Bekeken: 0 Auteur: ZERNE Batterij Technische inhoud Team Publicatietijd: 2026-07-15 Herkomst: Locatie
18650-batterijen kunnen in serie, parallel of in een combinatie van beide worden aangesloten om de vereiste spanning, capaciteit en stroomcapaciteit te bereiken.
Een serieschakeling verhoogt de spanning van het accupakket. Een parallelle aansluiting vergroot de capaciteit en de theoretische stroomcapaciteit. Bijvoorbeeld:
3S1P betekent drie 18650-cellen die in serie zijn geschakeld.
2P betekent twee parallel geschakelde cellen binnen elke groep.
3S2P betekent drie seriegroepen met twee parallelle cellen in elke groep.
4S2P betekent vier seriegroepen met twee parallelle cellen in elke groep.
Het totale celgetal wordt berekend als:
Totaal aantal cellen = serietelling x parallelle telling
Een 3S2P accupakket bevat dus zes cellen, terwijl een 4S2P accupakket acht cellen bevat.
De verbindingsstructuur moet worden geselecteerd op basis van de spanning, capaciteit, stroom, afmetingen en beschermingsvereisten van de apparatuur. Voor de meeste oplaadbare lithium-ionbatterijpakketten is bovendien een geschikt BMS vereist.
Bij een serieschakeling is de positieve pool van de ene cel verbonden met de negatieve pool van de volgende cel.
De spanning van elke cel wordt bij elkaar opgeteld, terwijl de capaciteit in ampère-uur ongeveer hetzelfde blijft als die van één cel of één parallelle groep.
Voor identieke 3,7V, 3000mAh-cellen:
1S1P: 3,7V, 3Ah
2S1P: 7,4V, 3Ah
3S1P: 11,1V, 3Ah
4S1P: 14,8V, 3Ah
De serietelling wordt geselecteerd op basis van het vereiste spanningsbereik van de apparatuur.
Bij een parallelle verbinding zijn de positieve aansluitingen met elkaar verbonden en de negatieve aansluitingen met elkaar verbonden.
De spanning blijft ongeveer gelijk aan die van één cel, terwijl de capaciteit toeneemt.
Met identieke 3,7 V, 3000 mAh-cellen:
1S1P: 3,7V, 3Ah
1S2P: 3,7V, 6Ah
1S3P: 3,7V, 9Ah
De parallelle telling wordt geselecteerd op basis van de vereiste capaciteit, looptijd en stroomcapaciteit.
De meeste praktische accupakketten vereisen zowel een specifieke spanning als voldoende capaciteit. Een serie-parallelle configuratie combineert de twee verbindingsmethoden.
Een 3S2P-pakket bijvoorbeeld:
Maakt gebruik van drie seriegroepen
Gebruikt twee parallelle cellen in elke groep
Bevat in totaal zes cellen
Biedt ongeveer tweemaal de capaciteit van een 3S1P-pakket
Behoudt dezelfde nominale spanningsklasse als een 3S1P-pakket
De letter 'S' betekent het aantal celgroepen die in serie zijn verbonden.
Een 1S-pakket bevat één seriegroep.
Het kan het volgende bevatten:
1S1P: één cel
1S2P: twee parallelle cellen
1S3P: drie parallelle cellen
De nominale spanning blijft dicht bij de spanning van één cel. Het toevoegen van parallelle cellen verhoogt de capaciteit zonder de nominale spanning te veranderen.
Een 2S-pakket bevat twee seriegroepen.
Bij standaard 3,7V lithium-ioncellen bedraagt de nominale spanning ongeveer 7,4V. De volledige laadspanning is afhankelijk van de celspecificatie en het laadsysteem.
Een 2S-configuratie kan worden gebruikt in compacte draagbare apparatuur, draagbare producten en kleine batterijpakketten die een hogere spanning vereisen dan een enkele cel kan leveren.
Een 3S-pakket bevat drie seriegroepen.
Bij gebruik van standaard 3,7V-cellen bedraagt de nominale spanning ongeveer 11,1V. De 3S-structuur wordt vaak gebruikt in lithium-ionbatterijpakketten van de 12V-klasse. De Het voorbeeld van een 12V 18650-batterijpakket laat zien hoe een 3S-configuratie zich vertaalt in aantal cellen, spanning en capaciteit.
Voor een beknopt voorbeeld:
3S1P = drie cellen
3S2P = zes cellen
3S3P = negen cellen
De 18650 accuspanningsgids legt uit hoe de nominale spanning, de volledige lading en de uitschakelspanning veranderen naarmate het aantal series toeneemt.
Een 4S-pakket bevat vier seriegroepen.
Bij gebruik van 3,7V-cellen bedraagt de nominale spanning ongeveer 14,8V. Het wordt over het algemeen beschouwd als een pakket met een hogere spanning dan een standaard 3S-pakket van de 12V-klasse.
Een 4S-configuratie kan worden gebruikt als de apparatuur, de oplader en het beveiligingssysteem allemaal voor dat spanningsbereik zijn ontworpen.
De letter 'P' betekent het aantal parallel geschakelde cellen binnen elke seriegroep.
Een 1P-configuratie heeft één cel in elke parallelle groep.
Voorbeelden:
1S1P: één cel
3S1P: drie cellen
4S1P: vier cellen
De capaciteit van elke seriegroep is gelijk aan de capaciteit van één cel.
Bij een 2P-configuratie zijn er in elke groep twee parallel geschakelde cellen.
Voorbeelden:
1S2P: twee cellen
3S2P: zes cellen
4S2P: acht cellen
De capaciteit van elke parallelle groep is ongeveer tweemaal de capaciteit van één cel.
Een 3P-configuratie heeft drie parallelle cellen in elke groep.
Voorbeelden:
1S3P: drie cellen
3S3P: negen cellen
4S3P: twaalf cellen
Een hogere parallelle telling zorgt over het algemeen voor een grotere capaciteit en stroomcapaciteit, maar verhoogt ook de vereisten voor de grootte, het gewicht, de kosten en het warmtebeheer van het batterijpakket. Het effect van parallelle telling op de verpakkingscapaciteit, energie en looptijd kan worden geschat met 18650 batterijcapaciteit en looptijdberekeningen.
De basisspanningsformule is:
Nominale spanning van pakket = Nominale celspanning × Serietelling
Met behulp van een 3,7V-cel:
Configuratie |
Berekening |
Nominale spanning |
|---|---|---|
1S |
3,7 V × 1 |
3,7V |
2S |
3,7 V × 2 |
7,4V |
3S |
3,7 V × 3 |
11,1V |
4S |
3,7 V × 4 |
14,8V |
Het werkelijke spanningsbereik verandert tijdens het opladen en ontladen. De nominale spanning wordt gebruikt voor berekeningen van het accupakket, terwijl de volledig opgeladen en uitschakelspanningen moeten worden afgestemd op de geselecteerde cel en apparatuur.
Wanneer u een serietelling selecteert, controleer dan:
Vereiste ingangsspanning van het apparaat
Maximaal toegestane ingangsspanning
Minimale bedrijfsspanning
Uitgangsspanning van de lader
Aantal BMS-series
Ingangsbereik DC-DC-converter
Er mag niet alleen een serietelling worden geselecteerd omdat het pakket het label '12V' of '24V.' heeft.
De basiscapaciteitsformule is:
Pack-capaciteit (Ah) = Celcapaciteit (Ah) × Parallelle telling
Met behulp van 3000 mAh of 3 Ah cellen:
Configuratie |
Celcapaciteit |
Parallelle telling |
Verpakkingscapaciteit |
3S1P |
3Ah |
1P |
3Ah |
3S2P |
3Ah |
2P |
6Ah |
3S3P |
3Ah |
3P |
9Ah |
4S2P |
3Ah |
2P |
6Ah |
De 3S2P- en 4S2P-voorbeelden hebben dezelfde theoretische capaciteit wanneer dezelfde cellen worden gebruikt, maar hun spanningsniveaus zijn verschillend omdat hun serietellingen verschillend zijn.
De capaciteit moet worden berekend op basis van de werkelijke celcapaciteit in plaats van de maximale capaciteit die op een algemeen productlabel is afgedrukt. De celcapaciteit kan variëren afhankelijk van de ontlaadstroom, temperatuur, uitschakelspanning en testomstandigheden.
Parallelle cellen kunnen ook het theoretische stroomvermogen van een batterijpakket vergroten.
De vereenvoudigde formule is:
Parallelle stroomcapaciteit = continue celstroom x parallelle telling
Als één cel een continu ontladingsvermogen van 10A heeft:
1P: ongeveer 10A
2P: ongeveer 20A
3P: ongeveer 30A
Deze cijfers zijn theoretische schattingen. De werkelijke stroomcapaciteit van het pakket kan worden beperkt door:
BMS-beoordeling
Nikkelstrips of rails
Laskwaliteit
Draaddikte
Connectorwaarde
Cel temperatuur
Interne weerstand van de cel
Warmteafvoer van de behuizing
Piekstroom en continustroom moeten afzonderlijk worden berekend. Een cel die een korte puls ondersteunt, is mogelijk niet geschikt voor continu gebruik op dezelfde stroomsterkte. Voor apparatuur met een hoog vermogen moeten de continue en piekstroomlimieten van de geselecteerde cel worden vergeleken met behulp van selectie van 18650-batterijen met hoog verbruik.
Een 3S2P-pakket bevat zes cellen:
Drie seriegroepen
Twee parallelle cellen in elke groep
Totaal celgetal: 3 × 2 = 6
Met behulp van 3,7 V, 3000 mAh-cellen:
Nominale spanning: ongeveer 11,1 V
Capaciteit: ongeveer 6Ah
Nominale energie: ongeveer 66,6 Wh
Een 4S2P-pakket bevat acht cellen:
Vier seriegroepen
Twee parallelle cellen in elke groep
Totaal celgetal: 4 × 2 = 8
Met dezelfde cellen:
Nominale spanning: ongeveer 14,8 V
Capaciteit: ongeveer 6Ah
Nominale energie: ongeveer 88,8 Wh
De capaciteit is in beide voorbeelden hetzelfde omdat beide 2P gebruiken. De energie is anders omdat het 4S2P-pakket een hogere nominale spanning heeft.
Voor een snelle vergelijking van serie, parallel, capaciteit en energie gebruikt u de 18650 Accucalculator.
Het totale celgetal is:
Totaal aantal cellen = serietelling x parallelle telling
Voorbeelden:
Configuratie |
Berekening |
Totaal aantal cellen |
2S1P |
2 × 1 |
2 |
3S1P |
3 × 1 |
3 |
3S2P |
3 × 2 |
6 |
3S3P |
3 × 3 |
9 |
4S2P |
4 × 2 |
8 |
4S3P |
4 × 3 |
12 |
Deze formule geeft het aantal elektrische cellen weer. Het fysieke batterijpakket heeft mogelijk extra ruimte nodig voor:
Celhouders
Isolatie
GBS
Temperatuur sensoren
Draden
Connectoren
Huisvesting
Mechanische steunen
Cellen in hetzelfde pakket moeten het volgende hebben:
Hetzelfde model
Dezelfde chemie
Soortgelijke capaciteit
Soortgelijke interne weerstand
Soortgelijke leeftijd en cyclusgeschiedenis
Soortgelijke laadtoestand vóór montage
Het mengen van cellen met verschillende kenmerken kan resulteren in een ongelijkmatige spannings-, temperatuur- en stroomverdeling. Voor productieverpakkingen vormen deze controles de basis celmatching in een 18650-batterijpakket , waarbij capaciteit, interne weerstand, spanning, leeftijd en batchconsistentie samen worden geëvalueerd.
Bij productiebatterijpakketten worden cilindrische cellen normaal gesproken verbonden met behulp van puntgelaste nikkelstrips of geschikte rails.
Het rechtstreeks solderen van draden aan het cellichaam kan overmatige warmte naar de cel overbrengen en de interne structuur beschadigen. De aansluitmethode moet worden geselecteerd op basis van de stroom, het productieproces en de veiligheidseisen.
De montage moet het volgende omvatten:
Celhouders
Isolatie papier
Terminalbescherming
Vispapier of isolatievellen
Beschermende mouwen
Afstand tussen cellen
Ondersteuning van huisvesting
De positieve pool en de buitenste negatieve behuizing moeten worden beschermd tegen onbedoeld contact met geleidende materialen. Als een cel een geïntegreerd beveiligingscircuit bevat, kunnen de afmetingen en het gebruik ervan verschillen van die van een onbeschermde cel; beschermde en onbeschermde 18650-batterijen vergelijken deze twee formaten.
Een kortsluiting kan een zeer hoge stroomsterkte en snelle opwarming veroorzaken. Tijdens montage:
Houd metalen gereedschap uit de buurt van blootliggende aansluitingen.
Plaats geen losse cellen samen met geleidende voorwerpen.
Bescherm onvoltooide verpakkingen tijdens het hanteren.
Controleer de polariteit van elke celgroep.
Inspecteer nikkelstrips en laspunten voordat u de definitieve isolatie aanbrengt.
Elke reeksgroep moet cellen bevatten met vergelijkbare prestaties. Een zwakke groep kan het gehele batterijpakket beperken en vroegtijdige activering van de bescherming veroorzaken. Capaciteit, interne weerstand en belastingsgedrag moeten worden gecontroleerd voordat cellen worden gegroepeerd; 18650 batterijcapaciteit en gezondheidstests schetsen een praktische manier om deze te verifiëren.
Een BMS, oftewel batterijbeheersysteem, bewaakt en beschermt oplaadbare lithium-ionbatterijpakketten.
Een GBS is vooral belangrijk wanneer cellen in serie zijn geschakeld, omdat de afzonderlijke groepen tijdens het laden en ontladen mogelijk niet op exact dezelfde spanning blijven.
Typische BMS-functies zijn onder meer:
Bescherming tegen overbelasting
Bescherming tegen overontlading
Overstroombeveiliging
Kortsluitbeveiliging
Temperatuurbewaking
Bewaking van de celspanning
Celbalancering
Het BMS moet overeenkomen met de configuratie van het batterijpakket. Een 3S-batterijpakket vereist doorgaans een 3S BMS, terwijl een 4S-batterijpakket een 4S BMS vereist.
De stroomsterkte van het gebouwbeheersysteem moet ook overeenkomen met de verwachte continue belasting en piekbelasting. Het selecteren van een GBS alleen op basis van het aantal series is niet voldoende.
Het BMS moet worden ontworpen rond het aantal series, het huidige profiel, de balanceringsbehoeften en de beschermingslimieten van het pakket; 18650 batterijpakket Het BMS-ontwerp brengt deze vereisten samen.
De lader moet overeenkomen met het aantal series en de celchemie.
Een hoger serienummer vereist een hogere laadspanning. De oplader mag niet alleen worden geselecteerd op basis van het marketinglabel van de accu. De safe 18650 batterijlaadgids legt uit hoe de laadspanning, laadstroom en oplaadtijd moeten worden afgestemd op de accu.
Bevestig het volgende voordat u de oplader kiest:
Batterijchemie
Aantal series
Maximale laadspanning
Laadstroom
Compatibiliteit met GBS
Vereisten voor het opladen van apparaten
Specificaties van de celfabrikant
Een 3S- en een 4S-pakket kunnen een vergelijkbare capaciteit hebben als ze dezelfde parallelle telling gebruiken, maar ze vereisen verschillende laadspanningsinstellingen.
Verwarrende serietelling met parallelle telling.
Ervan uitgaande dat 2P slechts twee cellen in het volledige pakket betekent.
Capaciteit vermenigvuldigen met het aantal series.
Negeren van het verschil tussen nominale en volledige laadspanning.
Gebruik maken van cellen met verschillende capaciteiten of leeftijden.
Verbinden van cellen met verschillende ladingsniveaus.
Gebruik van een verkeerd beoordeeld GBS.
Een lader selecteren zonder het aantal series te controleren.
Direct aan cellen solderen zonder de warmte te beheersen.
Negeer de isolatie rond de positieve pool.
Vertrouwen op de theoretische stroomberekening zonder het GBS en de bedrading te controleren.
Het voltooide batterijpakket niet testen onder de beoogde belasting.
Een serieschakeling verhoogt de spanning, terwijl een parallelle aansluiting de capaciteit en het theoretische stroomvermogen vergroot.
3S2P betekent drie seriegroepen met in elke groep twee parallel geschakelde cellen. Het pakket bevat in totaal zes cellen.
Een 4S2P-pakket bevat acht cellen omdat:
4×2=8
Nee. Serieschakelingen verhogen de spanning. De capaciteit in ampère-uren blijft ongeveer gelijk aan die van één cel of één parallelle groep.
Nee. Parallelle verbindingen behouden ongeveer dezelfde spanning terwijl de capaciteit en stroomcapaciteit toenemen.
1S3P betekent één seriegroep met drie parallelle cellen. Met behulp van 3000 mAh-cellen heeft het pakket een nominale spanning van ongeveer 3,7 V en een capaciteit van 9 Ah.
Voor een 3S2P-pakket is doorgaans een 3S BMS vereist. Het BMS moet ook overeenkomen met de laadstroom, continue belastingsstroom, piekstroom, temperatuurvereisten en beveiligingsfuncties van het pakket.
Cellen die in dezelfde parallelle groep worden gebruikt, moeten hetzelfde model en een vergelijkbare capaciteit, weerstand, leeftijd en ladingstoestand hebben. Het mengen van ongeschikte cellen kan een ongelijkmatige stroomverdeling en veiligheidsrisico's veroorzaken.
Gebruik:
Pack-capaciteit = celcapaciteit x parallelle telling
De serietelling heeft invloed op de spanning, terwijl de paralleltelling de capaciteit in ampère-uur beïnvloedt.
Een 3S2P-pakket biedt doorgaans ongeveer tweemaal de capaciteit en het theoretische stroomvermogen van een 3S1P-pakket gemaakt met dezelfde cellen. De daadwerkelijke output wordt beperkt door het gebouwbeheersysteem, de bedrading, connectoren en het thermische ontwerp.
Serie- en parallelle berekeningen vormen de elektrische basis voor een batterijpakket, maar het eindproduct vereist ook een mechanisch en beveiligingsontwerp. Voor OEM-projecten moet de elektrische configuratie ook worden geëvalueerd naast de vereisten voor apparaatvermogen, looptijd, beschikbare ruimte, opladen, temperatuur en validatie. 18650 batterijselectie voor een OEM-apparaat.
OEM-projecten moeten mogelijk worden aangepast:
Serie- en parallelle configuratie
Spanning
Capaciteit
Celtype
GBS
Connector
Draad lengte
Huisvesting
Temperatuursensor
Montage structuur
ZERNE's 18650 Battery Pack-oplossingen ondersteunen aangepaste celselectie, BMS-integratie, connectorconfiguratie, monstertests en productievereisten.
Voor projecten met specifieke afmetingen, capaciteit, spanning of stroomvereisten, op maat gemaakte 18650-batterijoplossingen kunnen worden ontwikkeld rond de elektrische en mechanische omstandigheden van de apparatuur.
Door 18650-batterijen in serie en parallel aan te sluiten, kan een batterijpakket aan verschillende spannings-, capaciteits- en stroomvereisten voldoen.
De belangrijkste principes zijn:
Het aantal series bepaalt de spanning.
Paralleltelling bepaalt de capaciteit.
Parallelle cellen kunnen ook het theoretische stroomvermogen vergroten.
Het totale aantal cellen is gelijk aan het aantal series, vermenigvuldigd met het aantal parallelle aantallen.
3S2P bevat zes cellen.
4S2P bevat acht cellen.
Het GBS moet overeenkomen met het serieaantal en de huidige eisen.
Cellen moeten op elkaar zijn afgestemd en goed geïsoleerd.
De lader moet overeenkomen met de batterijchemie en serieconfiguratie.
Bij een correct ontwerp moet met meer rekening worden gehouden dan alleen het aansluitlabel. Celspecificaties, GBS-bescherming, bedrading, thermische omstandigheden, behuizingsruimte, ladervereisten en daadwerkelijke apparaatbelastingen moeten allemaal vóór productie worden geverifieerd.
