Paket Baterai 7.4V vs. 11.1V vs. 14.8V

Paket baterai 7,4V, 11,1V, dan 14,8V adalah platform tegangan umum untuk sistem baterai litium-ion dan litium-polimer yang dapat diisi ulang.

Mereka sering digunakan dalam:

• Peralatan elektronik portabel

• Perangkat genggam industri

• Peralatan medis

• Robotika

• peralatan RC

• Sistem drone

• Perkakas listrik

• Memantau produk

• Sistem energi kompak

Nilai tegangan ini biasanya sesuai dengan jumlah sel berbeda yang dihubungkan secara seri:

• 7.4V = 2S

• 11.1V = 3S

• 14.8V = 4S

Menggunakan sel litium standar dengan tegangan nominal sekitar 3,7V, ketiga konfigurasi tersebut memberikan rentang tegangan pengoperasian, tingkat energi, dan persyaratan pengisian daya yang berbeda.

Namun, memilih paket baterai tidak boleh dimulai dengan pertanyaan 'Tegangan mana yang lebih kuat?' Pemilihan yang benar bergantung pada perangkat host dan sistem daya lengkap.

Jawaban Singkat: Apa Bedanya?

Perbedaan utamanya adalah:

• Tegangan lebih tinggi dengan lebih banyak sel secara seri;

• Persyaratan pengisi daya yang berbeda;

• Persyaratan PASI yang berbeda;

• Permintaan saat ini yang berbeda untuk daya yang sama;

• Energi berbeda bila kapasitasnya sama;

• Kompatibilitas berbeda dengan perangkat host.

Baterai 14,8V tidak secara otomatis lebih baik dari baterai 7,4V. Ini hanya sesuai jika perangkat dan sistem tenaga dirancang untuk rentang tegangan tersebut.

1. Mengapa 7.4V, 11.1V dan 14.8V Sesuai dengan 2S, 3S dan 4S

Nilai 'S' mewakili jumlah sel atau grup sel yang terhubung secara seri.

Untuk sel nominal standar 3,7V:

Tegangan paket = Tegangan nominal sel × Jumlah seri

Karena itu:

• 3,7V × 2 = 7,4V;

• 3,7V × 3 = 11,1V;

• 3,7V × 4 = 14,8V.

Tegangan pengisian penuh yang sesuai biasanya didasarkan pada sekitar 4,2V per sel:

• 4.2V × 2 = 8.4V;

• 4.2V × 3 = 12.6V;

• 4.2V × 4 = 16.8V.

Ini adalah nilai referensi umum untuk sel LiPo dan lithium-ion standar yang dapat diisi ulang. Spesifikasi baterai sebenarnya harus selalu mengikuti model sel yang dipilih dan lembar data pabrikan.

Untuk penjelasan lengkap tentang konfigurasi 1S, 2S, 3S dan 4S, lihat Paket Baterai LiPo 1S, 2S, 3S dan 4S Dijelaskan.

2. Paket Baterai 7.4V

Paket baterai 7.4V biasanya merupakan konfigurasi 2S.

Karakteristik Dasar Kelistrikan

Paket standar 7.4V umumnya memiliki:

• Tegangan nominal: 7.4V;

• Tegangan muatan penuh: 8.4V;

• Dua kelompok sel secara seri;

• Kapasitas ditentukan oleh sel individual atau konfigurasi paralel.

Contoh: Paket 7.4V, 2000mAh

Paket 2S1P yang menggunakan dua sel 1000mAh menyediakan kira-kira:

• Tegangan nominal: 7.4V;

• Kapasitas: 1000mAh;

• Energi nominal: 7.4Wh.

Paket 2S2P yang menggunakan empat sel 1000mAh menyediakan kira-kira:

• Tegangan nominal: 7.4V;

• Kapasitas: 2000mAh;

• Energi nominal: 14,8Wh.

Tegangan tetap pada platform 7.4V, sedangkan hitungan paralel mengubah kapasitas dan kemampuan arus.

Kapan Paket 7.4V Cocok?

Paket 7.4V mungkin cocok ketika:

• Perangkat ini dirancang untuk rentang tegangan 2S;

• Produk ini menggunakan sistem tenaga tegangan menengah;

• Susunan seri dua sel yang ringkas sesuai dengan perangkat;

• Daya yang dibutuhkan dapat disalurkan pada arus yang tersedia;

• Pengisi daya dan BMS mendukung pengoperasian 2S.

ZERNE Halaman paket baterai litium 7.4V memberikan contoh paket baterai dengan kapasitas dan dimensi fisik berbeda.

3. Paket Baterai 11.1V

Paket baterai 11.1V biasanya merupakan konfigurasi 3S.

Karakteristik Dasar Kelistrikan

Paket standar 11.1V umumnya memiliki:

• Tegangan nominal: 11.1V;

• Tegangan muatan penuh: 12.6V;

• Tiga kelompok sel secara seri;

• Kapasitas ditentukan oleh sel individual atau konfigurasi paralel.

Contoh: Paket 11.1V, 2000mAh

Paket 3S1P yang menggunakan tiga sel 2000mAh menyediakan kira-kira:

• Tegangan nominal: 11.1V;

• Kapasitas: 2000mAh;

• Energi nominal: 22.2Wh.

Paket 3S2P yang menggunakan enam sel 2000mAh menyediakan kira-kira:

• Tegangan nominal: 11.1V;

• Kapasitas: 4000mAh;

• Energi nominal: 44,4Wh.

Kapan Paket 11.1V Cocok?

Paket 11.1V dapat dipertimbangkan ketika:

• Perangkat ini menggunakan platform tegangan 3S;

• Sistem tenaga memerlukan tegangan lebih tinggi dari 7.4V;

• Perangkat mendapatkan keuntungan dari arus yang lebih rendah dengan daya yang sama;

• Ruang yang tersedia dapat menampung tiga kelompok sel seri;

• Pengisi daya dan BMS mendukung pengoperasian 3S.

ZERNE Halaman paket baterai lithium 11.1V memberikan contoh konfigurasi paket baterai 3S tingkat produk.

4. Paket Baterai 14.8V

Paket baterai 14,8V biasanya merupakan konfigurasi 4S.

Karakteristik Dasar Kelistrikan

Paket standar 14.8V umumnya memiliki:

• Tegangan nominal: 14.8V;

• Tegangan muatan penuh: 16.8V;

• Empat kelompok sel secara seri;

• Kapasitas ditentukan oleh sel individual atau konfigurasi paralel.

Contoh: Paket 14.8V, 2000mAh

Paket 4S1P yang menggunakan empat sel 2000mAh menyediakan kira-kira:

• Tegangan nominal: 14.8V;

• Kapasitas: 2000mAh;

• Energi nominal: 29,6Wh.

Paket 4S2P yang menggunakan delapan sel 2000mAh menyediakan kira-kira:

• Tegangan nominal: 14.8V;

• Kapasitas: 4000mAh;

• Energi nominal: 59.2Wh.

Kapan Paket 14.8V Cocok?

Paket 14.8V dapat dipertimbangkan ketika:

• Perangkat ini dirancang untuk input 4S;

• Sistem tenaga listrik memerlukan tegangan yang lebih tinggi;

• Perangkat memerlukan arus yang lebih rendah untuk tingkat daya yang ditentukan;

• Ukuran dan berat paket dapat diterima;

• Pengisi daya dan BMS mendukung rentang tegangan 4S.

ZERNE Halaman paket baterai litium 14,8V memberikan contoh produk untuk paket baterai litium-polimer 4S.

5. Perbandingan Tegangan pada Kapasitas yang Sama

Untuk membandingkan ketiga platform voltase secara adil, asumsikan bahwa setiap paket memiliki kapasitas yang sama yaitu 2000mAh, atau 2Ah.

Paket tegangan tinggi mengandung lebih banyak energi nominal ketika kapasitas amp-jamnya sama.

Namun, ini tidak berarti paket tegangan tinggi dapat dihubungkan langsung ke perangkat apa pun. Rentang input perangkat, konverter, pengisi daya, BMS, dan pengontrol motor semuanya harus mendukung voltase yang dipilih.

6. Bagaimana Tegangan Mempengaruhi Arus

Untuk tingkat daya tertentu:

Arus = Daya ÷ Tegangan

Asumsikan perangkat memerlukan daya 20W.

Tegangan yang lebih tinggi dapat mengurangi arus yang dibutuhkan untuk daya yang sama. Hal ini mungkin mempengaruhi:

• ukuran kawat;

• Peringkat konektor;

• peringkat BMS saat ini;

• Kerugian listrik;

• Pembangkitan panas;

• Desain konverter.

Namun, manfaat arus yang lebih rendah hanya penting jika perangkat elektronik dirancang untuk tegangan yang lebih tinggi.

Baterai 14.8V yang dihubungkan ke perangkat yang dirancang untuk 7.4V dapat merusak rangkaian input meskipun baterai memiliki kapasitas yang sama.

7. Tegangan, Kapasitas dan Runtime

Tegangan saja tidak menentukan waktu pengoperasian.

Waktu proses tergantung pada:

• Tegangan nominal;

• Kapasitas dalam Ah;

• Kekuatan perangkat;

• Energi yang dapat digunakan;

• Efisiensi konverter;

• penghentian PASI;

• Suhu;

• Profil operasi.

Rumus energi dasarnya adalah:

Energi (Wh) = Tegangan (V) × Kapasitas (Ah)

Perkiraan waktu prosesnya adalah:

Waktu pengoperasian = Energi yang dapat digunakan (Wh) Rata-rata daya perangkat (W)

Misalnya, jika perangkat mengonsumsi 10W:

• Paket 7.4V, 2Ah = energi nominal 14.8Wh;

• Paket 11.1V, 2Ah = energi nominal 22.2Wh;

• Paket 14.8V, 2Ah = energi nominal 29.6Wh.

Paket 14,8V memiliki lebih banyak energi nominal dalam contoh ini, namun waktu pengoperasian akhir bergantung pada kapasitas yang dapat digunakan dan efisiensi sistem.

Untuk penghitungan runtime terperinci, lihat Cara Menghitung Waktu Proses untuk Paket Baterai Lithium.

8. Persyaratan Pengisi Daya

Pengisi daya harus sesuai dengan voltase baterai.

Menggunakan pengisi daya yang salah dapat mengakibatkan:

• Pengisian daya yang kurang;

• Pengisian daya yang berlebihan;

• Panas yang berlebihan;

• Pemutusan perlindungan;

• Ketidakseimbangan sel;

• Kerusakan baterai;

• Risiko keamanan.

Arus pengisian juga harus kompatibel dengan:

• Spesifikasi sel;

• Kapasitas paket;

• PASI;

• Kondisi termal;

• Waktu pengisian yang diperlukan.

Pengisi daya harus dievaluasi bersama dengan baterai dan BMS, bukan dipilih secara terpisah.

9. Persyaratan BMS untuk Paket 7.4V, 11.1V dan 14.8V

Jumlah seri mempengaruhi desain PASI.

Paket 7.4V

Paket 7.4V biasanya memerlukan perlindungan 2S dan struktur penyeimbang jika berisi dua kelompok sel seri.

Paket 11.1V

Paket 11.1V biasanya memerlukan BMS 3S atau desain perlindungan yang memantau tiga grup seri.

Paket 14.8V

Paket 14,8V biasanya memerlukan BMS 4S atau desain perlindungan yang memantau empat grup seri.

BMS mungkin perlu menyediakan:

• Pemantauan tegangan sel;

• Penyeimbangan sel;

• Perlindungan harga yang berlebihan;

• Perlindungan pelepasan berlebih;

• Perlindungan arus lebih;

• Perlindungan hubung singkat;

• Pemantauan suhu;

• Fungsi komunikasi jika diperlukan.

BMS harus sesuai dengan konfigurasi paket sebenarnya. BMS 2S tidak boleh digunakan untuk paket 3S atau 4S.

10. Pertimbangan Mekanik dan Berat

Pindah dari 7.4V ke 11.1V atau 14.8V umumnya meningkatkan jumlah kelompok sel seri. Hal ini dapat mempengaruhi:

• Panjang paket;

• Lebar paket;

• Ketebalan kemasan;

• Susunan sel;

• Perutean kabel;

• posisi PASI;

• Berat;

• Persyaratan perumahan;

• Pembuangan panas.

Oleh karena itu, platform tegangan harus dipilih bersama dengan ruang pemasangan yang tersedia.

Paket 14,8V mungkin memberikan lebih banyak energi pada peringkat Ah yang sama, namun mungkin juga memerlukan lebih banyak sel, wadah yang lebih besar, atau tata letak paket yang berbeda.

Untuk kriteria desain paket baterai yang lebih luas, lihat Desain Paket Baterai Lithium-Ion: Tegangan, Kapasitas, BMS, dan Waktu Kerja.

11. Contoh Pemilihan OEM Praktis

Contoh 1: Perangkat Dirancang untuk 7.4V

Asumsikan produk OEM memerlukan:

• Tegangan masukan nominal: sekitar 7.4V;

• Kapasitas sasaran: 3000mAh;

• Arus sedang;

• Kompartemen baterai yang ringkas.

Konfigurasi awal yang sesuai mungkin:

2S2P menggunakan dua grup sel paralel 1500mAh

Perangkat harus diperiksa untuk:

• Masukan muatan penuh 8.4V;

• 2S BMS;

• pengisian daya 2S;

• Kemampuan saat ini;

• Dimensi paket;

• Waktu proses yang diperlukan.

Contoh 2: Perangkat Dirancang untuk 11.1V

Asumsikan perangkat industri memerlukan:

• Tegangan masukan nominal: sekitar 11.1V;

• Kapasitas sasaran: 4000mAh;

• Daya stabil untuk siklus pengoperasian berkelanjutan.

Konfigurasi awal mungkin:

3S2P menggunakan dua grup sel paralel 2000mAh

Sistem baterai harus diperiksa untuk:

• Tegangan pengisian penuh 12.6V;

• 3S BMS;

• Pengisi daya yang sesuai;

• Penyeimbangan sel;

• Arus puncak;

• Perlindungan panas dan mekanis.

Contoh 3: Perangkat Dirancang untuk 14.8V

Asumsikan perangkat berdaya lebih tinggi memerlukan:

• Tegangan masukan nominal: sekitar 14.8V;

• Kapasitas sasaran: 4000mAh;

• Arus lebih rendah pada daya yang sama;

• Kompartemen baterai yang tersedia lebih besar.

Konfigurasi awal mungkin:

4S2P menggunakan dua grup sel paralel 2000mAh

Tim desain harus mengkonfirmasi:

• Kompatibilitas pengisian penuh 16.8V;

• 4S BMS;

• Tegangan pengisi daya;

• Isolasi sirkuit masukan;

• Peringkat konektor dan kabel;

• Berat paket dan pemasangan.

12. Tegangan Mana yang Terbaik untuk Perangkat OEM?

Tidak ada tegangan terbaik yang universal.

Pilih 7.4V Ketika:

• Perangkat ini dirancang untuk input 2S;

• Diperlukan platform baterai tegangan menengah;

• Konstruksi sel dua seri yang ringkas cocok;

• Permintaan listrik dapat didukung dalam batas saat ini.

Pilih 11.1V Ketika:

• Perangkat ini dirancang untuk input 3S;

• Dibutuhkan lebih banyak tegangan daripada yang disediakan platform 7.4V;

• Arus yang lebih rendah bermanfaat;

• Perangkat elektronik dan pengisi daya mendukung pengoperasian 3S.

Pilih 14.8V Ketika:

• Perangkat ini dirancang untuk input 4S;

• Tegangan yang lebih tinggi dibutuhkan oleh sistem tenaga;

• Arus yang lebih rendah berguna untuk aplikasi;

• Produk ini dapat mengakomodasi sistem kelistrikan dan mekanik yang lebih besar.

Pemilihan yang benar harus selalu dimulai dengan spesifikasi perangkat, bukan daftar voltase yang tersedia dari produsen baterai.

13. Kesalahan Pemilihan Tegangan Umum

Kesalahan 1: Memilih Tegangan Tertinggi

Tegangan yang lebih tinggi belum tentu lebih baik. Ini mungkin melebihi nilai masukan maksimum perangkat.

Kesalahan 2: Mengabaikan Tegangan Pengisian Penuh

Paket 7.4V dapat mencapai sekitar 8.4V. Paket 14.8V dapat mencapai sekitar 16.8V.

Kesalahan 3: Membandingkan Hanya Tegangan Nominal

Perangkat harus kompatibel dengan rentang tegangan pengoperasian lengkap.

Kesalahan 4: Menggunakan Pengisi Daya yang Salah

Pengisi daya harus sesuai dengan konfigurasi 2S, 3S, atau 4S.

Kesalahan 5: Mengabaikan Persyaratan PASI

BMS harus sesuai dengan jumlah seri dan permintaan saat ini.

Kesalahan 6: Mengasumsikan mAh yang Sama Berarti Waktu Proses yang Sama

Paket tegangan lebih tinggi dengan peringkat Ah yang sama memiliki energi nominal yang lebih besar, namun daya perangkat dan efisiensi konverter tetap menentukan waktu pengoperasian.

Kesalahan 7: Menyalin Konfigurasi Dari Perangkat Lain

Paket 7.4V, 11.1V atau 14.8V harus dipilih berdasarkan perangkat host tertentu, tidak hanya pada produk serupa.

14. Daftar Periksa Perbandingan Tegangan

Sebelum memilih unit baterai, konfirmasikan:

• Tegangan nominal perangkat;

• Tegangan perangkat minimum;

• Tegangan perangkat maksimum;

• Toleransi tegangan muatan penuh;

• Kapasitas baterai yang dibutuhkan;

• Arus kontinu;

• Arus puncak;

• Waktu proses yang ditargetkan;

• Tegangan pengisi daya;

• Pengisian arus;

• jumlah seri BMS;

• Persyaratan keseimbangan sel;

• Peringkat konektor;

• Ukuran kabel;

• Dimensi paket;

• Batasan berat;

• Suhu pengoperasian;

• Persyaratan pengujian;

• Volume produksi yang diharapkan.

Pertanyaan Umum

Apa perbedaan antara baterai 7.4V dan 11.1V?

Paket 7.4V biasanya merupakan konfigurasi 2S, sedangkan paket 11.1V biasanya merupakan konfigurasi 3S. Paket 11.1V memiliki tegangan nominal dan pengisian penuh yang lebih tinggi.

Apa perbedaan antara baterai 11.1V dan 14.8V?

Paket 11.1V biasanya 3S, sedangkan paket 14.8V biasanya 4S. Paket 14,8V memerlukan pengisi daya bertegangan lebih tinggi dan BMS yang dirancang untuk empat kelompok sel seri.

Apakah baterai 14,8V lebih bertenaga dibandingkan baterai 7,4V?

Belum tentu. Paket 14,8V dapat menyalurkan lebih banyak daya jika perangkat dirancang untuk itu, namun hasil lengkapnya bergantung pada kapasitas, kemampuan saat ini, spesifikasi sel, dan desain sistem.

Bisakah saya menggunakan baterai 14.8V pada perangkat 7.4V?

Biasanya tidak, kecuali perangkat tersebut dilengkapi konverter tegangan yang sesuai dan dirancang khusus untuk menerima tegangan masukan yang lebih tinggi. Produsen perangkat atau teknisi baterai harus memastikan kompatibilitasnya.

Pengisi daya apa yang dibutuhkan baterai 7.4V?

Paket baterai LiPo 7,4V standar biasanya memerlukan pengisi daya 2S dengan voltase pengisian penuhtage sekitar 8,4V.

Manakah yang memiliki waktu kerja lebih lama: 7.4V, 11.1V atau 14.8V?

Waktu pengoperasian tidak dapat ditentukan oleh voltase saja. Hal ini bergantung pada watt-jam, kapasitas yang dapat digunakan, daya perangkat, efisiensi konversi, penghentian BMS, dan kondisi pengoperasian.

Apakah baterai 7,4V, 11,1V, dan 14,8V cocok untuk produk OEM?

Ya, mereka dapat digunakan untuk produk OEM jika voltase, arus, kapasitas, pengisi daya, BMS, dimensi, dan persyaratan pengujian sesuai dengan perangkat host.

Kesimpulan

Paket baterai 7,4V, 11,1V, dan 14,8V biasanya didasarkan pada:

• 7.4V = 2S;

• 11.1V = 3S;

• 14.8V = 4S.

Tegangan muatan penuh yang umum adalah:

• Paket 7.4V = 8.4V;

• Paket 11.1V = 12.6V;

• Paket 14.8V = 16.8V.

Paket baterai yang benar bergantung pada rentang voltase perangkat OEM, kebutuhan daya, kapasitas, waktu pengoperasian, pengisi daya, BMS, konektor, dimensi, dan lingkungan pengoperasian.

Baterai 14,8V tidak secara otomatis lebih baik dari baterai 7,4V atau 11,1V. Tegangan yang tepat adalah tegangan yang sesuai dengan sistem daya produk secara keseluruhan.

Jika Anda memilih paket baterai 7,4V, 11,1V, atau 14,8V untuk perangkat OEM, bagikan aplikasi, volume yang diperlukantage, kapasitas, permintaan saat ini, dimensi, konektor, dan kuantitas yang diharapkan dengan tim teknis ZERNE. ZERNE menyediakan solusi paket baterai litium khusus dan dapat membantu mengevaluasi platform voltase yang sesuai untuk produk Anda.