दृश्य: 0 लेखक: ZERNE बैटरी तकनीकी सामग्री टीम प्रकाशन समय: 2026-08-26 उत्पत्ति: साइट
लिथियम-आयन बैटरी पैक क्षमता की गणना के लिए प्रत्येक सेल पर मुद्रित क्षमता को जोड़ने से अधिक की आवश्यकता होती है।
अंतिम क्षमता इस बात पर निर्भर करती है कि कोशिकाएँ कैसे जुड़ी हैं:
श्रृंखला कनेक्शन वोल्टेज बढ़ाते हैं।
समानांतर कनेक्शन से amp-घंटे की क्षमता बढ़ती है।
श्रृंखला-समानांतर विन्यास वोल्टेज और क्षमता दोनों को बढ़ाता है।
उदाहरण के लिए, चार 3.7 वी, 1000 एमएएच कोशिकाओं को विभिन्न तरीकों से व्यवस्थित किया जा सकता है:
4एस1पी: लगभग 14.8 वी, 1000 एमएएच
2एस2पी: लगभग 7.4 वी, 2000 एमएएच
1एस4पी: लगभग 3.7 वी, 4000 एमएएच
इसलिए समान संख्या में सेल बहुत भिन्न बैटरी पैक विनिर्देश उत्पन्न कर सकते हैं।
यह मार्गदर्शिका बताती है कि mAh, Ah और Wh में लिथियम-आयन बैटरी पैक क्षमता की गणना कैसे करें। यह रेटेड क्षमता और प्रयोग करने योग्य क्षमता के बीच अंतर को भी स्पष्ट करता है ताकि OEM इंजीनियर अधिक सटीक बैटरी विनिर्देश तैयार कर सकें।
वोल्टेज, क्षमता, बीएमएस और रनटाइम के बीच व्यापक संबंध के लिए देखें लिथियम-आयन बैटरी पैक डिज़ाइन: वोल्टेज, क्षमता, बीएमएस और रनटाइम.
समान क्षमता वाली मिलानयुक्त कोशिकाओं के लिए:
पैक क्षमता (आह) = एक सेल की क्षमता (आह) × समानांतर में कोशिकाओं की संख्या
पैक क्षमता (एमएएच) = एक सेल की क्षमता (एमएएच) × समानांतर सेल समूहों की संख्या
पैक वोल्टेज (वी) = नाममात्र सेल वोल्टेज (वी) × श्रृंखला में कोशिकाओं की संख्या
पैक ऊर्जा (Wh) = पैक वोल्टेज (V) × पैक क्षमता (Ah)
श्रृंखला में जुड़े सेलों की संख्या को S द्वारा दर्शाया जाता है । समानांतर में जुड़ी कोशिकाओं की संख्या को P द्वारा दर्शाया जाता है.
उदाहरण के लिए:
2S1P का अर्थ है श्रृंखला में दो सेल और एक समानांतर पथ।
1S2P का अर्थ है श्रृंखला में एक कोशिका समूह और समानांतर में दो कोशिकाएँ।
3S2P का अर्थ है प्रत्येक समूह में दो समानांतर कोशिकाओं वाले तीन श्रृंखला समूह।
बैटरी पैक की गणना करने से पहले, तीन बुनियादी मूल्यों के बीच अंतर करना महत्वपूर्ण है।
क्षमता बताती है कि एक बैटरी कितना विद्युत चार्ज संग्रहित कर सकती है। इसे सामान्यतः इसमें व्यक्त किया जाता है:
मिलीएम्प-घंटे, या एमएएच
एम्प-घंटे, या आह
रूपांतरण है:
1 आह = 1000 एमएएच
एक 3000 एमएएच सेल 3 एएच सेल के बराबर है।
वोल्टेज बैटरी की विद्युत क्षमता का वर्णन करता है। इसे सामान्यतः वोल्ट में व्यक्त किया जाता है।
कई मानक लिथियम-आयन और लिथियम-पॉलीमर कोशिकाओं के लिए, नाममात्र वोल्टेज लगभग 3.6 V या 3.7 V है। सटीक मान सेल रसायन विज्ञान और निर्माता विनिर्देश पर निर्भर करता है।
ऊर्जा वोल्टेज और क्षमता को जोड़ती है। इसे वाट-घंटे में व्यक्त किया जाता है।
ऊर्जा (Wh) = वोल्टेज (V) × क्षमता (Ah)
यदि बैटरी वोल्टेज अलग है तो उच्च एमएएच रेटिंग का मतलब हमेशा उच्च कुल ऊर्जा नहीं होता है।
उदाहरण के लिए:
3.7 वी × 2 आह = 7.4 क
7.4 वी × 2 आह = 14.8 क
दोनों पैकों की amp-घंटे की क्षमता समान है लेकिन ऊर्जा अलग-अलग है क्योंकि उनके वोल्टेज अलग-अलग हैं।
जब सेल श्रृंखला में जुड़े होते हैं, तो एक सेल का सकारात्मक टर्मिनल अगले सेल के नकारात्मक टर्मिनल से जुड़ जाता है।
श्रृंखला कनेक्शन वोल्टेज बढ़ाते हैं।
श्रृंखला में जुड़े मिलान वाले सेल के लिए:
वोल्टेज बढ़ जाता है
आह क्षमता लगभग समान रहती है
वोल्टेज बढ़ने से कुल ऊर्जा बढ़ती है
मान लें कि प्रत्येक कोशिका में है:
नाममात्र वोल्टेज: 3.7 वी
क्षमता: 1000 एमएएच
2S1P पैक में श्रृंखला में दो सेल होते हैं।
पैक वोल्टेज:
3.7 वी × 2 = 7.4 वी
पैक क्षमता:
1000 एमएएच
ऊर्जा पैक करें:
7.4 वी × 1 आह = 7.4 क
इसलिए, 2S1P बैटरी पैक लगभग है:
7.4 वी, 1000 एमएएच, 7.4 डब्ल्यूएच
विन्यास |
कोशिकाओं की संख्या |
नाममात्र वोल्टेज |
क्षमता |
|---|---|---|---|
1एस1पी |
1 |
3.7 वी |
1000 एमएएच |
2एस1पी |
2 |
7.4 वी |
1000 एमएएच |
3एस1पी |
3 |
11.1 वी |
1000 एमएएच |
4एस1पी |
4 |
14.8 वी |
1000 एमएएच |
ये 3.7 वी कोशिकाओं पर आधारित नाममात्र मूल्य हैं। फुल-चार्ज वोल्टेज अधिक है और चार्जर और सुरक्षा प्रणाली का चयन करते समय इस पर विचार किया जाना चाहिए।
जब कोशिकाओं को समानांतर में जोड़ा जाता है, तो उनके सकारात्मक टर्मिनल एक साथ जुड़े होते हैं और उनके नकारात्मक टर्मिनल एक साथ जुड़े होते हैं।
समानांतर कनेक्शन से क्षमता बढ़ती है.
समानांतर में जुड़े मिलान कोशिकाओं के लिए:
वोल्टेज लगभग समान रहता है
आह क्षमता बढ़ती है
मौजूदा क्षमता बढ़ सकती है
क्षमता बढ़ने से कुल ऊर्जा बढ़ती है
मान लें कि प्रत्येक कोशिका में है:
नाममात्र वोल्टेज: 3.7 वी
क्षमता: 1000 एमएएच
1S2P पैक में समानांतर में दो सेल होते हैं।
पैक वोल्टेज:
3.7 वी
पैक क्षमता:
1000 एमएएच × 2 = 2000 एमएएच
ऊर्जा पैक करें:
3.7 वी × 2 आह = 7.4 क
इसलिए, 1S2P बैटरी पैक लगभग है:
3.7 वी, 2000 एमएएच, 7.4 डब्ल्यूएच
विन्यास |
कोशिकाओं की संख्या |
नाममात्र वोल्टेज |
क्षमता |
|---|---|---|---|
1एस1पी |
1 |
3.7 वी |
1000 एमएएच |
1S2P |
2 |
3.7 वी |
2000 एमएएच |
1S3P |
3 |
3.7 वी |
3000 एमएएच |
1S4P |
4 |
3.7 वी |
4000 एमएएच |
समानांतर क्षमता गणना यह मानती है कि कोशिकाओं का मॉडल, क्षमता, स्थिति और विद्युत विशेषताएँ समान हैं।
एक श्रृंखला-समानांतर बैटरी पैक दोनों कनेक्शन विधियों को जोड़ता है।
सामान्य सूत्र हैं:
पैक वोल्टेज = सेल वोल्टेज × एस
पैक क्षमता = सेल क्षमता × पी
कुल कोशिका गणना = S × P
कहाँ:
S = श्रृंखला में कोशिकाओं की संख्या
P = समानांतर में कोशिकाओं की संख्या
मान लें कि प्रत्येक कोशिका में है:
नाममात्र वोल्टेज: 3.7 वी
क्षमता: 1000 एमएएच
2S2P पैक के लिए:
पैक वोल्टेज:
3.7 वी × 2 = 7.4 वी
पैक क्षमता:
1000 एमएएच × 2 = 2000 एमएएच
कोशिकाओं की कुल संख्या:
2 × 2 = 4 सेल
ऊर्जा पैक करें:
7.4 वी × 2 आह = 14.8 क
परिणाम यह है:
7.4 वी, 2000 एमएएच, 14.8 डब्ल्यूएच
समान 3.7 वी, 1000 एमएएच कोशिकाओं का उपयोग करना:
पैक वोल्टेज:
3.7 वी × 3 = 11.1 वी
पैक क्षमता:
1000 एमएएच × 2 = 2000 एमएएच
कोशिकाओं की कुल संख्या:
3 × 2 = 6 सेल
ऊर्जा पैक करें:
11.1 वी × 2 आह = 22.2 क
परिणाम यह है:
11.1 वी, 2000 एमएएच, 22.2 डब्ल्यूएच
ये कॉन्फ़िगरेशन डिवाइस संगतता को कैसे प्रभावित करते हैं, इसकी व्यापक व्याख्या के लिए देखें श्रृंखला बनाम समानांतर बैटरी पैक.
यदि लक्ष्य क्षमता और व्यक्तिगत सेल क्षमता ज्ञात है, तो समानांतर कोशिकाओं की आवश्यक संख्या का अनुमान लगाया जा सकता है:
समानांतर गणना = लक्ष्य पैक क्षमता ÷ सेल क्षमता
मान लीजिए:
लक्ष्य नाममात्र वोल्टेज: 7.4 वी
लक्ष्य क्षमता: 3000 एमएएच
सेल नाममात्र वोल्टेज: 3.7 V
सेल क्षमता: 1500 एमएएच
चरण 1: श्रृंखला संख्या निर्धारित करें।
7.4 वी ÷ 3.7 वी = 2एस
चरण 2: समानांतर गिनती निर्धारित करें।
3000 एमएएच ÷ 1500 एमएएच = 2पी
प्रारंभिक विन्यास है:
2एस2पी
कोशिकाओं की कुल संख्या:
2 × 2 = 4 सेल
मान लीजिए:
लक्ष्य नाममात्र वोल्टेज: 11.1 वी
लक्ष्य क्षमता: 5000 एमएएच
सेल नाममात्र वोल्टेज: 3.7 V
सेल क्षमता: 2500 एमएएच
शृंखला गिनती:
11.1 वी ÷ 3.7 वी = 3एस
समानांतर गिनती:
5000 एमएएच ÷ 2500 एमएएच = 2पी
प्रारंभिक विन्यास है:
3एस2पी
कोशिकाओं की कुल संख्या:
3 × 2 = 6 सेल
यह गणना एक प्रारंभिक कॉन्फ़िगरेशन प्रदान करती है. अंतिम डिज़ाइन को अभी भी वर्तमान मांग, उपलब्ध स्थान, सेल डिस्चार्ज क्षमता, सुरक्षा आवश्यकताओं और उत्पादन व्यवहार्यता को सत्यापित करने की आवश्यकता है।
एम्प-घंटे की क्षमता समान वोल्टेज वाली बैटरियों की तुलना करने के लिए उपयोगी है। विभिन्न वोल्टेज स्तरों के साथ पैक की तुलना करने पर वाट-घंटे अधिक उपयोगी होते हैं।
सूत्र है:
पैक ऊर्जा (Wh) = नाममात्र पैक वोल्टेज (V) × पैक क्षमता (Ah)
बैटरी का संकुल |
क्षमता |
ऊर्जा |
|---|---|---|
3.7 वी, 2000 एमएएच |
2 आह |
7.4 क |
7.4 वी, 2000 एमएएच |
2 आह |
14.8 क |
11.1 वी, 2000 एमएएच |
2 आह |
22.2 क |
14.8 वी, 2000 एमएएच |
2 आह |
29.6 क |
इस उदाहरण में एमएएच मान समान है, लेकिन कुल ऊर्जा वोल्टेज के साथ बदलती है।
यही कारण है कि ओईएम टीमों को अकेले एमएएच का उपयोग करके बैटरी पैक की तुलना नहीं करनी चाहिए। जब वोल्टेज भिन्न हो, तो वाट-घंटे की भी तुलना करें।
बैटरी पर मुद्रित क्षमता आम तौर पर निर्दिष्ट परीक्षण शर्तों के तहत मापी गई रेटेड या नाममात्र क्षमता होती है।
वास्तविक प्रयोग करने योग्य क्षमता निम्न कारणों से कम हो सकती है:
करंट डिस्चार्ज करें
कटऑफ वोल्टेज
तापमान
कोशिका उम्र बढ़ना
आंतरिक प्रतिरोध
बीएमएस सुरक्षा सीमाएँ
डिवाइस पावर रूपांतरण
आवश्यक सेवा-जीवन आरक्षित
एक सरल वैचारिक सूत्र है:
प्रयोग करने योग्य क्षमता ≈ रेटेड क्षमता × लागू व्युत्पन्न कारक
व्युत्पन्न कारक एक सार्वभौमिक संख्या नहीं है। इसे सेल डेटाशीट, डिस्चार्ज शर्तों और एप्लिकेशन आवश्यकताओं के अनुसार स्थापित किया जाना चाहिए।
उदाहरण के लिए, एक 2000 एमएएच पैक प्रत्येक एप्लिकेशन में बिल्कुल 2000 एमएएच प्रदान नहीं कर सकता है यदि:
भार अधिक है;
सेल के न्यूनतम वोल्टेज तक पहुंचने से पहले डिवाइस बंद हो जाता है;
तापमान कम है;
पैक पुराना हो गया है;
बीएमएस सुरक्षा के लिए लोड को डिस्कनेक्ट कर देता है।
इसलिए पैक को दोनों के साथ निर्दिष्ट किया जाना चाहिए:
रेटेड क्षमता
परिभाषित शर्तों के तहत आवश्यक प्रयोग करने योग्य क्षमता
मूल क्षमता सूत्र मानता है कि सभी कोशिकाएँ मेल खाती हैं।
एक ही पैक में उपयोग किए गए सेल निम्नलिखित के संदर्भ में संगत होने चाहिए:
क्षमता
वोल्टेज
आंतरिक प्रतिरोध
सेल मॉडल
उत्पादन बैच
उम्र बढ़ने की स्थिति
प्रभार अवस्था
यदि कोशिकाओं में काफी भिन्न विशेषताएं हैं, तो सबसे कमजोर कोशिका अन्य की तुलना में अपनी वोल्टेज सीमा तक पहले पहुंच सकती है। इससे पूरे पैक की उपयोग करने योग्य क्षमता कम हो सकती है और संतुलन आवश्यकताओं में वृद्धि हो सकती है।
सेल असंगति की गहन चर्चा के लिए देखें लिथियम-आयन बैटरी पैक असंगत क्यों हो जाते हैं और क्या करें?.
ओईएम विनिर्देश में, केवल लक्ष्य बैटरी क्षमता बताने के बजाय आवश्यक सेल मॉडल और मिलान आवश्यकताओं को परिभाषित करना बेहतर है।
एक उच्च क्षमता वाली सेल आवश्यक समानांतर कोशिकाओं की संख्या को कम कर सकती है, लेकिन यह भौतिक रूप से बड़ी भी हो सकती है या इसमें अलग-अलग डिस्चार्ज विशेषताएँ हो सकती हैं।
OEM इंजीनियरों को मूल्यांकन करना चाहिए:
सेल आयाम
पैक लेआउट
उपलब्ध स्थान
लक्ष्य क्षमता
वर्तमान मांग
वज़न
तापीय स्थितियाँ
सेल उपलब्धता
उदाहरण के लिए, 3000 एमएएच सेल 1500 एमएएच सेल की तुलना में छोटी समानांतर गिनती की अनुमति दे सकता है। हालाँकि, यदि 3000 एमएएच सेल बहुत बड़ा है या आवश्यक करंट को पूरा नहीं कर सकता है, तो यह सबसे अच्छा विकल्प नहीं हो सकता है।
इसलिए क्षमता गणना को यांत्रिक और विद्युत व्यवहार्यता समीक्षा के साथ जोड़ा जाना चाहिए।
मान लें कि OEM डिवाइस की आवश्यकता है:
नाममात्र वोल्टेज: लगभग 7.4 V
लक्ष्य क्षमता: 4000 एमएएच
सेल नाममात्र वोल्टेज: 3.7 V
सेल क्षमता: 2000 एमएएच
चरण 1: श्रृंखला गणना की गणना करें।
7.4 वी ÷ 3.7 वी = 2एस
चरण 2: समानांतर गणना की गणना करें।
4000 एमएएच ÷ 2000 एमएएच = 2पी
चरण 3: कुल सेल गिनती की गणना करें।
2S × 2P = 4 सेल
चरण 4: नाममात्र ऊर्जा की गणना करें।
7.4 वी × 4 आह = 29.6 क
प्रारंभिक पैक विशिष्टता है:
2S2P, 7.4 V नाममात्र, 4000 mAh, लगभग 29.6 Wh
इस कॉन्फ़िगरेशन को स्वीकृत करने से पहले, OEM और बैटरी निर्माता को सत्यापित करना चाहिए:
क्या कोशिकाएं आवश्यक धारा की आपूर्ति कर सकती हैं;
क्या पैक उपलब्ध स्थान पर फिट बैठता है;
क्या संतुलन के साथ बीएमएस की आवश्यकता है;
क्या चार्जर संगत है;
क्या कनेक्टर और वायरिंग लोड का समर्थन करते हैं;
क्या लक्ष्य क्षमता आवश्यक परीक्षण शर्तों के तहत मापी गई है।
दो 1000 एमएएच सेल से बना 2S1P पैक 2000 एमएएच पैक नहीं है। यह लगभग 7.4 V और 1000 mAh है।
यदि पैक कई समानांतर पथों का उपयोग करता है, तो क्षमता को समानांतर कोशिकाओं की संख्या से गुणा किया जाना चाहिए।
3.7 वी पर 2000 एमएएच पैक और 7.4 वी पर 2000 एमएएच पैक में समान मात्रा में ऊर्जा नहीं होती है।
नाममात्र ऊर्जा की गणना आम तौर पर नाममात्र वोल्टेज का उपयोग करके की जाती है, अधिकतम चार्जिंग वोल्टेज का नहीं।
वास्तविक प्रयोग करने योग्य क्षमता वर्तमान, तापमान, कटऑफ वोल्टेज, उम्र बढ़ने और सुरक्षा सेटिंग्स पर निर्भर करती है।
विभिन्न क्षमताओं, आंतरिक प्रतिरोध या उम्र बढ़ने की स्थिति वाली कोशिकाओं को एक ही पैक में आकस्मिक रूप से संयोजित नहीं किया जाना चाहिए।
अकेले क्षमता की गणना रनटाइम निर्धारित नहीं करती है। रनटाइम डिवाइस की शक्ति और सिस्टम दक्षता पर भी निर्भर करता है।
अलग रनटाइम गणना पद्धति के लिए, देखें लिथियम बैटरी पैक के लिए रनटाइम की गणना कैसे करें.
बैटरी पैक कोटेशन का अनुरोध करने से पहले, पुष्टि करें:
लक्ष्य नाममात्र वोल्टेज
न्यूनतम और अधिकतम डिवाइस वोल्टेज
एमएएच या आह में लक्ष्य क्षमता
Wh में आवश्यक उपयोगी ऊर्जा
सेल नाममात्र वोल्टेज
सेल रेटेड क्षमता
आवश्यक श्रृंखला गिनती
आवश्यक समानांतर गिनती
कुल कोशिका गिनती
निरंतर धारा
चरम धारा
परिचालन तापमान
उपलब्ध बैटरी स्थान
चार्जिंग विधि
बीएमएस या सुरक्षा आवश्यकताएँ
क्षमता परीक्षण की शर्तें
अपेक्षित रनटाइम
प्रोटोटाइप और उत्पादन मात्रा
क्षमता का आंकड़ा हमेशा एक परिभाषित परीक्षण स्थिति से जुड़ा होना चाहिए। केवल '4000 एमएएच बैटरी पैक' बताने वाला उद्धरण तब तक अधूरा है जब तक आपूर्तिकर्ता वोल्टेज, सेल मॉडल, कॉन्फ़िगरेशन और माप स्थितियों की पहचान नहीं करता है।
एक सेल की क्षमता को समानांतर में जुड़े सेल की संख्या से गुणा करें। उदाहरण के लिए, 2S2P कॉन्फ़िगरेशन में चार 1000 एमएएच सेल लगभग 2000 एमएएच क्षमता प्रदान करते हैं।
नहीं, एक श्रृंखला कनेक्शन वोल्टेज बढ़ाता है। एम्प-घंटे की क्षमता सामान्यतः एक समानांतर समूह की क्षमता के लगभग बराबर रहती है।
हाँ। एक समानांतर कनेक्शन समानांतर कोशिकाओं की संख्या के अनुसार amp-घंटे की क्षमता बढ़ाता है।
यदि प्रत्येक सेल को 3.7 वी और 1000 एमएएच पर रेट किया गया है, तो एक 2एस2पी पैक लगभग 7.4 वी और 2000 एमएएच का है, जिसमें कुल चार सेल हैं।
नाममात्र पैक वोल्टेज को amp-घंटे में क्षमता से गुणा करें। एक 7.4 V, 2 Ah पैक में लगभग 14.8 Wh नाममात्र ऊर्जा होती है।
नहीं, 7.4 वी, 2000 एमएएच पैक में 3.7 वी, 2000 एमएएच पैक की नाममात्र ऊर्जा लगभग दोगुनी है।
परिणाम डिस्चार्ज करंट, तापमान, कटऑफ वोल्टेज, सेल उम्र बढ़ने, आंतरिक प्रतिरोध, बीएमएस सेटिंग्स और माप स्थितियों से प्रभावित हो सकता है।
कुल कोशिका गिनती है:
कुल कोशिकाएँ = श्रृंखला गणना × समानांतर गणना
अंतिम गणना को वोल्टेज, क्षमता, करंट, आकार, वजन और सुरक्षा आवश्यकताओं को भी पूरा करना चाहिए।
लिथियम-आयन बैटरी पैक क्षमता की गणना श्रृंखला और समानांतर कनेक्शन के बीच अंतर को समझने से शुरू होती है।
मूल सूत्र हैं:
पैक वोल्टेज = सेल वोल्टेज × श्रृंखला गणना
पैक क्षमता = सेल क्षमता × समानांतर गणना
कुल कोशिकाएँ = श्रृंखला गणना × समानांतर गणना
पैक ऊर्जा = पैक वोल्टेज × आह में पैक क्षमता
उदाहरण के लिए, 3.7 वी, 1000 एमएएच कोशिकाओं का उपयोग करना:
1एस1पी = 3.7 वी, 1000 एमएएच
2एस1पी = 7.4 वी, 1000 एमएएच
1एस2पी = 3.7 वी, 2000 एमएएच
2एस2पी = 7.4 वी, 2000 एमएएच
ये गणनाएँ बैटरी पैक डिज़ाइन के लिए प्रारंभिक बिंदु प्रदान करती हैं। अंतिम बैटरी को अभी भी वर्तमान मांग, सेल मिलान, प्रयोग करने योग्य क्षमता, बीएमएस आवश्यकताओं, यांत्रिक फिट, चार्जिंग संगतता और उत्पादन व्यवहार्यता के लिए जांचा जाना चाहिए।