Bekeken: 0 Auteur: ZERNE Batterij Technisch inhoudsteam Publicatietijd: 09-07-2026 Herkomst: Locatie
Een standaard batterijpakket uit de 12V-klasse, gemaakt met 18650 lithium-ioncellen, vereist gewoonlijk drie cellen of drie parallelle celgroepen die in serie zijn geschakeld.
De minimale configuratie is 3S1P , die drie 18650-cellen bevat. Als een hogere capaciteit of stroomcapaciteit vereist is, kunnen extra cellen parallel worden aangesloten:
3S1P = 3 cellen
3S2P = 6 cellen
3S3P = 9 cellen
3S4P = 12 cellen
Een 3S-accupakket heeft normaal gesproken een nominale spanning van 10,8 V of 11,1 V en een volledig opgeladen spanning van 12,6 V. Het wordt gewoonlijk een 12V lithium-ionbatterijpakket genoemd omdat het tot de 12V-spanningsklasse behoort.
Een '12V-accu' houdt echter niet precies 12,0 V vast gedurende de gehele ontladingscyclus. De spanning begint bij een volledige lading rond de 12,6 V en neemt geleidelijk af naarmate de cellen ontladen.
Alleen al voor de spanning zijn normaal gesproken drie in serie geschakelde 18650 lithium-ioncellen nodig. Het totale aantal cellen is afhankelijk van het aantal parallelle cellen dat is toegevoegd voor capaciteit en stroom.
Configuratie |
Totaal aantal cellen |
Nominale spanning |
Volle spanning |
Capaciteit met 3000mAh-cellen |
|---|---|---|---|---|
3S1P |
3 |
10,8 V–11,1 V |
12,6V |
3Ah |
3S2P |
6 |
10,8 V–11,1 V |
12,6V |
6Ah |
3S3P |
9 |
10,8 V–11,1 V |
12,6V |
9Ah |
3S4P |
12 |
10,8 V–11,1 V |
12,6V |
12Ah |
De basisformule is:
Totaal aantal cellen = serietelling x parallelle telling
Voor een typisch lithium-ionbatterijpakket van 12V-klasse:
Totaal aantal cellen = 3 × parallelle telling
Daarom is het antwoord op de vraag 'hoeveel 18650 cellen voor een 12V-batterij' gewoonlijk drie cellen voor de spanning, waarbij meer cellen worden toegevoegd wanneer de toepassing een grotere capaciteit of stroom vereist.
Een enkele 18650 lithium-ioncel heeft doorgaans een nominale spanning van 3,6 V of 3,7 V. Wanneer drie cellen in serie zijn geschakeld, worden hun spanningen bij elkaar opgeteld:
3,6 V × 3 = 10,8 V nominale spanning
3,7 V × 3 = 11,1 V nominale spanning
4,2 V × 3 = 12,6 V spanning bij volledige lading
De exacte nominale spanning is afhankelijk van de celfabrikant en de celchemie. Een representatieve 18650-specificatie met hoog verbruik gebruikt bijvoorbeeld een nominale spanning van 3,6 V en een laadspanning van 4,2 V. Het gegevensblad van de geselecteerde cel moet altijd worden gebruikt voor de definitieve ontwerplimieten. Molicel's INR-18650-P28A-gegevensblad geeft een voorbeeld van deze specificaties.
Voor het uiteindelijke ontwerp moeten de spanningslimieten van de geselecteerde cel worden gebruikt; de 18650 batterijspanningsgids laat zien hoe nominale, volledige lading en uitschakelwaarden zich verhouden tot een 3S-pakket.
Een 3S-pakket wordt normaal gesproken een 12V lithium-ionbatterijpakket genoemd, omdat het werkbereik bedoeld is voor apparatuur in de 12V-klasse.
De werkelijke spanning verandert tijdens bedrijf:
Volledig opgeladen: ongeveer 12,6 V
Nominale spanning: ongeveer 10,8V of 11,1V
Ontladen spanning: hangt af van de geselecteerde cel- en BMS-uitschakelinstelling
Als een apparaat een stabiele 12,0V-uitvoer nodig heeft, is een 3S-batterijpakket alleen mogelijk niet voldoende. Mogelijk is een DC-DC-regelaar nodig om een gecontroleerde uitgangsspanning te behouden wanneer de accuspanning verandert.
Het toegestane ingangsspanningsbereik van het apparaat moet worden gecontroleerd voordat de batterijconfiguratie wordt geselecteerd.
Een 4S 18650-batterijpakket bevat vier in serie geschakelde celgroepen:
3,6 V × 4 = 14,4 V nominale spanning
3,7 V × 4 = 14,8 V nominale spanning
4,2 V × 4 = 16,8 V spanning bij volledige lading
Om deze reden worden 4S-pakketten over het algemeen beschouwd als 14,4V- of 14,8V-batterijpakketten in plaats van 12V-pakketten.
Een 4S-configuratie mag niet rechtstreeks worden aangesloten op apparatuur die alleen is ontworpen voor een ingang van 12V-klasse, tenzij de fabrikant van de apparatuur specifiek bevestigt dat de hogere spanning acceptabel is.
De serietelling bepaalt de spanning van het accupakket.
Een basisstartformule is:
Serietelling = Vereiste nominale spanning ÷ Nominale celspanning
Voor een pakket van 12V-klasse met 3,7V-cellen:
12V ÷ 3,7V ≈ 3,24
Omdat een accupakket geen fractionele serietelling kan gebruiken, is de gebruikelijke configuratie 3S.
De berekening mag niet alleen als eenvoudige wiskundige afronding worden beschouwd. Het uiteindelijke serienummer moet ook overeenkomen met:
De minimale en maximale ingangsspanning van het apparaat
De nominale en volledige ladingsspanning van de cel
Het laagspanningsuitschakelpunt van het apparaat
De BMS-beveiligingsinstellingen
De uitgangsspanning van de lader
Voor de meeste standaard 12V lithium-iontoepassingen is 3S de meest gebruikelijke keuze.
De parallelle telling bepaalt de capaciteit van het batterijpakket.
Pack-capaciteit = celcapaciteit x parallelle telling
Voor 3000mAh-cellen:
3S1P = 3000mAh = 3Ah
3S2P = 6000mAh = 6Ah
3S3P = 9000mAh = 9Ah
3S4P = 12000mAh = 12Ah
Het aantal series verhoogt de capaciteit in ampère-uren niet. Het verhoogt de spanning. De parallelle telling verhoogt de capaciteit terwijl dezelfde seriespanning behouden blijft.
Dit onderscheid is ook belangrijk bij het lezen van configuraties zoals 3S2P en 4S2P; serie en parallelle 18650 batterijconfiguraties laten zien hoe de twee tellingen samenwerken.
Zowel een 3S1P-pakket als een 3S4P-pakket zijn bijvoorbeeld 3S-pakketten met een nominale spanning van ongeveer 10,8 V of 11,1 V. Het verschil is dat het 3S4P-pakket vier cellen in elke parallelle groep bevat en daarom ongeveer vier keer de capaciteit biedt van een 3S1P-pakket met identieke cellen.
Parallelle cellen vergroten ook het theoretische stroomvermogen van een batterijpakket.
Parallelle stroomcapaciteit = continue celstroom x parallelle telling
Als één 18650-cel een continu ontladingsvermogen van 10A heeft:
3S1P: ongeveer 10A
3S2P: ongeveer 20A
3S3P: ongeveer 30A
Deze cijfers zijn theoretische schattingen. De werkelijke stroomcapaciteit van het pakket kan lager zijn vanwege:
BMS huidige beoordeling
Nikkelstrip- of railformaat
Laskwaliteit
Draaddikte
Connectorwaarde
Cel temperatuur
Celveroudering
Interne weerstand
Warmteafvoer van de behuizing
Continustroom en piekstroom moeten ook afzonderlijk worden geëvalueerd. Een cel kan een piekstroom van korte duur ondersteunen die hij niet continu kan verdragen.
Het totale aantal cellen wordt berekend als:
Totaal aantal cellen = serietelling x parallelle telling
Omdat een typisch pakket uit de 12V-klasse 3S gebruikt:
Totaal aantal cellen = 3 × parallelle telling
Voorbeelden:
3S1P = 3 × 1 = 3 cellen
3S2P = 3 × 2 = 6 cellen
3S3P = 3 × 3 = 9 cellen
3S4P = 3 × 4 = 12 cellen
Voor een snelle controle van de benodigde serie- en paralleltellingen, capaciteit, energie en looptijd gebruikt u de 18650 batterijcalculator.
Een 3S1P-batterijpakket bevat drie 18650-cellen.
Het biedt:
Het kleinste aantal cellen voor een configuratie van 12V-klasse
Capaciteit gelijk aan één cel
Laag gewicht en compacte afmetingen
Beperkte looptijd
Beperkte stroomcapaciteit
Deze configuratie kan geschikt zijn voor elektronica met een laag vermogen, compacte instrumenten en toepassingen met korte bedrijfsperioden.
Een 3S2P-batterijpakket bevat zes cellen, gerangschikt als drie seriegroepen met in elke groep twee parallelle cellen.
Vergeleken met 3S1P biedt het ongeveer tweemaal de capaciteit en het theoretische stroomvermogen. Een 3S2P 18650-batterijpakket is vaak een praktische balans tussen looptijd, grootte, gewicht en kosten.
Typische toepassingen zijn onder meer draagbare apparatuur, meetinstrumenten, barcodescanners, kleine industriële apparaten en compacte back-upsystemen.
Een 3S3P-batterijpakket bevat negen cellen.
Het biedt een hogere capaciteit en stroomcapaciteit dan 3S1P- of 3S2P-configuraties. Het kan geschikt zijn voor apparaten die een langere looptijd of een hogere bedrijfsstroom vereisen.
Het grotere celgetal vereist meer aandacht voor:
Celopstelling
Warmteafvoer
BMS plaatsing
Bedrading lay-out
Mechanische ondersteuning
Isolatie en bescherming
Een 3S4P-batterijpakket bevat 12 cellen.
Het biedt een hogere energieopslag en een groter theoretisch stroomvermogen, terwijl het binnen de 3S-spanningsklasse blijft. Het kan worden gebruikt in apparatuur met een hoger vermogen of in toepassingen die een langere werking tussen oplaadbeurten vereisen.
Voordat u voor 3S4P kiest, moet u controleren of de behuizing voldoende ruimte heeft voor de cellen, GBS, isolatie, bedrading, temperatuursensoren, connectoren en structurele steunen.
De looptijd kan worden geschat op basis van batterij-energie en apparaatvermogen:
Runtime ≈ Bruikbare batterij-energie ÷ Apparaatvermogen
Batterij-energie kan worden geschat als:
Pack-energie = Nominale spanning x Pack-capaciteit
Overweeg bijvoorbeeld een 3S2P-pakket met 3000mAh-cellen:
Nominale spanning: 11,1 V
Verpakkingscapaciteit: 6Ah
Nominale energie: 11,1 V × 6 Ah = 66,6 Wh
Apparaatvermogen: 10W
Systeemefficiëntie: 90%
Geschatte looptijd:
66,6 Wh × 90% ÷ 10 W ≈ 5,99 uur
De werkelijke bedrijfstijd kan korter zijn vanwege:
Variabele apparaatbelasting
DC-DC-conversieverliezen
Veroudering van de batterij
Lage of hoge temperatuur
BMS-afschakelspanning
Interne weerstand van de cel
Connectorweerstand
Spanningsval draad
Voorwaarden voor capaciteitstests
Voor een OEM-ontwerp moet de looptijd worden geverifieerd met een representatief prototype onder het daadwerkelijke belastingsprofiel. Bij de berekening moet ook rekening worden gehouden met bruikbare energie, conversie-efficiëntie, uitschakelspanning, temperatuur en het werkelijke belastingsprofiel; de De capaciteit van het 18650-batterijpakket en de runtime-methode brengen deze variabelen samen.
Het batterijpakket moet een formaat hebben dat geschikt is voor zowel de normale als de tijdelijke stroombehoefte.
Bevestig de apparatuur:
Continue bedrijfsstroom
Opstartstroom
Piekstroom
Stootstroom van motor of actuator
Draadloze transmissiepieken
BMS continue stroomsterkte
BMS-piekstroomwaarde
Als de toepassing een hogere stroom vereist, is het verhogen van de parallelle telling doorgaans relevanter dan het verhogen van de serietelling. Er kunnen ook cellen met een hoog verbruik nodig zijn; De selectie van 18650-batterijen met een hoog verbruik is gericht op continue stroom, piekstroom en thermische limieten.
Het toevoegen van seriecellen verhoogt de spanning, maar verhoogt niet automatisch de beschikbare stroom voor de belasting.
Het fysieke ontwerp moet meer omvatten dan de cellen zelf. Zorg voor ruimte voor:
Celdiameter en lengte
Celafstand
Isolatie platen
Nikkelstrips of koperen rails
BMS-printplaat
Temperatuur sensoren
Draden en connectoren
Behuizing en bevestigingsconstructies
Vrije ruimte voor montage en onderhoud
Een theoretisch 3S2P-ontwerp past mogelijk niet in de beoogde behuizing nadat het GBS, beschermingsmateriaal, bedrading en connector zijn meegeleverd.
Een 3S1P-, 3S2P-, 3S3P- en 3S4P-batterijpakket bevat allemaal drie seriegroepen. Daarom hebben ze over het algemeen een 3S BMS nodig.
Het GBS moet overeenkomen met:
Configuratie met drie series cellen
Continue ontlaadstroom
Piek ontlaadstroom
Laadstroom
Bescherming tegen overbelasting
Bescherming tegen overontlading
Overstroombeveiliging
Kortsluitbeveiliging
Temperatuurbescherming
Vereisten voor celbalancering
Een 3S-pakket vereist nog steeds dat het BMS voldoet aan de vereisten voor stroom, opladen, bescherming en balanceren; deze keuzes maken deel uit van de BMS-ontwerp voor een 18650-batterijpakket . De huidige beoordeling van het BMS moet op pakketniveau worden geëvalueerd. Een gebouwbeheersysteem met een ongeschikte stroomsterkte kan de prestaties beperken of bescherming activeren tijdens normaal bedrijf. Batterijbeheersystemen kunnen ook de celspanning, stroom en temperatuur monitoren als onderdeel van hun beveiligingsstrategie.
Een standaard 3S lithium-ionbatterijpak vereist normaal gesproken een laadsysteem dat is ontworpen voor een maximale laadspanning van 12,6 V.
De oplader moet overeenkomen met:
Batterijchemie
Aantal series
Maximale laadspanning
Laadstroom
GBS-vereisten
Specificaties van de celfabrikant
Ga er niet van uit dat een gewone 12V loodzuuracculader geschikt is voor een 3S lithium-ionpakket. De uitgangsspanning en oplaadmethode kunnen verschillen. De 12,6V-instelling identificeert de maximale laadspanning van het pack, maar de lader, de stroomlimiet, de eindfase en de oplaadomgeving bepalen ook of het pack kan worden opgeladen. veilig opgeladen.
Een lader-IC ontworpen voor meercellige lithium-ionbatterijen onderscheidt de laadspanning voor verschillende series, waaronder 12,6 V voor 3S en 16,8 V voor 4S.
De drie seriegroepen in een 3S-pakket kunnen verschillende spanningen ontwikkelen vanwege:
Variatie in celcapaciteit
Verschillende interne weerstand
Ongelijkmatige temperatuur
Verschillende verouderingsomstandigheden
Verbindingsweerstand
Ongelijkmatige stroomverdeling
Als één seriegroep eerder dan de anderen een drempelwaarde voor overbelasting of overontlading bereikt, kan het BMS stoppen met het opladen of ontladen van het hele pakket.
Celbalancering helpt de seriegroepen binnen een geschikte spanningsrelatie te houden. Dit is waarom Het matchen van cellen in een 18650-batterijpakket moet vóór de montage worden voltooid, in plaats van te worden behandeld als een latere balanceringsstap. De vereiste balanceringsmethode is afhankelijk van het pakketontwerp, de celkarakteristieken, de bedrijfsstroom, het kostendoel en de betrouwbaarheidseisen.
Zodra de benodigde serietelling, capaciteit, stroom, afmetingen en beveiligingsfuncties duidelijk zijn, kan het accupakket worden ontwikkeld als een geïntegreerd product in plaats van als een groep losse cellen.
ZERNE's 18650-batterijoplossingen kunnen worden geëvalueerd op vereisten zoals:
3S1P, 3S2P, 3S3P en andere configuraties
Aangepaste spanning en capaciteit
BMS- of PCM-beveiliging
Connector- en draadselectie
Batterijbehuizing en mechanische afmetingen
Temperatuurwaarneming
Monster testen
Certificering en volumeproductie
Gebruikers die de vereiste 3S-configuratie hebben berekend, kunnen vervolgens een praktisch pakket selecteren op basis van runtime, huidige vraag, beschikbare ruimte en bedrijfsomstandigheden.
Verschillende ontwerpfouten komen vaak voor bij het bouwen van een 12V-batterijpakket met 18650-cellen:
Ervan uitgaande dat een 12V-pakket altijd exact 12,0V levert.
Gebruik van een 4S-pakket als directe vervanging voor een 3S 12V-klasse pakket.
Spanning berekenen zonder capaciteit te berekenen.
Negeren van opstart- en piekstroom.
Alleen een oplader selecteren omdat deze het label '12V.' heeft
Gebruik van een 4S BMS met een 3S-batterijpakket.
Het combineren van verschillende celmodellen, capaciteiten, leeftijden of ladingstoestanden.
Alleen de totale pakketspanning controleren in plaats van elke seriegroep te bewaken.
Het negeren van de warmte die wordt gegenereerd door cellen, het gebouwbeheersysteem, draden en connectoren.
Het starten van de massaproductie voordat het prototype en de belastingstests worden voltooid.
De cellen moeten vóór montage op elkaar worden afgestemd en het voltooide pakket moet worden getest onder de feitelijke elektrische en mechanische omstandigheden van het doelapparaat.
Een standaard 18650 lithium-ionbatterijpak uit de 12V-klasse gebruikt gewoonlijk drie cellen of drie parallelle celgroepen die in serie zijn geschakeld. De minimale configuratie is 3S1P met drie cellen. Het totale aantal neemt toe met de parallelle telling.
Ja. Drie compatibele 18650 lithium-ioncellen kunnen in serie worden aangesloten om een 3S-pakket te creëren. Het pakket heeft normaal gesproken een nominale spanning van 10,8 V of 11,1 V en een spanning bij volledige lading van ongeveer 12,6 V.
Een 3S2P-batterijpakket bevat zes 18650-cellen. Het bestaat uit drie seriegroepen, waarbij binnen elke groep twee parallel geschakelde cellen zijn.
Meestal niet. Een 4S-pakket heeft normaal gesproken een nominale spanning van 14,4 V of 14,8 V en een volledig opgeladen spanning van 16,8 V. Controleer het toegestane ingangsbereik van de apparatuur voordat u deze gebruikt.
Als elke cel een capaciteit heeft van 3000 mAh, levert een 3S2P-pakket ongeveer 6000 mAh, oftewel 6 Ah. De werkelijke capaciteit is afhankelijk van de geselecteerde cellen, testomstandigheden, temperatuur en ontlaadstroom.
Een standaard 3S-batterijpakket uit de 12V-klasse vereist normaal gesproken een 3S BMS. Het BMS moet ook voldoen aan de continue stroom, piekstroom, laadstroom, beveiligingsdrempels, temperatuurvereisten en balanceringsbehoeften van het pakket.
Een standaard 3S lithium-ion accupakket vereist normaal gesproken een oplader of laadsysteem met een maximale laadspanning van 12,6 V. De laadstroom moet compatibel zijn met de cellen en het GBS.
Nee. Een enkele 18650-cel heeft normaal gesproken een nominale spanning van ongeveer 3,6 V of 3,7 V. Voor een pakket van 12V-klasse zijn doorgaans drie cellen in serie nodig. Een boostconverter kan de spanning van één cel verhogen, maar hierdoor ontstaat een ander elektrisch ontwerp.
Het benodigde celgetal is afhankelijk van de capaciteit van elke cel. Bij 3000mAh-cellen zijn zeven cellen parallel nodig om minimaal 20Ah te bereiken:
20Ah ÷ 3Ah ≈ 6,67
De configuratie zou daarom ongeveer 3S7P zijn, met 21 cellen. Het definitieve ontwerp moet ook de huidige, ruimte-, BMS-, thermische en runtime-eisen bevestigen.
Nee. Een 3S lithium-ionpakket varieert normaal gesproken van ongeveer 12,6 V wanneer het volledig is opgeladen, tot een lagere spanning tijdens het ontladen. Een geregelde DC-DC-converter kan nodig zijn als het apparaat een stabiele output nodig heeft.
Een standaard 18650 lithium-ionbatterijpak uit de 12V-klasse gebruikt normaal gesproken een 3S-configuratie:
3S1P = 3 cellen
3S2P = 6 cellen
3S3P = 9 cellen
3S4P = 12 cellen
De serietelling bepaalt de spanning, terwijl de paralleltelling de capaciteit en het theoretische stroomvermogen bepaalt.
Een typisch 3S-pakket maakt gebruik van een 3S BMS en een laadsysteem dat is afgestemd op een volledige laadspanning van 12,6 V. Bij de uiteindelijke configuratie moet ook rekening worden gehouden met het apparaatvermogen, de piekstroom, de vereiste looptijd, de beschikbare ruimte, de temperatuur, de bedrading, de connectoren en de beschermingsvereisten.
Voor OEM-toepassingen is het testen van prototypen essentieel voordat de volumeproductie plaatsvindt.
