Visualizzazioni: 0 Autore: ZERNE Battery Technical Content Team Orario di pubblicazione: 2026-07-15 Origine: Sito
Le batterie 18650 possono essere collegate in serie, in parallelo o in una combinazione di entrambi per ottenere la tensione, la capacità e la capacità di corrente richieste.
Un collegamento in serie aumenta la tensione del pacco batteria. Una connessione parallela aumenta la capacità e la capacità di corrente teorica. Per esempio:
3S1P significa tre celle 18650 collegate in serie.
2P significa due celle collegate in parallelo all'interno di ciascun gruppo.
3S2P significa tre gruppi in serie con due celle parallele in ciascun gruppo.
4S2P significa quattro gruppi in serie con due celle parallele in ciascun gruppo.
Il conteggio totale delle cellule viene calcolato come:
Celle totali = Conteggio serie × Conteggio parallelo
Una batteria 3S2P contiene quindi sei celle, mentre una batteria 4S2P contiene otto celle.
La struttura di connessione deve essere scelta in base ai requisiti di tensione, capacità, corrente, dimensioni e protezione dell'apparecchiatura. Per la maggior parte delle batterie ricaricabili agli ioni di litio è inoltre necessario un BMS adeguato.
In una connessione in serie, il terminale positivo di una cella è collegato al terminale negativo della cella successiva.
La tensione di ciascuna cella si somma, mentre la capacità amperora rimane approssimativamente la stessa di una cella o di un gruppo parallelo.
Per celle identiche da 3,7 V, 3000 mAh:
1S1P: 3,7 V, 3 Ah
2S1P: 7,4 V, 3 Ah
3S1P: 11,1 V, 3 Ah
4S1P: 14,8 V, 3 Ah
Il conteggio delle serie viene selezionato in base all'intervallo di tensione richiesto dell'apparecchiatura.
In una connessione parallela, i terminali positivi sono collegati insieme e i terminali negativi sono collegati insieme.
La tensione rimane all'incirca uguale a quella di una cella, mentre la capacità aumenta.
Utilizzando celle identiche da 3,7 V, 3000 mAh:
1S1P: 3,7 V, 3 Ah
1S2P: 3,7 V, 6 Ah
1S3P: 3,7 V, 9 Ah
Il conteggio parallelo viene selezionato in base alla capacità, al tempo di esecuzione e alla capacità corrente richiesti.
I pacchi batteria più pratici richiedono sia una tensione specifica che una capacità sufficiente. Una configurazione in serie-parallelo combina i due metodi di connessione.
Ad esempio, un pacchetto 3S2P:
Utilizza tre gruppi di serie
Utilizza due celle parallele in ciascun gruppo
Contiene sei celle in totale
Fornisce circa il doppio della capacità di un pacchetto 3S1P
Mantiene la stessa classe di tensione nominale di un pacco 3S1P
La lettera 'S' indica il numero di gruppi di celle collegati in serie.
Un pacchetto 1S contiene un gruppo di serie.
Può contenere:
1S1P: una cella
1S2P: due celle parallele
1S3P: tre celle parallele
La tensione nominale rimane vicina alla tensione di una cella. L'aggiunta di celle in parallelo aumenta la capacità senza modificare la tensione nominale.
Un pacchetto 2S contiene due gruppi di serie.
Con le celle standard agli ioni di litio da 3,7 V, la tensione nominale è di circa 7,4 V. La tensione di carica completa dipende dalle specifiche della cella e dal sistema di ricarica.
Una configurazione 2S può essere utilizzata in apparecchiature portatili compatte, prodotti portatili e piccoli pacchi batteria che richiedono una tensione maggiore di quella che può fornire una singola cella.
Un pacchetto 3S contiene tre gruppi di serie.
Utilizzando celle standard da 3,7 V, la tensione nominale è di circa 11,1 V. La struttura 3S è comunemente utilizzata nei pacchi batterie agli ioni di litio di classe 12V. IL L'esempio del pacco batteria 18650 da 12 V mostra come una configurazione 3S si traduce in numero di celle, tensione e capacità.
Per un esempio conciso:
3S1P = tre celle
3S2P = sei celle
3S3P = nove celle
IL La guida alla tensione della batteria 18650 spiega come cambiano le tensioni nominali, di carica completa e di interruzione con il conteggio delle serie.
Un pacchetto 4S contiene quattro gruppi di serie.
Utilizzando celle da 3,7 V, la tensione nominale è di circa 14,8 V. È generalmente considerato un pacco a tensione più elevata rispetto a un pacco 3S standard di classe 12V.
È possibile utilizzare una configurazione 4S quando l'apparecchiatura, il caricabatterie e il sistema di protezione sono tutti progettati per quell'intervallo di tensione.
La lettera 'P' indica il numero di celle collegate in parallelo all'interno di ciascun gruppo di serie.
Una configurazione 1P ha una cella in ciascun gruppo parallelo.
Esempi:
1S1P: una cella
3S1P: tre celle
4S1P: quattro celle
La capacità di ciascun gruppo in serie è pari alla capacità di una cella.
Una configurazione 2P prevede due celle collegate in parallelo in ciascun gruppo.
Esempi:
1S2P: due celle
3S2P: sei celle
4S2P: otto celle
La capacità di ciascun gruppo parallelo è circa il doppio della capacità di una cella.
Una configurazione 3P ha tre celle parallele in ciascun gruppo.
Esempi:
1S3P: tre celle
3S3P: nove celle
4S3P: dodici celle
Un conteggio parallelo più elevato generalmente fornisce maggiore capacità e capacità di corrente, ma aumenta anche le dimensioni, il peso, il costo e i requisiti di gestione del calore del pacco batteria. È possibile stimare l'effetto del conteggio parallelo sulla capacità, sull'energia e sul tempo di funzionamento del pacco Capacità del pacco batteria 18650 e calcoli dell'autonomia.
La formula base della tensione è:
Tensione nominale del pacco = Tensione nominale della cella × Numero di serie
Utilizzando una cella da 3,7 V:
Configurazione |
Calcolo |
Tensione nominale |
|---|---|---|
1S |
3,7 V × 1 |
3,7 V |
2S |
3,7 V × 2 |
7,4 V |
3S |
3,7 V×3 |
11,1 V |
4S |
3,7 V × 4 |
14,8 V |
L'intervallo di tensione effettivo cambia durante la carica e la scarica. La tensione nominale viene utilizzata per i calcoli del pacco batteria, mentre le tensioni di carica completa e di interruzione devono essere abbinate alla cella e all'apparecchiatura selezionate.
Quando si seleziona un conteggio di serie, controllare:
Voltaggio in ingresso del dispositivo richiesto
Tensione di ingresso massima consentita
Tensione operativa minima
Voltaggio in uscita dal caricabatterie
Conteggio delle serie BMS
Campo di ingresso del convertitore DC-DC
Non è necessario selezionare un conteggio in serie solo perché il pacco è etichettato '12V' o '24V.'
La formula di capacità di base è:
Capacità del pacco (Ah) = Capacità della cella (Ah) × Conteggio parallelo
Utilizzando celle da 3000 mAh o 3 Ah:
Configurazione |
Capacità delle celle |
Conteggio parallelo |
Capacità della confezione |
3S1P |
3Ah |
1P |
3Ah |
3S2P |
3Ah |
2P |
6Ah |
3S3P |
3Ah |
3P |
9Ah |
4S2P |
3Ah |
2P |
6Ah |
Gli esempi 3S2P e 4S2P hanno la stessa capacità teorica quando vengono utilizzate le stesse celle, ma i loro livelli di tensione sono diversi perché i conteggi delle loro serie sono diversi.
La capacità deve essere calcolata in base alla capacità effettiva della cella anziché alla capacità massima stampata sull'etichetta generale del prodotto. La capacità della cella può variare in base alla corrente di scarica, alla temperatura, alla tensione di interruzione e alle condizioni di test.
Le celle parallele possono anche aumentare la capacità di corrente teorica di un pacco batteria.
La formula semplificata è:
Capacità di corrente parallela = Corrente continua della cella × Conteggio parallelo
Se una cella ha un valore nominale di scarica continua di 10 A:
1P: circa 10A
2P: circa 20A
3P: circa 30A
Queste cifre sono stime teoriche. La capacità attuale effettiva del pacco può essere limitata da:
Valutazione BMS
Strisce o sbarre di nichel
Qualità della saldatura
Calibro del filo
Valutazione del connettore
Temperatura della cella
Resistenza interna della cella
Dissipazione del calore dell'involucro
La corrente di picco e la corrente continua devono essere calcolate separatamente. Una cella che supporta un impulso breve potrebbe non essere adatta al funzionamento continuo con la stessa corrente. Per le apparecchiature ad alta potenza, è necessario confrontare i limiti di corrente continua e di picco della cella selezionata utilizzando Selezione batteria 18650 ad alto consumo.
Un pacchetto 3S2P contiene sei celle:
Tre gruppi di serie
Due celle parallele in ciascun gruppo
Conteggio totale delle cellule: 3 × 2 = 6
Utilizzando celle da 3,7 V, 3000 mAh:
Voltaggio nominale: circa 11,1 V
Capacità: circa 6Ah
Energia nominale: circa 66,6Wh
Un pacchetto 4S2P contiene otto celle:
Quattro gruppi di serie
Due celle parallele in ciascun gruppo
Conteggio totale delle cellule: 4 × 2 = 8
Utilizzando le stesse celle:
Voltaggio nominale: circa 14,8 V
Capacità: circa 6Ah
Energia nominale: circa 88,8Wh
La capacità è la stessa in entrambi gli esempi perché entrambi utilizzano 2P. L'energia è diversa perché il pacco 4S2P ha una tensione nominale più alta.
Per un rapido confronto tra serie, parallelo, capacità ed energia, utilizzare il file Calcolatrice del pacco batteria 18650.
Il conteggio totale delle cellule è:
Celle totali = Conteggio serie × Conteggio parallelo
Esempi:
Configurazione |
Calcolo |
Celle totali |
2S1P |
2×1 |
2 |
3S1P |
3×1 |
3 |
3S2P |
3×2 |
6 |
3S3P |
3×3 |
9 |
4S2P |
4×2 |
8 |
4S3P |
4×3 |
12 |
Questa formula fornisce il conteggio delle cellule elettriche. La batteria fisica potrebbe richiedere spazio aggiuntivo per:
Portacellulari
Isolamento
BMS
Sensori di temperatura
Fili
Connettori
Alloggiamento
Supporti meccanici
Le celle nello stesso pacchetto dovrebbero avere:
Lo stesso modello
La stessa chimica
Capacità simile
Resistenza interna simile
Età e storia del ciclo simili
Stato di carica simile prima del montaggio
La combinazione di celle con caratteristiche diverse può provocare una distribuzione non uniforme di tensione, temperatura e corrente. Per le confezioni di produzione questi controlli costituiscono la base corrispondenza delle celle in un pacco batteria 18650 , dove vengono valutate insieme capacità, resistenza interna, voltaggio, età e consistenza del lotto.
Per i pacchi batteria di produzione, le celle cilindriche vengono normalmente collegate tramite strisce di nichel saldate a punti o sbarre adeguate.
La saldatura diretta dei fili al corpo della cella può trasferire calore eccessivo nella cella e danneggiare la struttura interna. Il metodo di connessione deve essere selezionato in base alla corrente del pacco, al processo di produzione e ai requisiti di sicurezza.
L'assemblea dovrebbe includere appropriato:
Portacellulari
Carta isolante
Protezione del terminale
Carta di pesce o fogli isolanti
Maniche protettive
Spaziatura tra le celle
Supporto abitativo
Il terminale positivo e l'involucro esterno del negativo devono essere protetti dal contatto accidentale con materiali conduttori. Se una cella include un circuito di protezione integrato, le sue dimensioni e il caso d'uso possono differire da una cella non protetta; le batterie 18650 protette e non protette confrontano questi due formati.
Un cortocircuito può causare una corrente molto elevata e un riscaldamento rapido. Durante il montaggio:
Tenere gli strumenti metallici lontani dai terminali esposti.
Non posizionare celle sciolte insieme ad oggetti conduttivi.
Proteggere i pacchi non finiti durante la movimentazione.
Controllare la polarità di ogni gruppo di celle.
Ispezionare le strisce di nichel e i punti di saldatura prima di applicare l'isolamento finale.
Ogni gruppo di serie dovrebbe contenere celle con prestazioni simili. Un gruppo debole può limitare l'intero pacco batteria e causare l'attivazione anticipata della protezione. La capacità, la resistenza interna e il comportamento del carico devono essere controllati prima di raggruppare le celle; La capacità della batteria 18650 e i test di salute delineano un modo pratico per verificarli.
Un BMS, o sistema di gestione della batteria, monitora e protegge i pacchi batteria ricaricabili agli ioni di litio.
Un BMS è particolarmente importante quando le celle sono collegate in serie perché i singoli gruppi potrebbero non rimanere esattamente alla stessa tensione durante la carica e la scarica.
Le funzioni tipiche del BMS includono:
Protezione da sovraccarico
Protezione da scarica eccessiva
Protezione da sovracorrente
Protezione da cortocircuito
Monitoraggio della temperatura
Monitoraggio della tensione delle celle
Bilanciamento cellulare
Il BMS deve corrispondere alla configurazione del pacco batteria. Un pacco batteria 3S richiede generalmente un BMS 3S, mentre un pacco batteria 4S richiede un BMS 4S.
La corrente nominale del BMS dovrebbe inoltre corrispondere al carico continuo e di picco previsto. Selezionare un BMS solo in base al conteggio delle serie non è sufficiente.
Il BMS deve essere progettato in base al conteggio delle serie del pacco, al profilo corrente, alle esigenze di bilanciamento e ai limiti di protezione; Il design BMS del pacco batteria 18650 riunisce questi requisiti.
Il caricabatterie deve corrispondere al conteggio delle serie e alla chimica delle celle.
Un numero di serie più elevato richiede una tensione di carica più elevata. Il caricabatterie non deve essere selezionato solo in base all'etichetta commerciale della batteria. IL La guida sicura alla ricarica della batteria 18650 spiega come adattare la tensione del caricabatterie, la corrente di carica e il tempo di ricarica al pacco.
Prima di scegliere il caricabatterie, conferma:
Chimica della batteria
Conteggio delle serie
Massima tensione di carica
Corrente di carica
Compatibilità BMS
Requisiti di ricarica del dispositivo
Specifiche del produttore della cella
Un pacco 3S e un pacco 4S possono avere una capacità simile quando utilizzano lo stesso conteggio in parallelo, ma richiedono impostazioni della tensione di carica diverse.
Conteggio in serie confuso con conteggio parallelo.
Supponendo che 2P significhi solo due celle nel pacchetto completo.
Moltiplicare la capacità per il conteggio delle serie.
Ignorando la differenza tra la tensione nominale e quella di carica completa.
Utilizzo di celle con capacità o età diverse.
Collegamento di celle con diversi livelli di carica.
Utilizzo di un BMS classificato in modo errato.
Selezione di un caricabatterie senza controllare il conteggio delle serie.
Saldatura diretta alle celle senza controllo del calore.
Ignorare l'isolamento attorno al terminale positivo.
Basandosi sul calcolo teorico della corrente senza controllare il BMS e il cablaggio.
Mancato test del pacco batteria finito sotto il carico previsto.
Una connessione in serie aumenta la tensione, mentre una connessione in parallelo aumenta la capacità e la capacità di corrente teorica.
3S2P significa tre gruppi in serie con due celle collegate in parallelo in ciascun gruppo. La confezione contiene sei celle in totale.
Un pacchetto 4S2P contiene otto celle perché:
4×2 = 8
No. I collegamenti in serie aumentano la tensione. La capacità in ampere-ora rimane approssimativamente la stessa di una cella o di un gruppo parallelo.
No. Le connessioni parallele mantengono all'incirca la stessa tensione aumentando la capacità e la capacità di corrente.
1S3P significa un gruppo di serie contenente tre celle parallele. Utilizzando celle da 3000 mAh, il pacco ha una tensione nominale di circa 3,7 V e una capacità di 9 Ah.
Un pacchetto 3S2P richiede generalmente un BMS 3S. Il BMS deve inoltre corrispondere alla corrente di carica del pacco, alla corrente di carico continuo, alla corrente di picco, ai requisiti di temperatura e alle funzioni di protezione.
Le celle utilizzate nello stesso gruppo parallelo dovrebbero avere lo stesso modello e capacità, resistenza, età e stato di carica simili. La miscelazione di celle non idonee può creare una distribuzione non uniforme della corrente e rischi per la sicurezza.
Utilizzo:
Capacità del pacco = Capacità della cella × Conteggio parallelo
Il conteggio in serie influisce sulla tensione, mentre il conteggio in parallelo influisce sulla capacità amperora.
Un pacco 3S2P fornisce solitamente circa il doppio della capacità e della capacità di corrente teorica di un pacco 3S1P realizzato con le stesse celle. L'output effettivo è limitato dal BMS, dal cablaggio, dai connettori e dal design termico.
I calcoli in serie e in parallelo forniscono la base elettrica per un pacco batteria, ma il prodotto finito richiede anche una progettazione meccanica e di protezione. Per i progetti OEM, è necessario valutare anche la configurazione elettrica insieme ai requisiti di alimentazione, autonomia, spazio disponibile, ricarica, temperatura e convalida del dispositivo. Selezione batteria 18650 per un dispositivo OEM.
I progetti OEM potrebbero richiedere personalizzazioni:
Configurazione in serie e in parallelo
Voltaggio
Capacità
Tipo di cella
BMS
Connettore
Lunghezza del filo
Alloggiamento
Sensore di temperatura
Struttura di montaggio
ZERNE Le soluzioni del pacco batteria 18650 supportano la selezione personalizzata delle celle, l'integrazione BMS, la configurazione del connettore, il test dei campioni e i requisiti di produzione.
Per progetti con dimensioni, capacità, tensione o requisiti di corrente specifici, è possibile sviluppare soluzioni di batterie 18650 personalizzate in base alle condizioni elettriche e meccaniche dell'apparecchiatura.
Il collegamento di batterie 18650 in serie e in parallelo consente a un pacco batteria di soddisfare diversi requisiti di tensione, capacità e corrente.
I principi fondamentali sono:
Il conteggio delle serie determina la tensione.
Il conteggio parallelo determina la capacità.
Le celle parallele possono anche aumentare la capacità di corrente teorica.
Il totale delle celle equivale al conteggio delle serie moltiplicato per il conteggio parallelo.
3S2P contiene sei celle.
4S2P contiene otto celle.
Il BMS deve corrispondere al conteggio delle serie e ai requisiti attuali.
Le celle devono essere abbinate e adeguatamente isolate.
Il caricabatterie deve corrispondere alla chimica della batteria e alla configurazione della serie.
Una corretta progettazione deve considerare ben più che l'etichetta di connessione. Le specifiche delle celle, la protezione BMS, il cablaggio, le condizioni termiche, lo spazio dell'involucro, i requisiti del caricabatterie e i carichi effettivi del dispositivo devono essere verificati prima della produzione.
