsobit aktivaci včasné ochrany. Před seskupením článků by měla být zkontrolována kapacita, vnitřní odpor a chování při zatížení; Testování kapacity baterie a stavu baterie 18650 nastiňuje praktický způsob, jak je ověřit.

Proč baterie 18650 potřebuje BMS?

BMS, neboli systém správy baterií, monitoruje a chrání dobíjecí lithium-iontové baterie.

BMS je zvláště důležitý, když jsou články zapojeny do série, protože jednotlivé skupiny nemusí během nabíjení a vybíjení zůstat na přesně stejném napětí.

Mezi typické funkce BMS patří:

• Ochrana proti přebití

• Ochrana proti nadměrnému vybití

• Nadproudová ochrana

• Ochrana proti zkratu

• Monitorování teploty

• Monitorování napětí článků

• Vyvažování buněk

BMS musí odpovídat konfiguraci sady baterií. 3S baterie obecně vyžaduje 3S BMS, zatímco 4S baterie vyžaduje 4S BMS.

Jmenovitý proud BMS by měl také odpovídat očekávanému trvalému a špičkovému zatížení. Výběr BMS pouze podle počtu sérií nestačí.

BMS musí být navržen podle počtu sérií sady, aktuálního profilu, potřeb vyvážení a limitů ochrany; Baterie 18650 Design BMS tyto požadavky spojuje.

Požadavky na nabíječku pro sériově paralelní sady

Nabíječka musí odpovídat počtu série a chemickému složení článků.

Vyšší počet sérií vyžaduje vyšší nabíjecí napětí. Nabíječku nevybírejte pouze podle marketingového štítku baterie. The Průvodce bezpečným nabíjením baterie 18650 vysvětluje, jak by mělo být napětí nabíječky, nabíjecí proud a doba nabíjení přizpůsobeny balení.

Před výběrem nabíječky potvrďte:

• Chemie baterie

• Počet sérií

• Maximální nabíjecí napětí

• Nabíjecí proud

• BMS kompatibilita

• Požadavky na nabíjení zařízení

• Specifikace výrobce článků

Sady 3S a 4S mohou mít podobnou kapacitu, když používají stejné paralelní číslo, ale vyžadují různá nastavení nabíjecího napětí.

Běžné chyby při připojování baterií 18650

1. Matoucí sériové počítání s paralelním počítáním.

2. Za předpokladu, že 2P znamená pouze dvě buňky v kompletním balení.

3. Vynásobení kapacity počtem sérií.

4. Ignorování rozdílu mezi jmenovitým napětím a napětím při plném nabití.

5. Použití článků s různou kapacitou nebo stářím.

6. Propojování článků s různou úrovní nabití.

7. Použití nesprávně hodnoceného BMS.

8. Výběr nabíječky bez kontroly počtu sérií.

9. Přímé pájení na články bez regulace tepla.

10. Ignorování izolace kolem kladného pólu.

11. Spoléhání se na teoretický výpočet proudu bez kontroly BMS a zapojení.

12. Neschopnost otestovat hotovou baterii při zamýšlené zátěži.

Nejčastější dotazy

Jaký je rozdíl mezi sériovým a paralelním připojením baterie?

Sériové zapojení zvyšuje napětí, zatímco paralelní zapojení zvyšuje kapacitu a teoretickou proudovou kapacitu.

Co znamená 3S2P na baterii 18650?

3S2P znamená tři sériové skupiny se dvěma články zapojenými paralelně v každé skupině. Balení obsahuje celkem šest článků.

Kolik článků je v bateriovém bloku 4S2P?

Balíček 4S2P obsahuje osm buněk, protože:

4 × 2 = 8

Zvyšuje sériové připojení baterií 18650 kapacitu?

č. Sériová připojení zvyšují napětí. Kapacita v ampérhodinách zůstává přibližně stejná jako u jednoho článku nebo jedné paralelní skupiny.

Zvyšuje paralelní připojení baterií 18650 napětí?

Ne. Paralelní připojení udržují přibližně stejné napětí a zároveň zvyšují kapacitu a proudovou kapacitu.

Co znamená 1S3P?

1S3P znamená jednu sériovou skupinu obsahující tři paralelní buňky. Při použití 3000mAh článků má baterie jmenovité napětí přibližně 3,7V a kapacitu 9Ah.

Jaké BMS je potřeba pro balíček 3S2P?

Balíček 3S2P obecně vyžaduje 3S BMS. BMS musí také odpovídat nabíjecímu proudu baterie, trvalému zátěžovému proudu, špičkovému proudu, teplotním požadavkům a ochranným funkcím.

Mohou být různé články 18650 zapojeny paralelně?

Články použité ve stejné paralelní skupině by měly mít stejný model a podobnou kapacitu, odpor, stáří a stav nabití. Míchání nevhodných článků může vytvářet nerovnoměrné rozložení proudu a bezpečnostní rizika.

Jak vypočítám kapacitu sériově paralelní baterie?

Použití:

Kapacita balení = kapacita článku × paralelní počet

Sériový počet ovlivňuje napětí, zatímco paralelní počet ovlivňuje kapacitu v ampérhodinách.

Je baterie 3S2P výkonnější než baterie 3S1P?

Sada 3S2P obvykle poskytuje přibližně dvojnásobnou kapacitu a teoretickou proudovou kapacitu než sada 3S1P vyrobená se stejnými články. Skutečný výkon je omezen BMS, kabeláží, konektory a tepelným provedením.

Vlastní design 18650 baterie

Sériové a paralelní výpočty poskytují elektrický základ pro baterii, ale hotový produkt také vyžaduje mechanickou a ochrannou konstrukci. U projektů OEM by měla být elektrická konfigurace vyhodnocena spolu s požadavky na výkon zařízení, dobu běhu, dostupný prostor, nabíjení, teplotu a ověření Výběr baterie 18650 pro zařízení OEM.

OEM projekty mohou vyžadovat přizpůsobení:

• Sériová a paralelní konfigurace

• Napětí

• Kapacita

• Typ buňky

• BMS

• Konektor

• Délka drátu

• Bydlení

• Snímač teploty

• Montážní konstrukce

ZERNE's Řešení 18650 Battery Pack podporují přizpůsobený výběr článků, integraci BMS, konfiguraci konektorů, testování vzorků a výrobní požadavky.

Pro projekty se specifickými požadavky na rozměry, kapacitu, napětí nebo proud, zakázková řešení baterií 18650 lze vyvinout podle elektrických a mechanických podmínek zařízení.

Závěr

Sériové a paralelní připojení baterií 18650 umožňuje, aby bateriová sada vyhovovala různým požadavkům na napětí, kapacitu a proud.

Hlavní zásady jsou:

• Sériový počet určuje napětí.

• Paralelní počet určuje kapacitu.

• Paralelní články mohou také zvýšit teoretickou proudovou kapacitu.

• Celkový počet buněk se rovná počtu série vynásobenému paralelním počtem.

• 3S2P obsahuje šest buněk.

• 4S2P obsahuje osm buněk.

• BMS musí odpovídat počtu sérií a aktuálním požadavkům.

• Buňky by měly být přizpůsobeny a řádně izolovány.

• Nabíječka musí odpovídat složení baterie a sériové konfiguraci.

Správný návrh musí vzít v úvahu více než jen štítek připojení. Specifikace článků, ochrana BMS, kabeláž, tepelné podmínky, prostor krytu, požadavky na nabíječku a skutečné zatížení zařízení by měly být ověřeny před výrobou.