Dilihat: 0 Penulis: Tim Konten Teknis Baterai ZERNE Waktu Publikasi: 09-07-2026 Asal: Lokasi
Paket baterai standar kelas 12V yang dibuat dengan 18650 sel lithium-ion biasanya memerlukan tiga sel atau tiga kelompok sel paralel yang dihubungkan secara seri.
Konfigurasi minimumnya adalah 3S1P , yang berisi tiga sel 18650. Jika diperlukan kapasitas atau kemampuan arus yang lebih tinggi, sel tambahan dapat dihubungkan secara paralel:
3S1P = 3 sel
3S2P = 6 sel
3S3P = 9 sel
3S4P = 12 sel
Paket baterai 3S biasanya memiliki tegangan nominaltage 10.8V atau 11.1V dan tegangan pengisian penuhtage 12.6V. Biasa disebut baterai lithium-ion 12V karena termasuk dalam kelas tegangan 12V.
Namun, 'baterai 12V' tidak mempertahankan tegangan 12,0V secara tepat di seluruh siklus pengosongan dayanya. Tegangan mulai mendekati 12,6V ketika terisi penuh dan secara bertahap menurun seiring dengan pelepasan sel.
Untuk tegangan saja, biasanya diperlukan tiga sel lithium-ion 18650 yang dihubungkan secara seri. Jumlah sel tergantung pada jumlah sel paralel yang ditambahkan untuk kapasitas dan arus.
Konfigurasi |
Jumlah Sel |
Tegangan Nominal |
Tegangan Pengisian Penuh |
Kapasitas dengan Sel 3000mAh |
|---|---|---|---|---|
3S1P |
3 |
10.8V–11.1V |
12.6V |
3Ah |
3S2P |
6 |
10.8V–11.1V |
12.6V |
6Ah |
3S3P |
9 |
10.8V–11.1V |
12.6V |
9Ah |
3S4P |
12 |
10.8V–11.1V |
12.6V |
12Ah |
Rumus dasarnya adalah:
Total sel = Jumlah seri × Jumlah paralel
Untuk paket baterai lithium-ion kelas 12V pada umumnya:
Total sel = 3 × Jumlah paralel
Oleh karena itu, jawaban untuk 'berapa 18650 sel untuk baterai 12V' biasanya tiga sel untuk tegangan, dengan lebih banyak sel ditambahkan ketika aplikasi memerlukan kapasitas atau arus yang lebih besar.
Sebuah sel lithium-ion 18650 tunggal umumnya memiliki tegangan nominaltage 3,6V atau 3,7V. Ketika tiga sel dihubungkan secara seri, tegangannya dijumlahkan:
3.6V × 3 = tegangan nominal 10.8V
3,7V × 3 = tegangan nominal 11,1V
4.2V × 3 = 12.6V tegangan pengisian penuh
Tegangan nominal yang tepat bergantung pada produsen sel dan kimia sel. Misalnya, spesifikasi high-drain 18650 yang representatif menggunakan tegangan nominal 3,6V dan tegangan pengisian 4,2V. Lembar data sel yang dipilih harus selalu digunakan untuk batas desain akhir. Lembar data INR-18650-P28A Molicel memberikan contoh spesifikasi ini.
Batas tegangan sel yang dipilih harus digunakan untuk desain akhir; itu Panduan tegangan baterai 18650 menunjukkan bagaimana nilai nominal, pengisian penuh, dan batas berhubungan dengan paket 3S.
Paket 3S biasanya disebut paket baterai litium-ion 12V karena jangkauan pengoperasiannya ditujukan untuk peralatan di kelas 12V.
Perubahan tegangan aktualnya selama operasi:
Terisi penuh: sekitar 12.6V
Tegangan nominal: sekitar 10.8V atau 11.1V
Tegangan habis: tergantung pada sel yang dipilih dan pengaturan batas BMS
Jika perangkat memerlukan output 12.0V yang stabil, baterai 3S saja mungkin tidak cukup. Regulator DC-DC mungkin diperlukan untuk mempertahankan tegangan keluaran yang terkontrol seiring perubahan tegangan baterai.
Kisaran tegangan masukan yang diizinkan pada perangkat harus diperiksa sebelum memilih konfigurasi baterai.
Paket baterai 4S 18650 berisi empat grup sel yang terhubung secara seri:
3,6V × 4 = tegangan nominal 14,4V
3,7V × 4 = tegangan nominal 14,8V
4.2V × 4 = 16.8V tegangan pengisian penuh
Oleh karena itu, paket 4S umumnya dianggap sebagai paket baterai 14,4V atau 14,8V, bukan paket 12V.
Konfigurasi 4S tidak boleh dihubungkan langsung ke peralatan yang dirancang hanya untuk input kelas 12V kecuali produsen peralatan secara khusus mengonfirmasi bahwa tegangan yang lebih tinggi dapat diterima.
Jumlah seri menentukan tegangan baterai.
Rumus awal dasarnya adalah:
Hitungan seri = Tegangan nominal yang diperlukan Tegangan nominal sel
Untuk paket kelas 12V yang menggunakan sel 3,7V:
12V 3,7V ≈ 3,24
Karena baterai tidak dapat menggunakan jumlah seri pecahan, konfigurasi biasanya adalah 3S.
Perhitungannya tidak boleh dianggap sebagai pembulatan matematis sederhana saja. Jumlah seri terakhir juga harus sesuai:
Tegangan input minimum dan maksimum perangkat
Tegangan nominal dan muatan penuh sel
Titik mati tegangan rendah perangkat
Pengaturan perlindungan BMS
Tegangan keluaran pengisi daya
Untuk sebagian besar aplikasi litium-ion 12V standar, 3S adalah pilihan paling umum.
Hitungan paralel menentukan kapasitas paket baterai.
Kapasitas paket = Kapasitas sel × Jumlah paralel
Untuk sel 3000mAh:
3S1P = 3000mAh = 3Ah
3S2P = 6000mAh = 6Ah
3S3P = 9000mAh = 9Ah
3S4P = 12000mAh = 12Ah
Hitungan seri tidak menambah kapasitas dalam ampere-jam. Ini meningkatkan tegangan. Hitungan paralel meningkatkan kapasitas sekaligus menjaga tegangan seri yang sama.
Perbedaan ini juga penting ketika membaca konfigurasi seperti 3S2P dan 4S2P; Konfigurasi baterai seri dan paralel 18650 menunjukkan bagaimana kedua penghitungan bekerja bersama.
Misalnya, paket 3S1P dan paket 3S4P adalah paket 3S dengan tegangan nominal sekitar 10,8V atau 11,1V. Perbedaannya adalah paket 3S4P berisi empat sel di setiap grup paralel dan oleh karena itu menyediakan sekitar empat kali kapasitas paket 3S1P yang menggunakan sel identik.
Sel paralel juga meningkatkan kemampuan teoritis paket baterai saat ini.
Kemampuan arus paralel = Arus kontinu sel × Jumlah paralel
Jika satu sel 18650 memiliki nilai pelepasan kontinu sebesar 10A:
3S1P: sekitar 10A
3S2P: sekitar 20A
3S3P: sekitar 30A
Angka-angka ini merupakan perkiraan teoretis. Kemampuan paket sebenarnya saat ini mungkin lebih rendah karena:
Peringkat BMS saat ini
Strip nikel atau ukuran busbar
Kualitas las
Pengukur kawat
Peringkat konektor
Suhu sel
Penuaan sel
Resistensi internal
Pembuangan panas kandang
Arus kontinu dan arus puncak juga harus dievaluasi secara terpisah. Sebuah sel mungkin mendukung arus puncak berdurasi pendek yang tidak dapat dipertahankan secara terus menerus.
Jumlah total sel dihitung sebagai:
Total sel = Jumlah seri × Jumlah paralel
Karena paket kelas 12V pada umumnya menggunakan 3S:
Total sel = 3 × Jumlah paralel
Contoh:
3S1P = 3 × 1 = 3 sel
3S2P = 3 × 2 = 6 sel
3S3P = 3 × 3 = 9 sel
3S4P = 3 × 4 = 12 sel
Untuk pemeriksaan cepat jumlah seri dan paralel, kapasitas, energi, dan waktu kerja yang diperlukan, gunakan Kalkulator baterai 18650.
Paket baterai 3S1P berisi tiga 18650 sel.
Ini menyediakan:
Jumlah sel terkecil untuk konfigurasi kelas 12V
Kapasitas sama dengan satu sel
Bobot rendah dan dimensi kompak
Waktu proses terbatas
Terbatasnya kemampuan saat ini
Konfigurasi ini mungkin cocok untuk elektronik berdaya rendah, instrumen ringkas, dan aplikasi dengan periode pengoperasian singkat.
Paket baterai 3S2P berisi enam sel, disusun sebagai tiga kelompok seri dengan dua sel paralel di setiap kelompok.
Dibandingkan dengan 3S1P, ini menyediakan sekitar dua kali lipat kapasitas dan kemampuan teoritis saat ini. Paket baterai 3S2P 18650 sering kali merupakan keseimbangan praktis antara waktu pengoperasian, ukuran, berat, dan biaya.
Aplikasi yang umum mencakup peralatan portabel, instrumen pengukuran, pemindai kode batang, perangkat industri kecil, dan sistem cadangan kompak.
Paket baterai 3S3P berisi sembilan sel.
Ini memberikan kapasitas dan kemampuan terkini yang lebih tinggi daripada konfigurasi 3S1P atau 3S2P. Ini mungkin cocok untuk perangkat yang memerlukan waktu pengoperasian lebih lama atau arus pengoperasian lebih tinggi.
Jumlah sel yang lebih besar memerlukan perhatian lebih pada:
Pengaturan sel
Pembuangan panas
Penempatan BMS
Tata letak kabel
Dukungan mekanis
Isolasi dan perlindungan
Paket baterai 3S4P berisi 12 sel.
Ia menawarkan penyimpanan energi yang lebih tinggi dan kemampuan arus teoritis yang lebih besar namun tetap berada dalam kelas tegangan 3S. Ini dapat digunakan pada peralatan berdaya tinggi atau aplikasi yang memerlukan pengoperasian lebih lama di antara pengisian daya.
Sebelum memilih 3S4P, pastikan bahwa enklosur memiliki cukup ruang untuk sel, BMS, insulasi, kabel, sensor suhu, konektor, dan penyangga struktural.
Waktu pengoperasian dapat diperkirakan menggunakan energi baterai dan daya perangkat:
Waktu pengoperasian ≈ Energi baterai yang dapat digunakan ÷ Daya perangkat
Energi baterai dapat diperkirakan sebagai:
Energi paket = Tegangan nominal × Kapasitas paket
Misalnya, pertimbangkan paket 3S2P yang menggunakan sel 3000mAh:
Tegangan nominal: 11.1V
Kapasitas paket: 6Ah
Energi nominal: 11.1V × 6Ah = 66.6Wh
Daya perangkat: 10W
Efisiensi sistem: 90%
Perkiraan waktu proses:
66,6Wh × 90% 10W ≈ 5,99 jam
Waktu pengoperasian sebenarnya mungkin lebih singkat karena:
Beban perangkat variabel
Kerugian konversi DC-DC
Penuaan baterai
Suhu rendah atau tinggi
Tegangan pemutusan BMS
Resistensi internal sel
Resistensi konektor
Penurunan tegangan kawat
Kondisi uji kapasitas
Untuk desain OEM, waktu proses harus diverifikasi dengan prototipe yang mewakili profil beban sebenarnya. Perhitungannya juga harus memperhitungkan energi yang dapat digunakan, efisiensi konversi, tegangan pemutusan, suhu, dan profil beban aktual; itu Kapasitas paket baterai 18650 dan metode runtime menggabungkan variabel-variabel ini.
Ukuran paket baterai harus sesuai dengan kebutuhan arus normal dan sementara.
Konfirmasikan peralatan:
Arus operasi terus menerus
Startup saat ini
Arus puncak
Arus lonjakan motor atau aktuator
Transmisi nirkabel mencapai puncaknya
Peringkat arus kontinu BMS
Peringkat arus puncak BMS
Jika aplikasi memerlukan arus yang lebih tinggi, meningkatkan jumlah paralel biasanya lebih relevan daripada meningkatkan jumlah seri. Sel dengan drainase tinggi mungkin juga diperlukan; pemilihan baterai high-drain 18650 berfokus pada arus kontinu, arus puncak, dan batas termal.
Menambahkan sel seri akan meningkatkan tegangan tetapi tidak secara otomatis meningkatkan arus yang tersedia ke beban.
Desain fisik harus mencakup lebih dari sekedar sel itu sendiri. Berikan ruang untuk:
Diameter dan panjang sel
Jarak sel
Lembar isolasi
Strip nikel atau busbar tembaga
Papan sirkuit BMS
Sensor suhu
Kabel dan konektor
Struktur perumahan dan perbaikan
Izin untuk perakitan dan servis
Desain teoretis 3S2P mungkin tidak sesuai dengan wadah yang diinginkan setelah BMS, bahan pelindung, kabel, dan konektor disertakan.
Paket baterai 3S1P, 3S2P, 3S3P, dan 3S4P semuanya berisi tiga grup seri. Oleh karena itu, umumnya mereka memerlukan BMS 3S.
BMS harus cocok:
Konfigurasi sel tiga seri
Arus pelepasan terus menerus
Arus pelepasan puncak
Pengisian arus
Perlindungan harga yang berlebihan
Perlindungan pelepasan berlebih
Perlindungan arus berlebih
Perlindungan sirkuit pendek
Perlindungan suhu
Persyaratan keseimbangan sel
Paket 3S masih memerlukan BMS untuk memenuhi persyaratan arus, pengisian daya, perlindungan, dan keseimbangannya; pilihan-pilihan ini adalah bagian dari Desain BMS untuk paket baterai 18650 . Peringkat PASI saat ini harus dievaluasi pada tingkat paket. BMS dengan peringkat arus yang tidak sesuai dapat membatasi kinerja atau memicu perlindungan selama pengoperasian normal. Sistem manajemen baterai juga dapat memantau tegangan sel, arus paket, dan suhu sebagai bagian dari strategi perlindungannya.
Paket baterai lithium-ion 3S standar biasanya memerlukan sistem pengisian daya yang dirancang untuk tegangan pengisian maksimum 12,6Vtage.
Pengisi daya harus cocok:
Kimia baterai
Jumlah seri
Tegangan pengisian maksimum
Pengisian arus
Persyaratan BMS
Spesifikasi pabrikan sel
Jangan berasumsi bahwa pengisi daya baterai timbal-asam 12V biasa cocok untuk paket lithium-ion 3S. Tegangan keluaran dan metode pengisiannya mungkin berbeda. Pengaturan 12,6V mengidentifikasi tegangan pengisian maksimum paket, namun pengisi daya, batas arus, tahap terminasi, dan lingkungan pengisian juga menentukan apakah paket dapat diisi ulang dengan aman.
IC pengisi daya yang dirancang untuk baterai lithium-ion multisel membedakan voltase pengisian untuk jumlah seri yang berbeda, termasuk 12,6V untuk 3S dan 16,8V untuk 4S.
Tiga kelompok seri dalam paket 3S dapat menghasilkan tegangan yang berbeda karena:
Variasi kapasitas sel
Resistansi internal yang berbeda
Suhu tidak merata
Kondisi penuaan yang berbeda
Resistensi koneksi
Distribusi arus yang tidak merata
Jika satu kelompok seri mencapai ambang pengisian berlebih atau pengosongan berlebih sebelum kelompok lainnya, BMS dapat menghentikan pengisian atau pengosongan seluruh paket.
Penyeimbangan sel membantu menjaga kelompok seri dalam hubungan tegangan yang sesuai. Inilah alasannya pencocokan sel dalam paket baterai 18650 harus diselesaikan sebelum perakitan, bukan diperlakukan sebagai langkah penyeimbangan selanjutnya. Metode penyeimbangan yang diperlukan bergantung pada desain paket, karakteristik sel, arus operasi, target biaya, dan persyaratan keandalan.
Setelah jumlah seri, kapasitas, arus, dimensi, dan fungsi perlindungan yang diperlukan sudah jelas, paket baterai dapat dikembangkan sebagai produk terintegrasi dan bukan sebagai kelompok sel lepas.
ZERNE Solusi paket baterai 18650 dapat dievaluasi untuk persyaratan seperti:
3S1P, 3S2P, 3S3P, dan konfigurasi lainnya
Tegangan dan kapasitas yang disesuaikan
Perlindungan BMS atau PCM
Pemilihan konektor dan kabel
Rumah baterai dan dimensi mekanis
Penginderaan suhu
Pengujian sampel
Sertifikasi dan volume produksi
Pengguna yang telah menghitung konfigurasi 3S yang diperlukan kemudian dapat memilih paket praktis berdasarkan runtime, permintaan saat ini, ruang yang tersedia, dan kondisi pengoperasian.
Beberapa kesalahan desain yang umum terjadi saat membuat baterai 12V dengan 18650 sel:
Dengan asumsi bahwa paket 12V selalu menghasilkan output tepat 12.0V.
Menggunakan paket 4S sebagai pengganti langsung paket kelas 3S 12V.
Menghitung tegangan tanpa menghitung kapasitas.
Mengabaikan startup dan arus puncak.
Memilih pengisi daya hanya karena berlabel '12V.'
Menggunakan BMS 4S dengan baterai 3S.
Mencampur model sel, kapasitas, usia, atau status pengisian daya yang berbeda.
Hanya memeriksa tegangan paket total alih-alih memantau setiap grup seri.
Mengabaikan panas yang dihasilkan oleh sel, BMS, kabel, dan konektor.
Memulai produksi massal sebelum menyelesaikan prototipe dan pengujian beban.
Sel-sel harus dicocokkan sebelum perakitan, dan paket yang telah selesai harus diuji berdasarkan kondisi kelistrikan dan mekanik aktual dari perangkat target.
Paket baterai lithium-ion standar kelas 12V 18650 biasanya menggunakan tiga sel atau tiga kelompok sel paralel yang dihubungkan secara seri. Konfigurasi minimumnya adalah 3S1P dengan tiga sel. Jumlah total bertambah seiring dengan jumlah paralel.
Ya. Tiga sel lithium-ion 18650 yang kompatibel dapat dihubungkan secara seri untuk membuat paket 3S. Paket biasanya memiliki tegangan nominaltage 10.8V atau 11.1V dan tegangan pengisian penuh sekitar 12.6V.
Paket baterai 3S2P berisi enam sel 18650. Ini terdiri dari tiga kelompok seri, dengan dua sel terhubung secara paralel dalam setiap kelompok.
Biasanya tidak. Paket 4S biasanya memiliki tegangan nominal 14,4V atau 14,8V dan tegangan pengisian penuh 16,8V. Periksa rentang input peralatan yang diizinkan sebelum menggunakannya.
Jika setiap sel memiliki kapasitas 3000mAh, paket 3S2P menyediakan sekitar 6000mAh, atau 6Ah. Kapasitas sebenarnya bergantung pada sel yang dipilih, kondisi pengujian, suhu, dan arus pelepasan.
Paket baterai standar kelas 12V 3S biasanya memerlukan BMS 3S. BMS juga harus sesuai dengan arus kontinu paket, arus puncak, arus pengisian, ambang batas perlindungan, persyaratan suhu, dan kebutuhan keseimbangan.
Paket baterai lithium-ion 3S standar biasanya memerlukan pengisi daya atau sistem pengisian daya dengan tegangan pengisian maksimum 12,6Vtage. Arus pengisian harus kompatibel dengan sel dan BMS.
Tidak. Satu sel 18650 biasanya memiliki tegangan nominal sekitar 3,6V atau 3,7V. Tiga sel secara seri biasanya diperlukan untuk paket kelas 12V. Konverter boost dapat menaikkan tegangan dari satu sel, tetapi hal ini menciptakan desain kelistrikan yang berbeda.
Jumlah sel yang dibutuhkan tergantung pada kapasitas masing-masing sel. Dengan sel 3000mAh, diperlukan tujuh sel secara paralel untuk mencapai setidaknya 20Ah:
20Ah 3Ah ≈ 6,67
Oleh karena itu, konfigurasinya kira-kira 3S7P, berisi 21 sel. Desain akhir juga harus mengkonfirmasi persyaratan arus, ruang, BMS, termal, dan waktu proses.
Tidak. Paket litium-ion 3S biasanya berkisar antara sekitar 12,6V saat terisi penuh hingga tegangan lebih rendah saat pengosongan. Konverter DC-DC yang diatur mungkin diperlukan saat perangkat membutuhkan keluaran yang stabil.
Paket baterai lithium-ion standar kelas 12V 18650 biasanya menggunakan konfigurasi 3S:
3S1P = 3 sel
3S2P = 6 sel
3S3P = 9 sel
3S4P = 12 sel
Hitungan seri menentukan tegangan, sedangkan hitungan paralel menentukan kapasitas dan kemampuan arus teoritis.
Paket 3S pada umumnya menggunakan BMS 3S dan sistem pengisian daya yang disesuaikan dengan tegangan pengisian penuh 12,6V. Konfigurasi akhir juga harus mempertimbangkan daya perangkat, arus puncak, waktu pengoperasian yang diperlukan, ruang yang tersedia, suhu, kabel, konektor, dan persyaratan perlindungan.
Untuk aplikasi OEM, pengujian prototipe sangat penting sebelum produksi volume.
