Katselukerrat: 0 Tekijä: ZERNE Battery Technical Content Team Julkaisuaika: 2026-07-09 Alkuperä: Sivusto
Tavallinen 12V-luokan akkupaketti, joka on valmistettu 18650 litiumionikennolla, vaatii yleensä kolme kennoa tai kolme rinnakkaista kennoryhmää, jotka on kytketty sarjaan.
Vähimmäiskokoonpano on 3S1P , joka sisältää kolme 18650 solua. Jos tarvitaan suurempaa kapasiteettia tai virtakykyä, voidaan rinnan kytkeä lisäkennoja:
3S1P = 3 solua
3S2P = 6 solua
3S3P = 9 solua
3S4P = 12 solua
3S-akun nimellisjännite on normaalisti 10,8 V tai 11,1 V ja täyslatausjännite 12,6 V. Sitä kutsutaan yleisesti 12 V litiumioniakuksi, koska se kuuluu 12 V jänniteluokkaan.
'12 V akku' ei kuitenkaan ylläpidä täsmälleen 12,0 V:tä koko purkausjaksonsa ajan. Jännite alkaa lähes 12,6 V:sta täyteen ladattuna ja laskee vähitellen, kun kennot purkautuvat.
Pelkästään jännitettä varten tarvitaan yleensä kolme sarjaan kytkettyä 18650 litiumionikennoa. Kennojen kokonaismäärä riippuu kapasiteetin ja virran vuoksi lisättyjen rinnakkaisten kennojen lukumäärästä.
Kokoonpano |
Solut yhteensä |
Nimellisjännite |
Täyslatausjännite |
Kapasiteetti 3000 mAh kennoilla |
|---|---|---|---|---|
3S1P |
3 |
10,8V–11,1V |
12,6V |
3 Ah |
3S2P |
6 |
10,8V–11,1V |
12,6V |
6 Ah |
3S3P |
9 |
10,8V–11,1V |
12,6V |
9 Ah |
3S4P |
12 |
10,8V–11,1V |
12,6V |
12 Ah |
Peruskaava on:
Solujen kokonaismäärä = Sarjojen määrä × Rinnakkaismäärä
Tyypilliselle 12 V-luokan litiumioniakulle:
Solujen kokonaismäärä = 3 × Rinnakkaismäärä
Siksi vastaus kysymykseen 'Kuinka monta 18650 kennoa 12 V akulle' on yleensä kolme kennoa jännitteelle, ja lisää kennoja lisätään, kun sovellus vaatii suurempaa kapasiteettia tai virtaa.
Yhden 18650 litiumionikennon nimellisjännite on yleensä 3,6 V tai 3,7 V. Kun kolme kennoa kytketään sarjaan, niiden jännitteet lasketaan yhteen:
3,6 V × 3 = 10,8 V nimellisjännite
3,7 V × 3 = 11,1 V nimellisjännite
4,2 V × 3 = 12,6 V täyslatausjännite
Tarkka nimellisjännite riippuu kennon valmistajasta ja kennokemiasta. Esimerkiksi edustavassa high-drain 18650 -spesifikaatiossa käytetään 3,6 V:n nimellisjännitettä ja 4,2 V:n latausjännitettä. Valitun solun tietolehteä tulee aina käyttää lopullisiin suunnittelurajoihin. Molicelin INR-18650-P28A-tietolehti tarjoaa esimerkin näistä tiedoista.
Valitun kennon jänniterajoja tulee käyttää lopullisessa suunnittelussa; the 18650-akun jänniteopas näyttää, kuinka nimellis-, täyden latauksen ja katkaisuarvot liittyvät 3S-pakkaukseen.
3S-pakkausta kutsutaan tavallisesti 12 V litiumioniakuksi, koska sen toiminta-alue on tarkoitettu 12 V luokan laitteille.
Sen todellinen jännite muuttuu käytön aikana:
Täysin ladattu: noin 12,6 V
Nimellisjännite: noin 10,8 V tai 11,1 V
Purkautuva jännite: riippuu valitusta kennosta ja BMS-katkaisuasetuksesta
Jos laite vaatii vakaan 12,0 V:n ulostulon, pelkkä 3S-akku ei välttämättä riitä. DC-DC-säädintä voidaan tarvita valvotun lähtöjännitteen ylläpitämiseksi akun jännitteen muuttuessa.
Laitteen sallittu syöttöjännitealue on tarkistettava ennen akkukokoonpanon valintaa.
4S 18650 -akkupaketti sisältää neljä sarjaan kytkettyä kennoryhmää:
3,6 V × 4 = 14,4 V nimellisjännite
3,7 V × 4 = 14,8 V nimellisjännite
4,2V × 4 = 16,8V täysi latausjännite
Tästä syystä 4S-pakkauksia pidetään yleensä 14,4 V:n tai 14,8 V:n akkupakkauksina 12 V:n akkujen sijaan.
4S-kokoonpanoa ei saa kytkeä suoraan laitteisiin, jotka on suunniteltu vain 12V-luokan tulolle, ellei laitteen valmistaja erikseen vahvista, että korkeampi jännite on hyväksyttävä.
Sarjamäärä määrittää akun jännitteen.
Perusaloituskaava on:
Sarjamäärä = Vaadittu nimellisjännite ÷ Kennon nimellisjännite
12 V-luokan paketille, jossa käytetään 3,7 V kennoja:
12V ÷ 3,7V ≈ 3,24
Koska akkupakkaus ei voi käyttää murtolukua, tavallinen kokoonpano on 3S.
Laskentaa ei pidä käsitellä pelkkänä matemaattisena pyöristyksenä. Loppusarjan laskennan tulee myös vastata:
Laitteen pienin ja suurin tulojännite
Kennon nimellis- ja täyslatausjännite
Laitteen pienjännitekatkaisupiste
BMS-suojausasetukset
Laturin lähtöjännite
Useimmissa tavallisissa 12 V litiumionisovelluksissa 3S on yleisin valinta.
Rinnakkaisluku määrittää akun kapasiteetin.
Pakkauksen kapasiteetti = Solun kapasiteetti × Rinnakkaismäärä
3000 mAh kennoille:
3S1P = 3000mAh = 3Ah
3S2P = 6000mAh = 6Ah
3S3P = 9000mAh = 9Ah
3S4P = 12000mAh = 12Ah
Sarjamäärä ei lisää kapasiteettia ampeeritunteina. Se lisää jännitettä. Rinnakkaislaskenta lisää kapasiteettia säilyttäen samalla sarjajännitteen.
Tämä ero on tärkeä myös luettaessa konfiguraatioita, kuten 3S2P ja 4S2P; Sarja- ja rinnakkaiset 18650-akkukokoonpanot osoittavat, kuinka nämä kaksi laskentaa toimivat yhdessä.
Esimerkiksi sekä 3S1P- että 3S4P-paketti ovat 3S-paketteja, joiden nimellisjännite on noin 10,8 V tai 11,1 V. Erona on, että 3S4P-paketti sisältää neljä solua kussakin rinnakkaisryhmässä ja tarjoaa siten noin neljä kertaa identtisiä soluja käyttävän 3S1P-paketin kapasiteetin.
Rinnakkaiset kennot lisäävät myös akun teoreettista virtakykyä.
Rinnakkaisvirran kyky = Kennojen jatkuva virta × Rinnakkaismäärä
Jos yhden 18650-kennon jatkuvan purkauksen arvo on 10A:
3S1P: noin 10A
3S2P: noin 20A
3S3P: noin 30A
Nämä luvut ovat teoreettisia arvioita. Todellinen pakkausvirran kapasiteetti voi olla pienempi seuraavista syistä:
BMS nykyinen luokitus
Nikkelinauhan tai kiskon koko
Hitsauksen laatu
Johdon mittari
Liittimen luokitus
Solun lämpötila
Solujen ikääntyminen
Sisäinen vastus
Kotelon lämmönpoisto
Jatkuva virta ja huippuvirta on myös arvioitava erikseen. Kenno voi tukea lyhytkestoista huippuvirtaa, jota se ei voi ylläpitää jatkuvasti.
Solujen kokonaismäärä lasketaan seuraavasti:
Solujen kokonaismäärä = Sarjojen määrä × Rinnakkaismäärä
Koska tyypillinen 12V-luokan pakkaus käyttää 3S:ää:
Solujen kokonaismäärä = 3 × Rinnakkaismäärä
Esimerkkejä:
3S1P = 3 × 1 = 3 solua
3S2P = 3 × 2 = 6 solua
3S3P = 3 × 3 = 9 solua
3S4P = 3 × 4 = 12 solua
Voit tarkistaa tarvittavat sarja- ja rinnakkaisluvut, kapasiteetin, energian ja käyttöajan nopeasti käyttämällä 18650 akkulaskin.
3S1P akku sisältää kolme 18650 kennoa.
Se tarjoaa:
Pienin solumäärä 12 V-luokan kokoonpanossa
Kapasiteetti yhtä suuri kuin yksi solu
Kevyt paino ja kompaktit mitat
Rajoitettu käyttöaika
Rajoitettu virtakapasiteetti
Tämä kokoonpano voi sopia pienitehoiseen elektroniikkaan, pienikokoisiin instrumentteihin ja sovelluksiin, joissa käyttöaika on lyhyt.
3S2P-akkupakkaus sisältää kuusi kennoa, jotka on järjestetty kolmeksi sarjaryhmäksi, joissa kussakin ryhmässä on kaksi rinnakkaista kennoa.
3S1P:hen verrattuna se tarjoaa noin kaksinkertaisen kapasiteetin ja teoreettisen virtakapasiteetin. 3S2P 18650 -akkupaketti on usein käytännöllinen tasapaino käyttöajan, koon, painon ja kustannusten välillä.
Tyypillisiä sovelluksia ovat kannettavat laitteet, mittauslaitteet, viivakoodilukijat, pienet teollisuuslaitteet ja pienet varmuuskopiointijärjestelmät.
3S3P-akku sisältää yhdeksän kennoa.
Se tarjoaa suuremman kapasiteetin ja virtakyvyn kuin 3S1P- tai 3S2P-kokoonpanot. Se voi sopia laitteille, jotka vaativat pidemmän käyttöajan tai suurempaa käyttövirtaa.
Suurempi solumäärä vaatii enemmän huomiota:
Solujen järjestely
Lämmön hajoaminen
BMS sijoitus
Johdon asettelu
Mekaaninen tuki
Eristys ja suojaus
3S4P-akkupakkaus sisältää 12 kennoa.
Se tarjoaa paremman energian varastoinnin ja suuremman teoreettisen virtakapasiteetin pysyen samalla 3S-jänniteluokassa. Sitä voidaan käyttää suurempitehoisissa laitteissa tai sovelluksissa, jotka vaativat pidempään toimintaa latausten välillä.
Ennen kuin valitset 3S4P:n, varmista, että kotelossa on tarpeeksi tilaa kennoille, BMS:lle, eristeelle, johdotuksille, lämpötila-antureille, liittimille ja rakennetuille.
Käyttöaika voidaan arvioida akkuvirran ja laitteen tehon avulla:
Käyttöaika ≈ Käytettävä akkuvirta ÷ Laitteen teho
Akun energiaa voidaan arvioida seuraavasti:
Pakkauksen energia = Nimellisjännite × Pakkauksen kapasiteetti
Harkitse esimerkiksi 3S2P-pakettia, jossa käytetään 3000 mAh:n soluja:
Nimellisjännite: 11,1V
Pakkauksen kapasiteetti: 6 Ah
Nimellisenergia: 11,1 V × 6 Ah = 66,6 Wh
Laitteen teho: 10W
Järjestelmän tehokkuus: 90 %
Arvioitu käyttöaika:
66,6 Wh × 90 % ÷ 10 W ≈ 5,99 tuntia
Todellinen käyttöaika voi olla lyhyempi seuraavista syistä:
Vaihtuva laitekuormitus
DC-DC muunnoshäviöt
Akun ikääntyminen
Matala tai korkea lämpötila
BMS-katkaisujännite
Solun sisäinen vastus
Liittimen vastus
Johdon jännitehäviö
Kapasiteettitestin olosuhteet
OEM-suunnittelussa ajonaika tulee varmistaa edustavalla prototyypillä todellisen kuormitusprofiilin alla. Laskennassa tulee ottaa huomioon myös käyttöenergia, muunnostehokkuus, katkaisujännite, lämpötila ja todellinen kuormitusprofiili; the 18650 akun kapasiteetti ja käyttöaikamenetelmä yhdistävät nämä muuttujat.
Akun koko tulee olla sekä normaalin että tilapäisen virrantarpeen mukaan.
Vahvista laitteen:
Jatkuva käyttövirta
Käynnistysvirta
Huippuvirta
Moottorin tai toimilaitteen ylijännitevirta
Langattoman tiedonsiirron huiput
BMS jatkuvavirtaluokitus
BMS huippuvirtaluokitus
Jos sovellus vaatii suurempaa virtaa, rinnakkaismäärän lisääminen on yleensä tärkeämpää kuin sarjan määrän lisääminen. Voi olla myös tarpeen vaatia paljon virtaavia kennoja; High Drain 18650 -akkuvalikoima keskittyy jatkuvaan virtaan, huippuvirtaan ja lämpörajoihin.
Sarjakennojen lisääminen nostaa jännitettä, mutta ei automaattisesti lisää kuorman käytettävissä olevaa virtaa.
Fyysisen suunnittelun tulee sisältää muutakin kuin itse solut. Jätä tilaa:
Solun halkaisija ja pituus
Soluvälit
Eristyslevyt
Nikkelinauhat tai kuparikiskot
BMS-piirilevy
Lämpötila-anturit
Johdot ja liittimet
Kotelo ja kiinnitysrakenteet
Asennus- ja huoltotila
Teoreettinen 3S2P-malli ei välttämättä sovi suunniteltuun koteloon, kun BMS, suojamateriaalit, johdot ja liitin ovat mukana.
3S1P-, 3S2P-, 3S3P- ja 3S4P-akut sisältävät kaikki kolme sarjaryhmää. Siksi ne vaativat yleensä 3S BMS:n.
BMS:n tulee vastata:
Kolmen sarjan kennokokoonpano
Jatkuva purkausvirta
Huippupurkausvirta
Latausvirta
Ylilataussuoja
Ylipurkaussuoja
Ylivirtasuojaus
Oikosulkusuojaus
Lämpötilasuoja
Solujen tasapainotusvaatimukset
3S-paketti vaatii edelleen, että BMS vastaa virta-, lataus-, suojaus- ja tasapainotusvaatimuksiaan; nämä valinnat ovat osa BMS-malli 18650 akulle . BMS-virtaluokitus tulee arvioida pakkaustasolla. BMS, jonka virtaluokitus on sopimaton, voi rajoittaa suorituskykyä tai laukaista suojauksen normaalin käytön aikana. Akunhallintajärjestelmät voivat myös valvoa kennojännitettä, akkuvirtaa ja lämpötilaa osana suojausstrategiaansa.
Tavallinen 3S-litiumioniakkupaketti vaatii yleensä latausjärjestelmän, joka on suunniteltu 12,6 V:n enimmäislatausjännitteelle.
Laturin on vastattava:
Akun kemia
Sarjojen määrä
Suurin latausjännite
Latausvirta
BMS-vaatimukset
Solun valmistajan tiedot
Älä oleta, että tavallinen 12 V lyijyakkulaturi sopii 3S-litiumionipakkaukseen. Sen lähtöjännite ja lataustapa voivat olla erilaisia. Asetus 12,6 V tunnistaa pakkauksen suurimman latausjännitteen, mutta laturi, virtaraja, pääteaste ja latausympäristö määrittävät myös, voidaanko paketti ladata turvallisesti ladattu.
Monikennoisille litiumioniakuille suunniteltu laturipiiri erottaa latausjännitteen eri sarjoille, mukaan lukien 12,6 V 3S:lle ja 16,8 V 4S:lle.
3S-paketin kolme sarjaryhmää voivat kehittää erilaisia jännitteitä seuraavista syistä:
Solukapasiteetin vaihtelu
Erilainen sisäinen vastus
Epätasainen lämpötila
Erilaiset ikääntymisolosuhteet
Liitäntävastus
Epätasainen virran jakautuminen
Jos yksi sarjaryhmä saavuttaa ylilataus- tai ylipurkausrajan ennen muita, BMS voi lopettaa lataamisen tai koko paketin purkamisen.
Kennojen tasapainotus auttaa pitämään sarjaryhmät sopivassa jännitesuhteessa. Tästä syystä 18650-akun kennojen sovitus tulee suorittaa loppuun ennen kokoamista sen sijaan, että sitä olisi käsiteltävä myöhempänä tasapainotusvaiheena. Tarvittava tasapainotusmenetelmä riippuu pakkauksen suunnittelusta, kennojen ominaisuuksista, käyttövirrasta, kustannustavoitteesta ja luotettavuusvaatimuksista.
Kun tarvittava sarjamäärä, kapasiteetti, virta, mitat ja suojaustoiminnot ovat selvillä, akkupaketti voidaan kehittää integroiduksi tuotteeksi eikä ryhmäksi irrallisia kennoja.
ZERNE:n 18650-akkuratkaisuja voidaan arvioida seuraavien vaatimusten mukaan:
3S1P, 3S2P, 3S3P ja muut kokoonpanot
Mukautettu jännite ja kapasiteetti
BMS- tai PCM-suojaus
Liittimen ja johdon valinta
Akkukotelo ja mekaaniset mitat
Lämpötilan tunnistus
Näytetestaus
Sertifiointi ja volyymituotanto
Käyttäjät, jotka ovat laskeneet tarvittavan 3S-kokoonpanon, voivat valita käytännöllisen paketin ajonajan, nykyisen tarpeen, käytettävissä olevan tilan ja käyttöolosuhteiden perusteella.
Useat suunnitteluvirheet ovat yleisiä rakennettaessa 12 V akkupakettia 18650 kennolla:
Olettaen, että 12 V paketti tuottaa aina täsmälleen 12,0 V.
4S-paketin käyttäminen 3S 12V-luokan pakkauksen suorana korvaavana.
Jännitteen laskeminen ilman kapasiteetin laskemista.
Käynnistyksen ja huippuvirran huomioiminen.
Laturi valitaan vain siksi, että siinä on merkintä '12V.'.
4S BMS:n käyttö 3S-akulla.
Eri kennomallien, kapasiteetin, iän tai lataustilojen sekoittaminen.
Vain paketin kokonaisjännitteen tarkistaminen kunkin sarjaryhmän valvonnan sijaan.
Kennojen, BMS:n, johtojen ja liittimien tuottama lämpö huomioimatta.
Massatuotannon aloittaminen ennen prototyyppi- ja kuormitustestauksen suorittamista.
Kennot tulee sovittaa yhteen ennen kokoamista, ja valmis pakkaus tulee testata kohdelaitteen todellisissa sähköisissä ja mekaanisissa olosuhteissa.
Tavallinen 12V-luokan 18650 litiumioniakkupaketti käyttää yleensä kolmea kennoa tai kolmea rinnakkaista kennoryhmää, jotka on kytketty sarjaan. Vähimmäiskokoonpano on 3S1P, jossa on kolme solua. Kokonaismäärä kasvaa rinnakkaislaskennan myötä.
Kyllä. Kolme yhteensopivaa 18650 litiumionikennoa voidaan kytkeä sarjaan 3S-paketin luomiseksi. Pakkauksen nimellisjännite on normaalisti 10,8 V tai 11,1 V ja täyslatausjännite noin 12,6 V.
3S2P-akku sisältää kuusi 18650 kennoa. Se koostuu kolmesta sarjaryhmästä, joissa kussakin ryhmässä on kaksi solua rinnakkain.
Yleensä ei. 4S-paketin nimellisjännite on normaalisti 14,4 V tai 14,8 V ja täyslatausjännite 16,8 V. Tarkista laitteen sallittu tuloalue ennen sen käyttöä.
Jos kunkin kennon kapasiteetti on 3 000 mAh, 3S2P-pakkaus tarjoaa noin 6 000 mAh tai 6 Ah. Todellinen kapasiteetti riippuu valituista kennoista, testausolosuhteista, lämpötilasta ja purkausvirrasta.
Tavallinen 12V-luokan 3S-akku vaatii yleensä 3S BMS:n. BMS:n on myös vastattava paketin jatkuvaa virtaa, huippuvirtaa, latausvirtaa, suojakynnyksiä, lämpötilavaatimuksia ja tasapainotustarpeita.
Tavallinen 3S-litiumioniakkupaketti vaatii yleensä laturin tai latausjärjestelmän, jonka latausjännite on enintään 12,6 V. Latausvirran on oltava yhteensopiva kennojen ja BMS:n kanssa.
Ei. Yhden 18650-kennon nimellisjännite on normaalisti noin 3,6 V tai 3,7 V. 12V-luokan pakkaukseen tarvitaan yleensä kolme sarjaan kytkettyä kennoa. Tehostusmuunnin voi nostaa jännitettä yhdestä kennosta, mutta tämä luo erilaisen sähkörakenteen.
Tarvittava solumäärä riippuu kunkin solun kapasiteetista. 3000 mAh:n kennoissa tarvitaan seitsemän kennoa rinnakkain, jotta saavutetaan vähintään 20 Ah:
20Ah ÷ 3Ah ≈ 6,67
Konfiguraatio olisi siis noin 3S7P, joka sisältää 21 solua. Lopullisen suunnittelun on myös vahvistettava virta-, tila-, BMS-, lämpö- ja käyttöaikavaatimukset.
Ei. 3S-litiumionipakkaus vaihtelee tavallisesti noin 12,6 V:sta täyteen ladattuna pienempään jännitteeseen purkauksen aikana. Säädeltyä DC-DC-muunninta voidaan tarvita, kun laite tarvitsee vakaan lähdön.
Tavallinen 12V-luokan 18650 litiumioniakkupaketti käyttää tavallisesti 3S-kokoonpanoa:
3S1P = 3 solua
3S2P = 6 solua
3S3P = 9 solua
3S4P = 12 solua
Sarjaluku määrittää jännitteen, kun taas rinnakkaisluku määrittää kapasiteetin ja teoreettisen virtakapasiteetin.
Tyypillinen 3S-paketti käyttää 3S BMS:ää ja latausjärjestelmää, joka on sovitettu 12,6 V:n täyteen latausjännitteeseen. Lopullisessa kokoonpanossa tulee ottaa huomioon myös laitteen teho, huippuvirta, vaadittu käyttöaika, käytettävissä oleva tila, lämpötila, johdotukset, liittimet ja suojausvaatimukset.
OEM-sovelluksissa prototyyppitestaus on välttämätöntä ennen volyymituotantoa.
