Cara Mengira Kapasiti Pek Bateri 18650 dan Masa Jalan

Untuk mengira kapasiti dan masa jalan pek bateri 18650, anda perlu mempertimbangkan kapasiti sel, konfigurasi siri dan selari, voltan nominal, kuasa peranti, kecekapan sistem dan tenaga boleh guna.

Formula asas ialah:

Kapasiti pek (Ah) = Kapasiti sel (Ah) × Kiraan selari

Tenaga pek (Wh) = Voltan nominal (V) × Kapasiti pek (Ah)

Anggaran masa jalan (h) = Tenaga pek boleh guna (Wh) × Kecekapan sistem ÷ Kuasa peranti (W)

Contohnya, pek bateri 3S2P menggunakan sel 3000mAh 18650 mempunyai:

• Voltan nominal: 11.1V

• Kapasiti: 6Ah

• Tenaga nominal: 66.6Wh

Jika peranti menggunakan 10W dan kecekapan sistem ialah 90%, masa jalan teori ialah kira-kira 5.99 jam sebelum mempertimbangkan kapasiti rizab, penuaan bateri, suhu dan pemotongan voltan.

Pengiraan ini memberikan anggaran awal. Masa jalan sebenar harus disahkan melalui ujian dengan peralatan sasaran dan profil beban. Pengesahan itu harus merangkumi kedua-dua ujian beban peringkat pek dan semakan peringkat sel yang diterangkan dalam kapasiti bateri 18650 dan ujian kesihatan.

Rujukan Pantas: Kapasiti Pek Bateri 18650 dan Masa Jalan

Contoh berikut menggunakan sel 3000mAh dan voltan sel nominal 3.7V.

Untuk peranti 10W dengan kecekapan sistem 90%:

Keputusan ini mengandaikan bahawa kapasiti nominal penuh tersedia. Dalam penggunaan praktikal, masa jalan yang tersedia mungkin lebih rendah kerana pemotongan nyahcas, suhu, penuaan, penukaran voltan dan perubahan beban.

Nilai rujukan ini berguna untuk menyemak formula sebelum memasukkan konfigurasi tersuai.

Apakah Maksud mAh dan Ah?

Penukaran mAh dan Ah

Kapasiti bateri biasanya dinyatakan dalam miliampere-jam, atau mAh, dan ampere-jam, atau Ah.

Penukarannya ialah:

1Ah = 1000mAh

Contoh:

• 2000mAh = 2Ah

• 2600mAh = 2.6Ah

• 3000mAh = 3Ah

• 3500mAh = 3.5Ah

Apabila mengira pek bateri, biasanya lebih mudah untuk menukar kapasiti sel daripada mAh kepada Ah dahulu.

Contohnya:

3000mAh ÷ 1000 = 3Ah

Angka kapasiti menunjukkan berapa banyak cas elektrik yang boleh dihantar oleh sel dalam keadaan ujian tertentu. Ia tidak secara langsung menunjukkan voltan pek, arus maksimum atau masa jalan. Julat kapasiti 18650 biasa dan perbezaan antara kapasiti dan arus nyahcas diringkaskan dalam berapa mAh bateri 18650.

Kapasiti Tidak Sama Seperti Semasa

Sel 3000mAh tidak menghantar 3A atau 30A secara automatik. Kapasiti dan arus nyahcas adalah spesifikasi yang berbeza.

Keupayaan semasa sel bergantung pada:

• Reka bentuk sel

• Rintangan dalaman

• Penilaian pelepasan berterusan

• Kadar pelepasan puncak

• Suhu

• BMS dan had pendawaian

Kapasiti digunakan untuk menganggarkan berapa lama bateri boleh mengendalikan beban. Keupayaan semasa menentukan sama ada sel boleh menyokong beban itu dengan selamat.

Bagaimana Sambungan Siri dan Selari Mempengaruhi Kapasiti

Untuk pengiraan kapasiti, perbezaan utama adalah mudah: siri dan sambungan bateri 18650 selari menentukan cara voltan, kapasiti dan arus diagihkan ke seluruh pek.

• Sambungan siri meningkatkan voltan.

• Sambungan selari meningkatkan kapasiti.

• Sambungan siri tidak melipatgandakan kapasiti ampere-jam.

• Sambungan selari tidak meningkatkan voltan nominal kumpulan sel.

Kapasiti dalam Pek Siri

Apabila sel yang sama disambungkan secara bersiri, voltan bertambah bersama manakala kapasiti jam ampere kekal serupa dengan satu sel dalam rentetan siri.

Contohnya, menggunakan sel 3000mAh:

• 1S1P: 3.7V, 3Ah

• 2S1P: 7.4V, 3Ah

• 3S1P: 11.1V, 3Ah

• 4S1P: 14.8V, 3Ah

Tenaga bertambah kerana voltan meningkat:

11.1V × 3Ah = 33.3Wj

Kapasiti dalam Pek Selari

Apabila sel yang sama disambung secara selari, voltan kekal pada voltan nominal satu sel manakala kapasiti ampere-jam meningkat.

Menggunakan sel 3000mAh:

• 1S1P: 3.7V, 3Ah

• 1S2P: 3.7V, 6Ah

• 1S3P: 3.7V, 9Ah

Oleh itu, kiraan selari adalah faktor utama yang digunakan dalam pengiraan kapasiti pek.

Contoh 3S1P, 3S2P dan 3S3P

Menggunakan 3000mAh, sel 3.7V:

3S1P

• Tiga sel jumlah

• Tiga kumpulan siri

• Satu sel dalam setiap kumpulan

• Voltan nominal: 11.1V

• Kapasiti: 3Ah

• Tenaga: 33.3Wj

3S2P

• Jumlah enam sel

• Tiga kumpulan siri

• Dua sel selari dalam setiap kumpulan

• Voltan nominal: 11.1V

• Kapasiti: 6Ah

• Tenaga: 66.6Wj

3S3P

• Keseluruhan sembilan sel

• Tiga kumpulan siri

• Tiga sel selari dalam setiap kumpulan

• Voltan nominal: 11.1V

• Kapasiti: 9Ah

• Tenaga: 99.9Wj

Konfigurasi 3S biasanya digambarkan sebagai pek bateri lithium-ion kelas 12V; yang Contoh pek bateri 12V 18650 menunjukkan bagaimana kiraan siri, voltan nominal dan kiraan sel berkaitan.

Cara Mengira Kapasiti Pek Bateri 18650

Formula kapasiti asas ialah:

Kapasiti pek (Ah) = Kapasiti sel (Ah) × Kiraan selari

Untuk sel 3000mAh:

Kiraan siri tidak muncul dalam formula kapasiti kerana sambungan siri terutamanya mempengaruhi voltan.

Jika kapasiti sel yang berbeza digunakan, hasilnya berubah dengan sewajarnya.

Sebagai contoh, pek 3S2P menggunakan sel 3500mAh mempunyai:

3.5Ah × 2 = 7Ah

Pek masih mempunyai voltan nominal kira-kira 11.1V, tetapi kapasitinya meningkat daripada 6Ah kepada 7Ah berbanding dengan pek 3S2P yang menggunakan sel 3000mAh.

Cara Mengira Tenaga Pek Bateri dalam Wh

Kapasiti dalam Ah tidak memberitahu anda jumlah tenaga melainkan voltan disertakan.

Formula tenaga ialah:

Tenaga pek (Wh) = Voltan nominal (V) × Kapasiti pek (Ah)

Contoh:

3S1P dengan Sel 3000mAh

11.1V × 3Ah = 33.3Wj

3S2P dengan Sel 3000mAh

11.1V × 6Ah = 66.6Wj

3S3P dengan Sel 3000mAh

11.1V × 9Ah = 99.9Wj

Apabila membandingkan konfigurasi bateri yang berbeza, watt-jam biasanya lebih berguna daripada ampere-hour kerana ia termasuk kedua-dua voltan dan kapasiti.

Contohnya, bateri 3.7V 6Ah dan bateri 11.1V 6Ah tidak menyimpan jumlah tenaga yang sama:

• 3.7V × 6Ah = 22.2Wj

• 11.1V × 6Ah = 66.6Wj

Voltan mesti sentiasa disertakan dalam pengiraan.

Cara Mengira Penggunaan Kuasa Peranti

Pengiraan masa jalan memerlukan penggunaan kuasa peranti.

Jika kuasa peranti sudah disediakan dalam watt, gunakan nilai tersebut secara terus.

Jika voltan dan arus peranti disediakan, gunakan:

Kuasa peranti (W) = Voltan peranti (V) × Arus peranti (A)

Contohnya:

• Voltan input peranti: 12V

• Arus kendalian: 1.5A

12V × 1.5A = 18W

Anggaran masa jalan kemudiannya boleh dikira daripada tenaga pek dan beban 18W.

Beban Berubah dan Kitaran Tugas

Banyak peranti tidak menggunakan jumlah kuasa yang tetap. Penjejak GPS, peranti wayarles, instrumen perubatan atau sistem robot mungkin mempunyai mod pengendalian yang berbeza.

Anggaran praktikal harus mempertimbangkan:

• Kuasa permulaan

• Kuasa operasi berterusan

• Kuasa siap sedia

• Puncak motor atau penggerak

• Tempoh penghantaran wayarles

• Aktiviti paparan atau penderia

• Kitaran tugas

Untuk beban berubah-ubah, gunakan kuasa purata dan bukannya nilai kuasa jangka pendek tertinggi.

Sebagai contoh, jika peranti menggunakan 12W semasa operasi aktif tetapi kekal dalam mod siap sedia 2W untuk separuh masa, kuasa puratanya akan lebih rendah daripada 12W. Menggunakan hanya beban maksimum boleh meremehkan masa jalan, manakala hanya menggunakan kuasa siap sedia boleh menghasilkan hasil yang tidak realistik.

Cara Mengira Masa Jalan Bateri 18650

Formula runtime asas ialah:

Masa jalan (h) = Tenaga pek (Wh) × Kecekapan sistem ÷ Kuasa peranti (W)

Untuk pek 3S2P menggunakan sel 3000mAh:

• Tenaga nominal: 66.6Wh

• Kuasa peranti: 10W

• Kecekapan sistem: 90%

66.6Wj × 0.90 ÷ 10W = 5.99 jam

Anggaran masa jalan adalah lebih kurang 6 jam di bawah keadaan ini.

Contoh Masa Jalan dengan Beban Peranti Berbeza

Menggunakan pek bateri 66.6Wh yang sama dan kecekapan sistem 90%:

Hubungan itu tidak selalunya linear sempurna dalam penggunaan sebenar kerana beban arus yang lebih tinggi boleh mengurangkan kapasiti yang boleh digunakan dan meningkatkan penurunan voltan.

Bagaimana Kecekapan Sistem Mempengaruhi Masa Jalan

Pek bateri mungkin tidak bersambung terus ke peranti. Banyak produk menggunakan:

• Penukar DC-DC

• Pengawal selia voltan

• Penyongsang

• Pengawal motor

• Komponen perlindungan

• Litar pengurusan kuasa

Setiap komponen boleh memperkenalkan kehilangan tenaga.

Jika tenaga bateri nominal ialah 66.6Wj dan kecekapan sistem ialah 90%:

66.6Wj × 90% = 59.94Wj boleh digunakan selepas kehilangan penukaran

Untuk beban 10W:

59.94Wj ÷ 10W = 5.99 jam

Jika kecekapan jatuh kepada 80%:

66.6Wj × 80% ÷ 10W = 5.33 jam

Perbezaan ini boleh menjadi ketara dalam aplikasi yang beroperasi selama berjam-jam atau mempunyai kerugian penukaran yang tinggi.

Bagaimana Kapasiti Boleh Digunakan dan Voltan Potongan Mempengaruhi Masa Jalanan

Kapasiti dinilai tidak selalu tersedia sepenuhnya dalam peranti pengendalian.

Kapasiti boleh guna sebenar mungkin dikurangkan dengan:

• voltan pemotongan BMS

• Perlindungan undervoltage peranti

• Arus nyahcas tinggi

• Penuaan sel

• Suhu rendah

• Rintangan dalaman

• Keperluan penukar voltan

• Ketidakseimbangan pek bateri

Peranti mungkin berhenti berfungsi sebelum setiap sel menghantar kapasiti lembaran data penuhnya kerana voltan pek telah mencapai voltan input minimum sistem. The Panduan voltan bateri 18650 menerangkan cara nilai nominal, cas penuh dan potong mentakrifkan julat voltan yang boleh digunakan dalam pek litium-ion.

Formula yang lebih konservatif ialah:

Masa jalan = Tenaga nominal × Pecahan kapasiti boleh guna × Kecekapan sistem ÷ Kuasa peranti

Contoh 3S2P Konservatif

Menggunakan pek 3S2P yang sama:

• Tenaga nominal: 66.6Wh

• Anggaran pecahan kapasiti boleh guna: 85%

• Kecekapan sistem: 90%

• Kuasa peranti: 10W

66.6Wj × 85% × 90% ÷ 10W = 5.09 jam

Anggaran ini lebih rendah daripada 5.99 jam teori kerana ia membenarkan tenaga simpanan dan had operasi sebenar pek.

Pecahan kapasiti boleh guna hendaklah berdasarkan ujian apabila boleh. Ia tidak boleh dianggap sebagai nilai universal untuk setiap pek bateri.

Apakah Faktor yang Boleh Mengubah Masa Jalanan Sebenar?

Hasil yang dikira hanyalah anggaran. Masa jalan sebenar mungkin berubah kerana:

Suhu Bateri

Suhu rendah boleh mengurangkan kapasiti yang ada dan meningkatkan rintangan dalaman. Suhu tinggi boleh mempercepatkan penuaan dan boleh menyebabkan sistem perlindungan mengehadkan operasi.

Penuaan Sel

Apabila sel semakin tua, kapasiti mereka mungkin berkurangan dan rintangan dalaman mungkin meningkat. Kesan suhu, kedalaman nyahcas, beban, dan penyimpanan pada hayat perkhidmatan dibincangkan dalam berapa lama 18650 bateri tahan . Pek yang dibuat dengan sel yang lebih lama mungkin memberikan masa jalan yang lebih sedikit daripada pek yang menggunakan sel baharu dengan kapasiti penarafan yang sama.

Arus Pelepasan

Arus tinggi boleh menyebabkan kendur voltan dan penjanaan haba yang lebih besar. Peralatan mungkin mencapai had voltan rendahnya lebih awal daripada yang dijangkakan. Untuk peralatan arus tinggi, had pelepasan berterusan dan puncak sel harus diperiksa pemilihan bateri 18650 longkang tinggi , bukannya disimpulkan daripada kapasiti sahaja.

Variasi Muatan

Peranti dengan motor, komunikasi wayarles, paparan atau menukar mod pengendalian mungkin menarik lebih kuasa pada masa tertentu.

Kehilangan Pendawaian dan Penyambung

Wayar panjang, konduktor kecil, sambungan pateri yang lemah, dan penyambung bersaiz kecil boleh menghasilkan penurunan voltan tambahan dan kehilangan tenaga.

Baki Pek Bateri

Perbezaan antara kumpulan siri boleh mengurangkan bahagian pek yang boleh digunakan. Satu kumpulan mungkin mencapai had perlindungannya sebelum kumpulan lain. Imbangan kumpulan siri, ambang perlindungan dan pemantauan suhu adalah sebahagian daripada Reka bentuk BMS untuk pek bateri 18650 . Kapasiti sel, rintangan dalaman, voltan dan perbezaan kelompok juga mempengaruhi keseimbangan pek; padanan sel untuk pek bateri 18650 menerangkan cara pembolehubah ini dikawal sebelum pemasangan.

Cara Menggunakan Kalkulator Pek Bateri 18650

The Kalkulator Pek Bateri 18650 boleh digunakan untuk menganggar parameter pek utama sebelum memilih konfigurasi akhir.

Input biasa termasuk:

• Kapasiti sel

• Voltan nominal sel

• Kiraan siri

• Kiraan selari

• Kuasa beban peranti

• Kecekapan sistem

Output biasa termasuk:

• Jumlah bilangan sel

• Pek voltan nominal

• Voltan cas penuh

• Voltan pemotongan

• Kapasiti pek

• Pek tenaga

• Anggaran masa jalan

Kalkulator berguna semasa peringkat reka bentuk awal, tetapi pek bateri akhir masih harus diuji dengan peranti, pendawaian, penukar dan persekitaran operasi sebenar.

Pengiraan Kapasiti untuk Reka Bentuk Pek Bateri OEM

Untuk projek OEM, pengiraan kapasiti hanyalah satu bahagian daripada spesifikasi. Sel dan pek juga mesti dipilih terhadap voltan, arus berterusan dan puncak, masa jalan, ruang tersedia, pengecasan, BMS, keadaan terma dan pengesahan sampel; cara memilih bateri 18650 untuk peranti OEM merangka keperluan ini pada peringkat produk.

Reka bentuk pek akhir juga harus mengesahkan:

• Voltan nominal yang diperlukan

• Voltan pengecasan maksimum

• Arus beban berterusan

• Arus beban puncak

• Masa jalan sasaran

• Ruang pemasangan yang tersedia

• Suhu operasi

• Jenis penyambung

• Panjang wayar dan tolok

• Keperluan BMS

• Contoh syarat ujian

• Toleransi pengeluaran

Kapasiti sel yang dipilih tidak boleh dimaksimumkan tanpa memeriksa keupayaan semasa dan ruang yang tersedia. Sel berkapasiti lebih tinggi mungkin mempunyai penarafan nyahcas yang lebih rendah, manakala sel arus tinggi mungkin memberikan kapasiti yang kurang.

Untuk pek bateri tersuai, ZERNE's 18650 penyelesaian pek bateri dan penyelesaian bateri 18650 tersuai boleh dinilai berdasarkan voltan, kapasiti, arus, BMS, penyambung, kepungan dan keperluan ujian sampel yang diperlukan.

Kesilapan Biasa Semasa Mengira Masa Jalan Pek Bateri 18650

1. Menggunakan mAh tanpa menukarnya kepada Ah.

2. Mendarab kapasiti dengan kiraan siri.

3. Melupakan kiraan selari meningkatkan kapasiti.

4. Mengira masa jalan daripada voltan tanpa memasukkan kapasiti.

5. Merawat tenaga nominal sebagai tenaga boleh guna sepenuhnya.

6. Mengabaikan kecekapan penukar DC-DC.

7. Menggunakan kuasa peranti maksimum apabila kuasa purata diperlukan, atau sebaliknya.

8. Mengabaikan permulaan dan arus puncak.

9. Menggunakan anggaran masa jalan yang sama pada suhu yang berbeza.

10. Dengan mengandaikan penarafan mAh yang lebih tinggi secara automatik bermakna keupayaan semasa yang lebih tinggi.

11. Mengabaikan pemotongan voltan dan had penutupan peranti.

12. Menggunakan pengiraan teori tanpa menguji pek lengkap.

Soalan Lazim

Bagaimanakah cara saya mengira kapasiti pek bateri 18650?

Darabkan kapasiti satu sel dalam ampere-jam dengan bilangan sel yang disambung secara selari:

Kapasiti pek = Kapasiti sel × Kiraan selari

Contohnya, pek 3S2P menggunakan sel 3000mAh mempunyai kapasiti 6Ah.

Adakah penyambungan bateri 18650 secara bersiri meningkatkan kapasiti?

Tidak. Sambungan siri terutamanya meningkatkan voltan. Kapasiti jam ampere kekal serupa dengan satu sel dalam rentetan siri.

Adakah penyambungan 18650 bateri secara selari meningkatkan kapasiti?

ya. Sel selari menambah kapasiti mereka bersama-sama sambil mengekalkan voltan nominal yang sama.

Berapa watt-jam dalam pek bateri 3S2P 18650?

Menggunakan sel 3000mAh, pek 3S2P mempunyai kira-kira:

11.1V × 6Ah = 66.6Wj

Tenaga boleh guna sebenar mungkin lebih rendah kerana voltan potong, kecekapan, suhu dan penuaan.

Berapa lama pek bateri 3S2P 18650 akan menjalankan peranti 10W?

Menggunakan tenaga nominal 66.6Wj dan kecekapan sistem 90%:

66.6Wj × 90% ÷ 10W ≈ 5.99 jam

Masa jalan sebenar mungkin lebih rendah apabila kapasiti rizab, penuaan dan pemotongan voltan disertakan.

Apakah perbezaan antara mAh dan Wh?

mAh atau Ah menerangkan kapasiti cas elektrik. Wh termasuk kedua-dua kapasiti dan voltan:

Wh = V × Ah

Watt-jam biasanya lebih berguna untuk membandingkan jumlah tenaga pek bateri dengan voltan yang berbeza.

Bagaimanakah voltan potong menjejaskan kapasiti boleh guna?

Bateri mungkin berhenti membekalkan kuasa apabila pek mencapai BMS atau voltan potong peranti. Ini bermakna beberapa kapasiti nominal mungkin kekal tidak tersedia di bawah keadaan operasi yang dipilih.

Adakah sel 18650 berkapasiti lebih tinggi sentiasa memberikan masa jalan yang lebih lama?

Biasanya ia boleh memberikan lebih banyak tenaga apabila digunakan dalam keadaan yang sesuai, tetapi masa jalan juga bergantung pada penilaian semasa, suhu, umur sel, kecekapan penukaran dan beban peranti.

Bolehkah saya menggunakan masa jalan yang dikira sebagai spesifikasi produk akhir?

Tidak. Pengiraan harus digunakan untuk reka bentuk dan perbandingan awal. Masa jalan akhir hendaklah disahkan dengan pek bateri yang lengkap dan peranti sebenar di bawah keadaan operasi yang mewakili.

Kesimpulan

Mengira kapasiti pek bateri 18650 dan masa jalan memerlukan lebih daripada mendarabkan penarafan mAh sel.

Formula utama ialah:

Kapasiti pek = Kapasiti sel × Kiraan selari

Tenaga pek = Voltan nominal × Kapasiti pek

Masa jalan = Tenaga boleh guna × Kecekapan sistem ÷ Kuasa peranti

Untuk pek 3S, kiraan siri menetapkan kelas voltan. Kiraan selari menentukan kapasiti dan mempengaruhi arus yang ada. Pek 3S1P menggunakan sel 3000mAh menyediakan kira-kira 3Ah, manakala 3S2P menyediakan 6Ah dan 3S3P menyediakan 9Ah.

Anggaran masa jalan yang realistik juga harus mengambil kira kapasiti boleh guna, voltan potong, kehilangan penukaran, suhu, penuaan bateri, permintaan semasa dan perubahan beban peranti.

Untuk pembangunan bateri OEM, pengiraan menyediakan titik permulaan. Ujian prototaip dengan peralatan sebenar masih diperlukan sebelum pek bateri diluluskan untuk pengeluaran.