Kuinka kytkeä 18650-akut sarjassa ja rinnan

18650-akut voidaan kytkeä sarjaan, rinnan tai molempien yhdistelmänä vaaditun jännitteen, kapasiteetin ja virtakyvyn saavuttamiseksi.

Sarjaliitäntä lisää akun jännitettä. Rinnakkaisliitäntä lisää kapasiteettia ja teoreettista virtakapasiteettia. Esimerkiksi:

• 3S1P tarkoittaa kolmea 18650 solua, jotka on kytketty sarjaan.

• 2P tarkoittaa kahta solua, jotka on kytketty rinnakkain kussakin ryhmässä.

• 3S2P tarkoittaa kolmea sarjaryhmää, joissa kussakin ryhmässä on kaksi rinnakkaista solua.

• 4S2P tarkoittaa neljää sarjaryhmää, joissa kussakin ryhmässä on kaksi rinnakkaista solua.

Solujen kokonaismäärä lasketaan seuraavasti:

Solujen kokonaismäärä = Sarjojen määrä × Rinnakkaismäärä

3S2P-akku sisältää siis kuusi kennoa, kun taas 4S2P-akku sisältää kahdeksan kennoa.

Liitäntärakenne tulee valita laitteen jännitteen, kapasiteetin, virran, mittojen ja suojausvaatimusten mukaan. Sopiva BMS vaaditaan myös useimpiin ladattaviin litiumioniakkuihin.

Sarja vs. rinnakkaisliitännät

Mikä on sarjayhteys?

Sarjakytkennässä yhden solun positiivinen napa on kytketty seuraavan solun negatiiviseen napaan.

Kunkin kennon jännite summautuu yhteen, kun taas ampeerituntikapasiteetti pysyy suunnilleen samana kuin yksi kenno tai yksi rinnakkaisryhmä.

Identtiset 3,7 V, 3000 mAh kennot:

• 1S1P: 3,7V, 3Ah

• 2S1P: 7,4V, 3Ah

• 3S1P: 11,1V, 3Ah

• 4S1P: 14,8V, 3Ah

Sarjaluku valitaan laitteen vaaditun jännitealueen mukaan.

Mikä on rinnakkaisyhteys?

Rinnakkaisliitännässä positiiviset navat on kytketty yhteen ja miinusnavat on kytketty yhteen.

Jännite pysyy suunnilleen samana kuin yhden kennon kapasiteetin kasvaessa.

Käyttämällä identtisiä 3,7 V, 3000 mAh kennoja:

• 1S1P: 3,7V, 3Ah

• 1S2P: 3,7 V, 6 Ah

• 1S3P: 3,7 V, 9 Ah

Rinnakkaisluku valitaan vaaditun kapasiteetin, käyntiajan ja nykyisen kapasiteetin mukaan.

Miksi käyttää sarja-rinnakkaiskokoonpanoa?

Useimmat käytännölliset akut vaativat sekä tietyn jännitteen että riittävän kapasiteetin. Sarja-rinnakkaiskokoonpano yhdistää nämä kaksi liitäntätapaa.

Esimerkiksi 3S2P-paketti:

• Käyttää kolmea sarjaryhmää

• Käyttää kahta rinnakkaista solua kussakin ryhmässä

• Sisältää yhteensä kuusi solua

• Tarjoaa noin kaksi kertaa 3S1P-paketin kapasiteetin

• Säilyttää saman nimellisjänniteluokan kuin 3S1P-paketti

Mitä 1S, 2S, 3S ja 4S tarkoittavat?

Kirjain 'S' tarkoittaa sarjaan kytkettyjen soluryhmien määrää.

1S akku

1S-pakkaus sisältää yhden sarjaryhmän.

Se voi sisältää:

• 1S1P: yksi solu

• 1S2P: kaksi rinnakkaista solua

• 1S3P: kolme rinnakkaista solua

Nimellisjännite pysyy lähellä yhden kennon jännitettä. Rinnakkaisten kennojen lisääminen lisää kapasiteettia muuttamatta nimellisjännitettä.

2S Akkupaketti

2S-pakkaus sisältää kaksi sarjaryhmää.

Tavallisissa 3,7 V litiumionikennoissa nimellisjännite on noin 7,4 V. Täyslatausjännite riippuu kennon spesifikaatiosta ja latausjärjestelmästä.

2S-kokoonpanoa voidaan käyttää pienikokoisissa kannettavissa laitteissa, kannettavissa tuotteissa ja pienissä akuissa, jotka vaativat suuremman jännitteen kuin yksi kenno pystyy tarjoamaan.

3S akkupaketti

3S-paketti sisältää kolme sarjaryhmää.

Tavallisia 3,7 V kennoja käytettäessä nimellisjännite on noin 11,1 V. 3S-rakennetta käytetään yleisesti 12V-luokan litiumioniakuissa. The Esimerkki 12V 18650 akkupakkauksesta näyttää, kuinka 3S-konfiguraatio muuttuu solujen määräksi, jännitteeksi ja kapasiteetiksi.

Lyhyt esimerkki:

• 3S1P = kolme solua

• 3S2P = kuusi solua

• 3S3P = yhdeksän solua

The 18650-akun jänniteopas selittää, kuinka nimellis-, täyte- ja katkaisujännite muuttuvat sarjalaskennan mukaan.

4S akkupaketti

4S-pakkaus sisältää neljä sarjaryhmää.

3,7 V kennoja käytettäessä nimellisjännite on noin 14,8 V. Sitä pidetään yleensä korkeamman jännitteen pakettina kuin tavallinen 12 V-luokan 3S-paketti.

4S-kokoonpanoa voidaan käyttää, kun laitteet, laturi ja suojajärjestelmä on suunniteltu tälle jännitealueelle.

Mitä 1P, 2P ja 3P tarkoittavat?

Kirjain 'P' tarkoittaa kunkin sarjaryhmän sisällä rinnakkain kytkettyjen solujen määrää.

1P-kokoonpano

1P-kokoonpanossa on yksi solu jokaisessa rinnakkaisryhmässä.

Esimerkkejä:

• 1S1P: yksi solu

• 3S1P: kolme solua

• 4S1P: neljä solua

Kunkin sarjaryhmän kapasiteetti on yhtä suuri kuin yhden solun kapasiteetti.

2P-kokoonpano

2P-konfiguraatiossa on kaksi solua kytkettynä rinnakkain kussakin ryhmässä.

Esimerkkejä:

• 1S2P: kaksi solua

• 3S2P: kuusi solua

• 4S2P: kahdeksan solua

Kunkin rinnakkaisryhmän kapasiteetti on noin kaksi kertaa yhden solun kapasiteetti.

3P-kokoonpano

3P-kokoonpanossa on kolme rinnakkaista solua kussakin ryhmässä.

Esimerkkejä:

• 1S3P: kolme solua

• 3S3P: yhdeksän solua

• 4S3P: kaksitoista solua

Suurempi rinnakkaisluku tarjoaa yleensä suuremman kapasiteetin ja virtakyvyn, mutta se lisää myös akun kokoa, painoa, kustannuksia ja lämmönhallintavaatimuksia. Rinnakkaislaskennan vaikutus pakkauskapasiteettiin, energiaan ja käyttöaikaan voidaan arvioida 18650 akun kapasiteetti ja käyttöaikalaskelmat.

Kuinka sarjaliitännät vaikuttavat jännitteeseen

Jännitteen peruskaava on:

Pakkauksen nimellisjännite = Kennon nimellisjännite × Sarjamäärä

3,7 V kennoa käyttämällä:

Todellinen jännitealue muuttuu latauksen ja purkamisen aikana. Nimellisjännitettä käytetään akun laskelmissa, kun taas täyslataus- ja katkaisujännitteet on sovitettava valittuun kennoon ja laitteistoon.

Kun valitset sarjamäärää, tarkista:

• Vaadittu laitteen syöttöjännite

• Suurin sallittu tulojännite

• Minimi käyttöjännite

• Laturin lähtöjännite

• BMS-sarjan määrä

• DC-DC-muuntimen tuloalue

Sarjamäärää ei tule valita pelkästään siksi, että pakkauksessa on merkintä '12V' tai '24V'.

Kuinka rinnakkaisliitännät vaikuttavat kapasiteettiin

Kapasiteetin peruskaava on:

Pakkauksen kapasiteetti (Ah) = Solun kapasiteetti (Ah) × Rinnakkaismäärä

3000 mAh tai 3Ah soluja käyttämällä:

Esimerkeillä 3S2P ja 4S2P on sama teoreettinen kapasiteetti, kun käytetään samoja kennoja, mutta niiden jännitetasot ovat erilaiset, koska niiden sarjamäärät ovat erilaiset.

Kapasiteetti tulee laskea todellisesta kennokapasiteetista eikä yleiseen tuotetarraan painetusta enimmäiskapasiteetista. Kennon kapasiteetti voi vaihdella purkausvirran, lämpötilan, katkaisujännitteen ja testiolosuhteiden mukaan.

Kuinka rinnakkaisliitännät vaikuttavat nykyiseen kapasiteettiin

Rinnakkaiset kennot voivat myös lisätä akun teoreettista virtakapasiteettia.

Yksinkertaistettu kaava on:

Rinnakkaisvirran kyky = Kennojen jatkuva virta × Rinnakkaismäärä

Jos yhden kennon jatkuva purkausteho on 10 A:

• 1P: noin 10A

• 2P: noin 20A

• 3P: noin 30A

Nämä luvut ovat teoreettisia arvioita. Todellista pakkausvirran kapasiteettia voivat rajoittaa:

• BMS-luokitus

• Nikkelinauhat tai virtakiskot

• Hitsauksen laatu

• Johdon mittari

• Liittimen luokitus

• Solun lämpötila

• Solun sisäinen vastus

• Kotelon lämmönpoisto

Huippuvirta ja jatkuva virta on laskettava erikseen. Lyhyttä pulssia tukeva kenno ei välttämättä sovellu jatkuvaan toimintaan samalla virralla. Suuritehoisille laitteille on verrattava valitun kennon jatkuva- ja huippuvirtarajoja käyttämällä High Drain 18650 akku valinta.

Kuinka ymmärtää 3S2P- ja 4S2P-kokoonpanot

3S2P-akku

3S2P-paketti sisältää kuusi solua:

• Kolme sarjaryhmää

• Kaksi rinnakkaista solua kussakin ryhmässä

• Solujen kokonaismäärä: 3 × 2 = 6

Käyttää 3,7 V, 3000 mAh kennoja:

• Nimellisjännite: noin 11,1 V

• Kapasiteetti: noin 6 Ah

• Nimellisenergia: noin 66,6 Wh

4S2P-akku

4S2P-paketti sisältää kahdeksan solua:

• Neljä sarjaryhmää

• Kaksi rinnakkaista solua kussakin ryhmässä

• Solujen kokonaismäärä: 4 × 2 = 8

Käyttämällä samoja soluja:

• Nimellisjännite: noin 14,8 V

• Kapasiteetti: noin 6 Ah

• Nimellisenergia: noin 88,8 Wh

Kapasiteetti on sama molemmissa esimerkeissä, koska molemmat käyttävät 2P:tä. Energia on erilainen, koska 4S2P-paketissa on korkeampi nimellisjännite.

Sarjojen, rinnakkaisuuden, kapasiteetin ja energian nopeaa vertailua varten käytä 18650 Akkulaskin.

Kuinka laskea solujen kokonaismäärä

Solujen kokonaismäärä on:

Solujen kokonaismäärä = Sarjojen määrä × Rinnakkaismäärä

Esimerkkejä:

Tämä kaava antaa sähkösolujen määrän. Fyysinen akkupakkaus saattaa vaatia lisätilaa:

• Solujen pidikkeet

• Eristys

• BMS

• Lämpötila-anturit

• Johdot

• Liittimet

• Asuminen

• Mekaaniset tuet

Kuinka yhdistää 18650-solut turvallisesti

Käytä täsmäytyssoluja

Saman pakkauksen soluissa tulee olla:

• Sama malli

• Sama kemia

• Samanlainen kapasiteetti

• Samanlainen sisäinen vastus

• Sama ikä ja kiertohistoria

• Samanlainen lataustila ennen asennusta

Eri ominaisuuksien omaavien kennojen sekoittaminen voi johtaa epätasaiseen jännitteen, lämpötilan ja virran jakautumiseen. Tuotantopakkausten osalta nämä tarkastukset muodostavat perustan kennovastaavuus 18650-akussa , jossa kapasiteetti, sisäinen vastus, jännite, ikä ja erän tasaisuus arvioidaan yhdessä.

Käytä oikeita sähköliitäntöjä

Tuotantoakkupakkauksissa lieriömäiset kennot liitetään normaalisti pistehitsatuilla nikkeliliuskoilla tai sopivilla kiskoilla.

Johtojen juottaminen suoraan kennorunkoon voi siirtää liiallista lämpöä kennoon ja vahingoittaa sisäistä rakennetta. Kytkentätapa tulee valita pakkausvirran, tuotantoprosessin ja turvallisuusvaatimusten mukaan.

Lisää eristys ja mekaaninen suojaus

Kokoonpanon tulee sisältää asianmukaiset:

• Solujen pidikkeet

• Eristyspaperi

• Päätteen suojaus

• Kalapaperi tai eristyslevyt

• Suojaavat hihat

• Solujen välinen etäisyys

• Asumisen tuki

Positiivinen napa ja ulompi negatiivinen kotelo on suojattava tahattomalta kosketukselta johtavien materiaalien kanssa. Jos kenno sisältää integroidun suojapiirin, sen mitat ja käyttötapa voivat poiketa suojaamattomasta solusta; suojatut ja suojaamattomat 18650 akut vertaavat näitä kahta muotoa.

Vältä oikosulkuja

Oikosulku voi aiheuttaa erittäin suuren virran ja nopean lämpenemisen. Kokoamisen aikana:

• Pidä metallityökalut loitolla näkyvistä liittimistä.

• Älä aseta irrallisia kennoja yhteen johtavien esineiden kanssa.

• Suojaa keskeneräiset pakkaukset käsittelyn aikana.

• Tarkista jokaisen soluryhmän napaisuus.

• Tarkista nikkelinauhat ja hitsauskohdat ennen lopullisen eristyksen asentamista.

Älä sekoita sarjaryhmiä rennosti

Jokaisen sarjaryhmän tulee sisältää soluja, joilla on samanlainen suorituskyky. Heikko ryhmä voi rajoittaa koko akkua ja aiheuttaa suojauksen varhaisen aktivoitumisen. Kapasiteetti, sisäinen vastus ja kuormituksen käyttäytyminen tulee tarkistaa ennen solujen ryhmittelyä. 18650-akun kapasiteetti ja terveystestit hahmottelevat käytännön tavan varmistaa ne.

Miksi 18650-akkupakkaus tarvitsee BMS:n?

BMS eli akunhallintajärjestelmä valvoo ja suojaa ladattavia litiumioniakkuja.

BMS on erityisen tärkeä, kun kennot kytketään sarjaan, koska yksittäiset ryhmät eivät välttämättä pysy täsmälleen samassa jännitteessä latauksen ja purkamisen aikana.

Tyypillisiä BMS-toimintoja ovat:

• Ylilataussuoja

• Ylipurkaussuoja

• Ylivirtasuojaus

• Oikosulkusuojaus

• Lämpötilan seuranta

• Kennojen jännitteen valvonta

• Solujen tasapainotus

BMS:n on vastattava akun kokoonpanoa. 3S-akku vaatii yleensä 3S BMS:n, kun taas 4S-akku vaatii 4S BMS:n.

BMS-virran nimellisarvon tulee myös vastata odotettua jatkuvaa ja huippukuormaa. Pelkästään BMS:n valitseminen sarjamäärän mukaan ei riitä.

BMS on suunniteltava pakkauksen sarjamäärän, virtaprofiilin, tasapainotustarpeiden ja suojausrajojen mukaan. 18650 akkupaketin BMS-suunnittelu yhdistää nämä vaatimukset.

Laturivaatimukset sarja-rinnakkaispakkauksille

Laturin on vastattava sarjamäärää ja kennokemiaa.

Suurempi sarjamäärä vaatii suuremman latausjännitteen. Laturia ei tule valita vain akun markkinointimerkinnän mukaan. The turvallinen 18650 akun latausopas selittää, kuinka laturin jännite, latausvirta ja latausaika tulee sovittaa pakkaukseen.

Ennen kuin valitset laturin, varmista:

• Akun kemia

• Sarjojen määrä

• Suurin latausjännite

• Latausvirta

• BMS-yhteensopivuus

• Laitteen latausvaatimukset

• Solun valmistajan tiedot

3S- ja 4S-paketilla voi olla samanlainen kapasiteetti, kun ne käyttävät samaa rinnakkaislaskentaa, mutta ne vaativat erilaiset latausjänniteasetukset.

Yleisiä 18650-akkujen liittämisen virheitä

1. Sekava sarjalaskenta rinnakkaislaskennan kanssa.

2. Olettaen, että 2P tarkoittaa vain kahta solua koko paketissa.

3. Kerrotaan kapasiteetti sarjamäärällä.

4. Nimellis- ja täyden latausjännitteen välisen eron huomioimatta.

5. Käyttämällä soluja, joiden kapasiteetti tai ikä on erilainen.

6. Kennojen yhdistäminen eri lataustasoilla.

7. Väärin luokiteltua BMS:ää käytetään.

8. Laturin valitseminen ilman sarjamäärän tarkistamista.

9. Juotos suoraan kennoihin ilman lämmön säätelyä.

10. Positiivisen navan ympärillä oleva eristys huomioimatta.

11. Luotetaan teoreettiseen virtalaskelmaan ilman BMS:n ja johdotuksen tarkistamista.

12. Valmiin akun testaaminen aiotulla kuormituksella epäonnistui.

UKK

Mitä eroa on sarja- ja rinnakkaisliitännöillä?

Sarjakytkentä lisää jännitettä, kun taas rinnakkaisliitäntä lisää kapasiteettia ja teoreettista virtakykyä.

Mitä 3S2P tarkoittaa 18650-akussa?

3S2P tarkoittaa kolmea sarjaryhmää, joissa kussakin ryhmässä on kaksi solua rinnakkain. Pakkaus sisältää yhteensä kuusi solua.

Kuinka monta kennoa on 4S2P-akussa?

4S2P-paketti sisältää kahdeksan solua, koska:

4 × 2 = 8

Lisääkö 18650 akun kytkeminen sarjaan kapasiteettia?

Ei. Sarjakytkennät lisäävät jännitettä. Kapasiteetti ampeeritunteina pysyy suunnilleen samana kuin yksi kenno tai yksi rinnakkaisryhmä.

Lisääkö 18650 akun kytkeminen rinnan jännitettä?

Ei. Rinnakkaisliitännät ylläpitävät suunnilleen saman jännitteen ja lisäävät kapasiteettia ja virtakykyä.

Mitä 1S3P tarkoittaa?

1S3P tarkoittaa yhtä sarjaryhmää, joka sisältää kolme rinnakkaista solua. 3000 mAh:n kennoilla paketissa on noin 3,7 V nimellisjännite ja 9 Ah kapasiteetti.

Mitä BMS:ää tarvitaan 3S2P-pakkaukseen?

3S2P-paketti vaatii yleensä 3S BMS:n. BMS:n on myös vastattava paketin latausvirtaa, jatkuvaa kuormitusvirtaa, huippuvirtaa, lämpötilavaatimuksia ja suojaustoimintoja.

Voidaanko eri 18650-kennoja kytkeä rinnakkain?

Samassa rinnakkaisryhmässä käytettävillä soluilla tulee olla sama malli ja samanlainen kapasiteetti, vastus, ikä ja varaustila. Sopimattomien solujen sekoittaminen voi aiheuttaa epätasaista virran jakautumista ja turvallisuusriskejä.

Kuinka lasken sarja-rinnakkaisakun kapasiteetin?

Käyttää:

Pakkauksen kapasiteetti = Solun kapasiteetti × Rinnakkaismäärä

Sarjaluku vaikuttaa jännitteeseen, kun taas rinnakkaisluku vaikuttaa ampeerituntikapasiteettiin.

Onko 3S2P-akku tehokkaampi kuin 3S1P-akku?

3S2P-paketti tarjoaa yleensä noin kaksinkertaisen kapasiteetin ja teoreettisen virtakapasiteetin kuin samoilla kennoilla tehty 3S1P-paketti. Todellista tehoa rajoittavat BMS, johdotukset, liittimet ja lämpörakenne.

Mukautettu 18650-akkupaketti

Sarja- ja rinnakkaislaskelmat antavat sähköisen perustan akulle, mutta lopputuote vaatii myös mekaanisen ja suojaussuunnittelun. OEM-projekteissa sähkökokoonpano tulee arvioida myös laitteen tehon, käyttöajan, käytettävissä olevan tilan, latauksen, lämpötilan ja validointivaatimusten ohella. 18650 akun valinta OEM-laitteelle.

OEM-projektit saattavat tarvita mukautettuja:

• Sarja- ja rinnakkaiskokoonpano

• Jännite

• Kapasiteetti

• Solutyyppi

• BMS

• Liitin

• Langan pituus

• Asuminen

• Lämpötila-anturi

• Asennusrakenne

ZERNE:n 18650 Battery Pack -ratkaisut tukevat räätälöityjä solujen valintaa, BMS-integrointia, liitinkokoonpanoa, näytetestausta ja tuotantovaatimuksia.

Projekteihin, joissa on tietyt mitat, kapasiteetti, jännite tai virtavaatimukset, räätälöityjä 18650 akkuratkaisuja voidaan kehittää laitteiden sähköisten ja mekaanisten olosuhteiden mukaan.

Johtopäätös

18650-akun kytkeminen sarjaan ja rinnan mahdollistaa akkupakkauksen täyttävän erilaiset jännite-, kapasiteetti- ja virtavaatimukset.

Pääperiaatteet ovat:

• Sarjojen määrä määrittää jännitteen.

• Rinnakkaisluku määrittää kapasiteetin.

• Rinnakkaiset kennot voivat myös lisätä teoreettista virtakapasiteettia.

• Solujen kokonaismäärä yhtä suuri sarjaluku kerrottuna rinnakkaismäärällä.

• 3S2P sisältää kuusi solua.

• 4S2P sisältää kahdeksan solua.

• BMS:n on vastattava sarjamäärää ja nykyisiä vaatimuksia.

• Solut on sovitettava yhteen ja eristettävä kunnolla.

• Laturin on vastattava akun kemiaa ja sarjakokoonpanoa.

Oikeassa suunnittelussa on otettava huomioon enemmän kuin liitäntätarra. Kennojen tekniset tiedot, BMS-suojaus, johdotus, lämpöolosuhteet, kotelointitila, laturin vaatimukset ja laitteiden todelliset kuormitukset on kaikki tarkistettava ennen tuotantoa.