Wyjaśnienie liczby ogniw akumulatora LiPo: co oznaczają 1S, 2S, 3S, 4S i 6S

Etykiety takie jak 1S, 2S, 3S, 4S i 6S pojawiają się na wielu akumulatorach LiPo, ale często są źle rozumiane. Niektórzy użytkownicy traktują liczbę S jako ocenę pojemności, podczas gdy inni zakładają, że dwa opakowania o tej samej wartości S są zamienne.

W rzeczywistości ocena S opisuje przede wszystkim liczbę ogniw połączonych szeregowo w akumulatorze. Ponieważ połączenia szeregowe zwiększają napięcie ogniwa, liczba ogniw określa napięcie nominalne pakietu i maksymalne napięcie ładowania.

Dla konwencjonalnego ogniwa litowo-polimerowego o napięciu nominalnym 3,7 V i 4,2 V po pełnym naładowaniu:

• 1S oznacza jedno ogniwo i napięcie nominalne 3,7 V

• 2S oznacza dwa ogniwa połączone szeregowo i napięcie nominalne 7,4 V

• 3S oznacza trzy ogniwa połączone szeregowo i napięcie nominalne 11,1 V

• 4S oznacza cztery ogniwa połączone szeregowo i napięcie nominalne 14,8 V

• 6S oznacza sześć ogniw połączonych szeregowo i napięcie nominalne 22,2 V

Jednak sama liczba ogniw nie mówi o pojemności baterii, czasie pracy, rozmiarze fizycznym, możliwości rozładowania, złączu, konfiguracji zabezpieczeń ani zgodności z urządzeniem. W tym przewodniku wyjaśniono, co oznacza liczba ogniw LiPo, jak obliczyć napięcie pakietu, czym różnią się konfiguracje S i P oraz co należy sprawdzić przed wyborem lub wymianą akumulatora.

Kluczowe dania na wynos

• Litera S wskazuje, ile ogniw jest połączonych szeregowo.

• Ogniwa połączone szeregowo zwiększają napięcie, ale nie zwiększają bezpośrednio pojemności amperogodzinnej pakietu.

• W przypadku konwencjonalnych ogniw LiPo 3,7 V należy pomnożyć liczbę ogniw przez 3,7 V, aby oszacować nominalne napięcie pakietu.

• Pomnóż liczbę ogniw przez 4,2 V, aby określić napięcie pełnego ładowania konwencjonalnego pakietu.

• Bateria 2S ma zwykle napięcie nominalne 7,4 V, natomiast bateria 3S ma napięcie nominalne 11,1 V.

• Ta sama ocena S nie gwarantuje, że dwie baterie będą wymienne.

• Etykiety takie jak 2S2P opisują zarówno układy ogniw szeregowych, jak i równoległych.

• LiHV i inne związki litu mogą wymagać różnych napięć na ogniwo, dlatego zawsze należy sprawdzić specyfikację akumulatora.

• Ładowarka, obwód zabezpieczający, zakres wejściowy urządzenia i połączenie wagi muszą odpowiadać rzeczywistej liczbie ogniw.

Co oznacza „S” na akumulatorze LiPo?

Litera S w oznaczeniu akumulatora LiPo oznacza serię . Liczba przed nią wskazuje, ile ogniw jest połączonych szeregowo w pakiecie.

Na przykład:

• 1S: jedna komórka

• 2S: dwa ogniwa połączone szeregowo

• 3S: trzy ogniwa szeregowo

• 4S: cztery ogniwa szeregowo

• 6S: sześć ogniw połączonych szeregowo

Kiedy ogniwa są połączone szeregowo, dodatni zacisk jednego ogniwa łączy się z ujemnym zaciskiem następnego. Następnie napięcia ogniw są sumowane.

Jeżeli każde ogniwo ma napięcie nominalne 3,7 V:

Napięcie znamionowe pakietu = Liczba ogniw szeregowych × 3,7 V

Akumulator 3S ma zatem napięcie nominalne:

3 × 3,7 V = 11,1 V

Jego pojemność w amperogodzinach nie zwiększa się automatycznie trzykrotnie. Jeśli trzy ogniwa 2000 mAh zostaną połączone szeregowo, powstały pakiet 3S będzie miał zwykle napięcie 11,1 V i 2000 mAh, a nie 6000 mAh.

To rozróżnienie ma kluczowe znaczenie dla zrozumienia liczby ogniw akumulatora LiPo:

• Połączenia szeregowe przede wszystkim zwiększają napięcie.

• Połączenia równoległe przede wszystkim zwiększają pojemność i wydajność prądową.

Dla czytelników potrzebujących szerszego wprowadzenia w chemię i budownictwo, poradnik objaśniający czym jest bateria litowo-polimerowa, stanowi dodatkowe tło.

Liczba ogniw LiPo i wykres napięcia

Poniższe wartości dotyczą konwencjonalnych ogniw LiPo o napięciu nominalnym 3,7 V i maksymalnym napięciu ładowania 4,2 V na ogniwo.

Są to wartości referencyjne dla standardowego składu chemicznego LiPo 4,2 V. Rzeczywiste napięcie zmienia się w sposób ciągły podczas ładowania i rozładowywania akumulatora, dlatego zmierzone napięcie pakietu nie zawsze będzie równe napięciu nominalnemu podanemu na etykiecie.

Napięcie nominalne jest znormalizowanym odniesieniem używanym do opisania ogólnej klasy napięcia akumulatora. Nie jest to napięcie w pełni naładowanego pakietu.

Jak obliczyć napięcie akumulatora LiPo na podstawie liczby ogniw

Dwa obliczenia są szczególnie przydatne przy interpretacji specyfikacji akumulatorów LiPo.

Oblicz napięcie nominalne

Dla konwencjonalnych ogniw 3,7 V:

Nominalne napięcie pakietu = liczba ogniw × 3,7 V

Przykłady:

• 1S: 1 × 3,7 V = 3,7 V

• 2S: 2 × 3,7 V = 7,4 V

• 3S: 3 × 3,7 V = 11,1 V

• 4S: 4 × 3,7 V = 14,8 V

• 6S: 6 × 3,7 V = 22,2 V

Oblicz napięcie pełnego ładowania

Dla ogniw konwencjonalnych ładowanych do napięcia 4,2 V każde:

Napięcie pełnego ładowania = liczba ogniw × 4,2 V

Przykłady:

• 1S: 1 × 4,2 V = 4,2 V

• 2S: 2 × 4,2 V = 8,4 V

• 3S: 3 × 4,2 V = 12,6 V

• 4S: 4 × 4,2 V = 16,8 V

• 6S: 6 × 4,2 V = 25,2 V

Napięcie pełnego ładowania jest szczególnie ważne dla kompatybilności. Na przykład nie można automatycznie założyć, że urządzenie opisane jako „12 V” obsługuje akumulator 3S LiPo. Urządzenie musi tolerować napięcie około 12,6 V przy pełnym naładowaniu i kontynuować pracę w zamierzonym zakresie rozładowania pakietu.

System ładowania musi być również zaprojektowany pod kątem dokładnego składu chemicznego i liczby ogniw szeregowych.

Co to jest bateria LiPo 1S?

Bateria LiPo 1S zawiera jedno ogniwo litowo-polimerowe. Konwencjonalna bateria 1S ma zwykle parametry znamionowe:

• Nominalne 3,7 V

• 4,2 V w pełni naładowany

Ponieważ nie zawiera szeregowej grupy ogniw, jest to najprostsza konfiguracja LiPo. Może nadal zawierać obwód zabezpieczający, czujnik temperatury, złącze i dodatkowe okablowanie.

Jednoogniwowe akumulatory litowo-polimerowe są szeroko stosowane w produktach wymagających kompaktowego i lekkiego źródła zasilania, w tym:

• Czujniki bezprzewodowe

• Urządzenia do noszenia

• Akcesoria Bluetooth

• Urządzenia śledzące GPS

• Przenośne urządzenia medyczne

• Małe kamery

• Kompaktowa elektronika użytkowa

• Małe urządzenia IoT

Urządzenie może bezpośrednio wykorzystywać napięcie ogniwa lub przekształcać je na inne napięcie poprzez obwód wzmacniający, obniżający lub obniżający.

ZERNE’a Oferta akumulatorów LiPo 3,7 V obejmuje kilka opcji pojemności i rozmiaru pojedynczych ogniw. Jednak samo napięcie nie potwierdza kompatybilności; należy również sprawdzić wymiary, zapotrzebowanie na prąd, zabezpieczenie, złącze, polaryzację i warunki ładowania.

Co to jest bateria LiPo 2S?

Bateria LiPo 2S zawiera dwa ogniwa połączone szeregowo.

W przypadku konwencjonalnych ogniw 3,7 V pakiet 2S ma ocenę:

• Nominalne 7,4 V

• W pełni naładowany 8,4 V

Jeśli każde ogniwo ma pojemność 2000 mAh, prosty pakiet 2S1P ma zwykle napięcie 7,4 V i 2000 mAh.

Obydwa ogniwa muszą pozostawać w określonym zakresie napięcia podczas ładowania i rozładowywania. Dlatego pakiet wieloogniwowy będzie zwykle wykorzystywał połączenie równoważące, obwód zabezpieczający lub BMS zaprojektowany dla dwóch ogniw połączonych szeregowo.

Pakiety dwuogniwowe mogą obsługiwać urządzenia wymagające wyższego napięcia niż może dostarczyć pojedyncze ogniwo, na przykład niektóre:

• Przenośne instrumenty

• Sprzęt monitorujący

• Produkty oświetleniowe

• Małe urządzenia robotyczne

• Sprzęt komunikacyjny

• Produkty napędzane silnikiem

• Kompaktowa elektronika przemysłowa

A Pakiet akumulatorów LiPo 7,4 V może mieć odpowiednią klasę napięcia, jeśli urządzenie jest zaprojektowane w oparciu o konwencjonalny system 2S. Zakres wejściowy urządzenia i ładowarka muszą nadal obsługiwać cały obszar roboczy 6–8,4 V określony dla konkretnego pakietu i zastosowania.

Co to jest bateria LiPo 3S?

Bateria 3S LiPo składa się z trzech ogniw połączonych szeregowo.

W przypadku ogniw konwencjonalnych jego główne wartości napięcia wynoszą:

• Nominalne 11,1 V

• W pełni naładowany 12,6 V

Zestawy trzyogniwowe są często używane, gdy sprzęt wymaga platformy o wyższym napięciu lub gdy projekt ma na celu dostarczenie określonej ilości mocy przy niższym natężeniu prądu niż pakiet o niższym napięciu.

Możliwe zastosowania obejmują:

• Drony i systemy bezzałogowe

• Przenośny sprzęt do obrazowania

• Robotyka

• Mobilne stacje robocze

• Sterowniki silników

• Sprzęt testowo-pomiarowy

• Przemysłowe urządzenia przenośne

Etykieta 3S nie wskazuje, ile prądu może dostarczyć bateria. Dwa akumulatory 3S mogą mieć bardzo różną pojemność, wartość znamionową C, rezystancję wewnętrzną, limity zabezpieczeń i spadek napięcia pod obciążeniem.

ZERNE’a Zestawy akumulatorów litowo-polimerowych 11,1 V są przykładami konwencjonalnych konfiguracji napięcia 3S. Wybór odpowiedniego modelu nadal zależy od aktualnego profilu urządzenia, wymaganego czasu działania, dostępnej przestrzeni, złącza i wymagań dotyczących ochrony.

Co to jest bateria LiPo 4S?

Bateria LiPo 4S wykorzystuje cztery ogniwa połączone szeregowo.

Jego konwencjonalne napięcia znamionowe to:

• Nominalne 14,8 V

• W pełni naładowany 16,8 V

W porównaniu z pakietem 3S, pakiet 4S zapewnia wyższe napięcie w całym zakresie roboczym. W prawidłowo zaprojektowanym systemie wyższe napięcie może zmniejszyć prąd potrzebny do dostarczenia tej samej mocy elektrycznej:

Prąd = Moc ÷ Napięcie

Jednak przejście z 3S na 4S nie jest prostą zmianą wydajności. Wyższe napięcie wpływa na:

• Prędkość silnika i działanie sterownika

• Przetwornice DC-DC

• Napięcie ładowania

• Ustawienia ochrony

• Wartości znamionowe kondensatorów i komponentów

• Wytwarzanie ciepła

• Zachowanie przy wyłączaniu urządzenia

Potencjalne zastosowania pakietów 4S obejmują niektóre drony, sprzęt robotyczny, przenośne systemy oświetleniowe, urządzenia do przetwarzania obrazu i instrumenty przemysłowe.

Przed użyciem urządzenie musi zostać specjalnie zaprojektowane lub zatwierdzone dla zakresu roboczego 4S Pakiet akumulatorów LiPo 14,8 V. Zgodność z 3S nie oznacza kompatybilności z 4S.

Co to jest bateria LiPo 6S?

Bateria LiPo 6S zawiera sześć ogniw połączonych szeregowo.

W przypadku standardowej chemii LiPo jest on oceniany na:

• Nominalne 22,2 V

• 25,2 V, w pełni naładowany

Konfiguracja 6S zapewnia dwukrotnie większe napięcie nominalne niż akumulator 3S. Można go dobierać do układów o stosunkowo dużych wymaganiach energetycznych, pod warunkiem, że każda część urządzenia jest przystosowana do zwiększonego napięcia.

Możliwe zastosowania obejmują:

• Większe profesjonalne drony

• Platformy robotyczne o większej mocy

• Przenośne systemy przemysłowe

• Sprzęt inspekcyjny

• Mobilne systemy oświetleniowe

• Specjalistyczne urządzenia napędzane silnikiem

Wyższa liczba ogniw nie oznacza automatycznie, że akumulator ma dłuższy czas pracy. Czas działania zależy zarówno od energii pakietu, jak i zużycia energii przez urządzenie.

Energię baterii można oszacować jako:

Energia (Wh) = napięcie znamionowe (V) × pojemność (Ah)

Na przykład:

• 3S 2000 mAh: 11,1 V × 2 Ah = 22,2 Wh

• 6S 1000 mAh: 22,2 V × 1 Ah = 22,2 Wh

Te dwa pakiety mają w przybliżeniu tę samą energię nominalną, mimo że różnią się liczbą ogniw, napięciem i wartościami znamionowymi w mAh. Nie są one zamienne, ponieważ ich zakresy napięć są różne.

Konwencjonalny Akumulatora 22,2 V można używać wyłącznie z urządzeniem, ładowarką, systemem zabezpieczającym, złączem i okablowaniem zaprojektowanym dla konfiguracji 6S.

Czy wyższa liczba ogniw LiPo oznacza większą pojemność?

Nie. Zwiększanie liczby ogniw połączonych szeregowo zwiększa napięcie pakietu, ale nie zwiększa bezpośrednio wydajności amperogodzinnej.

Rozważmy trzy identyczne ogniwa 3,7 V, 2000 mAh:

Ocena mAh pozostaje 2000 mAh, ponieważ ogniwa są połączone szeregowo. Jednakże całkowita energia wzrasta, ponieważ wzrasta napięcie pakietu.

Dlatego też pojemności baterii nie należy oceniać na podstawie samego mAh. Watogodziny zapewniają bardziej przydatne porównanie, gdy akumulatory mają różne napięcia.

Nawet jeśli dwa zestawy akumulatorów przechowują tę samą liczbę watogodzin, ich różne zakresy napięcia mogą sprawić, że będą pasować do zupełnie różnych urządzeń.

Co oznaczają 2S1P, 2S2P i 3S2P?

Konfiguracje akumulatorów LiPo mogą mieć zarówno oznaczenie S, jak i P.

• S oznacza komórki lub grupy komórek połączone szeregowo.

• P oznacza ogniwa połączone równolegle w każdej grupie szeregowej.

Pierwsza liczba określa, ile grup komórek jest połączonych szeregowo. Druga liczba określa, ile komórek jest połączonych równolegle w każdej grupie.

Załóżmy, że każde ogniwo ma napięcie 3,7 V i 2000 mAh:

W przypadku pakietu 2S2P:

1. Dwa ogniwa są połączone równolegle, tworząc jedną grupę 3,7 V, 4000 mAh.

2. Dwie z tych grup są połączone szeregowo.

3. Gotowy pakiet ma napięcie 7,4 V i 4000 mAh.

Liczba komórek fizycznych wynosi:

Całkowita liczba komórek = wartość S × wartość P

Dlatego:

• 2S2P zawiera cztery komórki.

• 3S2P zawiera sześć komórek.

• 4S3P zawiera dwanaście komórek.

Połączenia równoległe mogą zwiększyć pojemność i potencjalnie zwiększyć wydajność prądową, ale tylko wtedy, gdy ogniwa, połączenia wzajemne, przewody, system zabezpieczeń i konstrukcja termiczna wytrzymują wymagane obciążenie.

Liczba ogniw LiPo a fizyczna liczba torebek

W prostym opakowaniu 3S1P trzy ogniwa serii mogą wyglądać jak trzy oddzielne woreczki. Jednakże wygląd zewnętrzny nie zawsze jest niezawodnym sposobem określenia liczby komórek.

Opakowanie może zawierać:

• Wiele komórek ułożonych obok siebie

• Komórki ułożone jedna na drugiej

• Ogniwa równoległe tworzące pojedynczą grupę napięciową

• Obudowa ukrywająca konstrukcję wewnętrzną

• Zespół złożony lub specjalnie ukształtowany

• PCM lub BMS zajmujący część widocznego pakietu

Opakowanie z czterema torebkami może mieć konfigurację 4S1P, 2S2P lub inną, w zależności od połączeń wewnętrznych.

Nie otwieraj zamkniętego akumulatora w celu zliczenia ogniw lub prześledzenia wewnętrznych zakładek. Ogniwa woreczka mogą zostać uszkodzone w wyniku przebicia, zgięcia, ściskania lub przypadkowego zwarcia. Prawidłową konfigurację należy potwierdzić na etykiecie, arkuszu specyfikacji, rysunku opakowania, informacjach o ładowarce lub producencie.

Jak określić liczbę ogniw baterii LiPo?

Korzystaj z kilku źródeł informacji, zamiast polegać na jednej obserwacji.

1. Przeczytaj etykietę baterii

Na etykiecie może znajdować się informacja:

• 1S, 2S, 3S, 4S lub 6S

• Połączona konfiguracja, taka jak 3S2P

• Napięcie nominalne

• Pojemność znamionowa

• Maksymalne napięcie ładowania

• Numer modelu

Etykieta pokazująca 11,1 V zwykle wskazuje konwencjonalny akumulator 3S, podczas gdy 14,8 V zwykle oznacza 4S. Jednakże tę zależność należy sprawdzić w odniesieniu do określonego składu chemicznego.

2. Sprawdź specyfikację produktu

Specyfikacja powinna określać liczbę ogniw szeregowych, napięcie nominalne, limit ładowania, limit rozładowania, pojemność i konfigurację zabezpieczeń.

Jest to bardziej niezawodne niż identyfikacja akumulatora na podstawie wyglądu złącza lub grubości opakowania.

3. Sprawdź dokumentację ładowarki lub urządzenia

Oryginalna ładowarka może zidentyfikować obsługiwany skład chemiczny i liczbę komórek. Na przykład ładowarka z wyjściem 12,6 V może być zaprojektowana dla konwencjonalnego pakietu litowo-jonowego 3S, ale samo napięcie wyjściowe nie potwierdza pełnej metody ładowania ani kompatybilności.

Nie wybieraj akumulatora zamiennego tylko dlatego, że jego napięcie nominalne jest zgodne z etykietą ładowarki.

4. Zmierz napięcie pakietu tylko jako dowód potwierdzający

Multimetr może dostarczyć użytecznych dowodów, ale częściowy stan naładowania może sprawić, że sąsiednie konfiguracje napięcia będą trudne do rozróżnienia bez innych informacji.

Na przykład zmierzone napięcie 7,4 V może reprezentować:

• Konwencjonalny pakiet LiPo 2S w pobliżu napięcia nominalnego

• Częściowo rozładowany pakiet o innej specyfikacji napięcia

• Kolejna chemia litu lub projekt ogniwa

• Niedokładny lub niestabilny pomiar

Pomiar napięcia powinien wspierać specyfikację akumulatora, a nie go zastępować.

5. Sprawdź złącze balansu

Konwencjonalny przewód równoważący często zapewnia dostęp do końca każdej grupy ogniw szeregowych. Typowe złącze równoważące wieloogniwowe może mieć o jeden przewód więcej niż liczba grup szeregowych:

• 2S: zwykle trzy przewody równoważące

• 3S: zwykle cztery przewody równoważące

• 4S: zwykle pięć przewodów równoważących

• 6S: zwykle siedem przewodów równoważących

Jest to raczej powszechne rozwiązanie niż uniwersalna zasada identyfikacji. Niektóre chronione lub inteligentne zestawy akumulatorów korzystają z różnych złączy, wewnętrznego równoważenia, zastrzeżonych pinów lub interfejsów komunikacyjnych.

Nie sprawdzaj nieznanych styków złącza ani nie zakładaj polaryzacji na podstawie samego położenia przewodu.

Dlaczego liczba komórek ma znaczenie dla kompatybilności urządzeń

Liczba ogniw określa zakres napięcia, jakie otrzyma urządzenie. Użycie niewłaściwej wartości znamionowej S może spowodować natychmiastowe uszkodzenie lub zawodne działanie.

Jeśli liczba komórek jest zbyt wysoka

Bateria zawierająca zbyt wiele ogniw połączonych szeregowo może narazić urządzenie na nadmierne napięcie. Możliwe konsekwencje obejmują:

• Uszkodzenie przetworników mocy lub płytek sterujących

• Nadmierna prędkość silnika

• Przegrzane elementy

• Uszkodzone kondensatory lub urządzenia półprzewodnikowe

• Nadmierne zużycie energii

• Trwała awaria urządzenia

W pełni naładowany akumulator 4S osiąga około 16,8 V. Nie należy go podłączać do sprzętu przeznaczonego wyłącznie na napięcie 3S maksymalnie około 12,6 V.

Jeśli liczba komórek jest zbyt niska

Akumulator ze zbyt małą liczbą ogniw szeregowych może powodować:

• Nieudany start

• Zmniejszona prędkość lub moment obrotowy silnika

• Przyćmione oświetlenie

• Niestabilna praca sterownika

• Wcześniejsze wyłączenie przy niskim napięciu

• Zwiększone zapotrzebowanie prądu na tę samą moc

• Słaba wydajność pod koniec rozładowania

Bateria o niższym napięciu nie jest automatycznie bezpieczniejsza dla urządzenia. Zbyt niskie napięcie może w dalszym ciągu powodować niestabilność, nadmierny prąd w niektórych systemach lub niespełnienie wymagań operacyjnych produktu.

Jeśli liczba komórek jest zgodna, ale inne specyfikacje nie

Dwie baterie o tej samej wartości znamionowej S mogą nadal różnić się:

• Pojemność

• Maksymalny prąd ciągły

• Prąd szczytowy

• Opór wewnętrzny

• Granice ochrony

• Wymiary

• Waga

• Złącze

• Biegunowość

• Wskaźnik drutu

• Czujnik temperatury

• Szybkość ładowania

• Chemia i limit ładunku

Liczba komórek jest zatem pierwszą kontrolą zgodności, a nie całym procesem selekcji.

Liczba ogniw LiPo i kompatybilność z ładowarkami

Ładowarka LiPo musi odpowiadać zarówno składowi chemicznemu akumulatora, jak i liczbie ogniw szeregowych.

W przypadku konwencjonalnych ogniw LiPo maksymalne napięcie pakietu ładowarki musi odpowiadać 4,2 V pomnożonemu przez liczbę ogniw:

Ładowarka zaprojektowana z myślą o mniejszej liczbie ogniw nie jest w stanie w pełni naładować pakietu z wyższej serii. Ładowarka przykładająca napięcie o większej liczbie ogniw do pakietu niższej serii może przeładować ogniwa i stworzyć poważne zagrożenie dla bezpieczeństwa.

W przypadku akumulatorów wieloogniwowych system ładowania może również wymagać monitorowania i równoważenia poszczególnych grup serii. Napięcie pakietu może wydawać się akceptowalne nawet wtedy, gdy jedno ogniwo jest wyższe lub niższe od pozostałych.

Przed ładowaniem potwierdź:

• Chemia baterii

• Ocena S

• Maksymalne napięcie ładowania na ogniwo

• Całkowite maksymalne napięcie pakietu

• Zalecany prąd ładowania

• Złącze balansowe lub wymagania BMS

• Typ złącza i polaryzacja

• Limity temperatur

Nigdy nie zgaduj liczby ogniw, nie omijaj połączenia balansującego lub zabezpieczającego ani nie używaj innego ustawienia składu chemicznego akumulatora, aby wymusić ładowanie.

Konwencjonalna liczba ogniw LiPo vs LiHV

Znaczenie S pozostaje takie samo dla akumulatorów LiHV: nadal wskazuje liczbę ogniw połączonych szeregowo. Jednakże napięcie na ogniwo może być inne.

Konwencjonalne ogniwo LiPo powszechnie wykorzystuje:

• Nominalne 3,7 V

• Maksymalne napięcie ładowania 4,2 V

Ogniwo LiHV może mieć napięcie znamionowe około 3,8–3,87 V i limit ładowania, taki jak 4,35 V lub 4,4 V, w zależności od specyfikacji.

W rezultacie pakiet 3S LiHV może mieć inne napięcie nominalne i napięcie pełnego ładowania niż konwencjonalny pakiet 3S LiPo.

Ta sama liczba ogniw nie zapewnia kompatybilności ładowania konwencjonalnych akumulatorów LiPo i LiHV. Zastosowanie limitu ładowania LiHV do konwencjonalnego akumulatora LiPo może spowodować jego przeładowanie, natomiast ładowanie pakietu LiHV tylko do konwencjonalnego limitu może pozostawić część jego zaprojektowanej pojemności niewykorzystaną.

Zawsze używaj dokładnych wartości napięcia podanych w specyfikacji akumulatora, zamiast obliczać domyślnie każdy pakiet litowo-polimerowy od 3,7 V do 4,2 V.

Jak wybrać odpowiednią liczbę ogniw LiPo

Liczbę ogniw należy dobierać na podstawie projektu elektrycznego urządzenia, a nie założenia, że ​​wyższa liczba S zapewnia lepszą wydajność.

1. Sprawdź zakres napięcia wejściowego urządzenia

Określ minimalne i maksymalne napięcie, jakie urządzenie może bezpiecznie przyjąć na zaciskach akumulatora.

Maksymalna wartość musi być co najmniej tak wysoka, jak napięcie pełnego naładowania akumulatora. Minimalna wartość robocza musi być również zgodna z akumulatorem, obwodem zabezpieczającym i strategią odcięcia urządzenia.

2. Sprawdź system ładowania

Określ, czy ładowarka lub układ scalony ładowania został zaprojektowany do:

• Zamierzona chemia litu

• Wymagana liczba ogniw szeregowych

• Prawidłowe napięcie maksymalne

• Prąd ładowania pakietu

• Równoważenie ogniw tam, gdzie jest to wymagane

• Monitorowanie temperatury

Zmiana liczby ogniw zwykle wymaga zmian w systemie ładowania.

3. Zmierz rzeczywiste obciążenie

Rejestruje prąd średni, maksymalny prąd ciągły i prąd szczytowy. Pakiet o wyższym napięciu może pozwolić na niższy prąd przy tej samej mocy w prawidłowo zaprojektowanym systemie, ale zależność zależy od obciążenia i elektroniki mocy.

4. Określ wymaganą energię

Liczba ogniw określa napięcie, a wymagany czas pracy pomaga określić pojemność.

Użyj watogodzin przy porównywaniu pakietów kandydatów o różnych napięciach:

Energia akumulatora (Wh) = napięcie znamionowe × pojemność (Ah)

Nie wybieraj liczby komórek na podstawie samego mAh.

5. Sprawdź wielkość i wagę opakowania

Ogniwa o większej liczbie serii zazwyczaj wymagają więcej przestrzeni fizycznej i zwiększają wagę, chyba że stosuje się ogniwa o mniejszej pojemności lub inny układ opakowań.

Gotowe wymiary muszą obejmować ogniwa, elektronikę zabezpieczającą, izolację, przewody, złącze i niezbędny luz mechaniczny.

6. Sprawdź kompletny system

Przetestuj baterię w rzeczywistym urządzeniu poprzez:

• Napięcie pełnego ładowania

• Normalna praca

• Maksymalne obciążenie ciągłe

• Zdarzenia obciążenia szczytowego

• Niski stan naładowania

• Oczekiwany zakres temperatur

• Warunki ładowania

• Działanie ochronne

Zmiana z 2S na 3S lub z 3S na 4S powinna być traktowana jako decyzja inżynierska na poziomie systemu.

Najczęstsze błędy w liczeniu ogniw LiPo

Wniosek

Liczba ogniw akumulatora LiPo opisuje liczbę ogniw połączonych szeregowo. W przypadku konwencjonalnych ogniw litowo-polimerowych 3,7 V, 1S odpowiada nominalnemu napięciu 3,7 V, 2S – 7,4 V, 3S – 11,1 V, 4S – 14,8 V i 6S – 22,2 V.

Ta sama liczba ogniw osiąga około 4,2 V, 8,4 V, 12,6 V, 16,8 V i 25,2 V po pełnym naładowaniu. Te maksymalne napięcia – nie tylko znamionowe – muszą mieścić się w granicach urządzenia i ładowarki.

Ocena S nie określa pojemności baterii, czasu pracy, prądu rozładowania ani rozmiaru fizycznego. Etykiety takie jak 3S2P dostarczają więcej informacji, identyfikując zarówno układ szeregowy, jak i równoległy, ale mimo to należy sprawdzić pełną specyfikację akumulatora.

Wybierając lub wymieniając pakiet LiPo, sprawdź skład chemiczny, liczbę ogniw, pełny zakres napięcia roboczego, pojemność, obciążalność prądową, wymiary, złącze, polaryzację, ochronę, wymagania dotyczące równoważenia i metodę ładowania. Dopasowany numer S jest niezbędny, ale to tylko jeden z elementów kompatybilności baterii.

Często zadawane pytania

Co oznacza 2S w akumulatorze LiPo?

Bateria LiPo 2S zawiera dwa ogniwa połączone szeregowo. Jeśli wykorzystuje konwencjonalne ogniwa 3,7 V, pakiet ma napięcie nominalne 7,4 V i osiąga około 8,4 V po pełnym naładowaniu.

Oznaczenie 2S nie określa pojemności. Bateria 2S może mieć pojemność 500 mAh, 2000 mAh, 5000 mAh lub inną pojemność.

Co oznacza 3S w akumulatorze LiPo?

Bateria 3S LiPo składa się z trzech ogniw lub grup ogniw połączonych szeregowo. Konwencjonalny pakiet 3S ma zwykle napięcie znamionowe 11,1 V i 12,6 V po pełnym naładowaniu.

Jaka jest różnica między akumulatorem LiPo 3S i 4S?

Konwencjonalny akumulator 3S ma napięcie nominalne 11,1 V i 12,6 V w stanie pełnego naładowania. Konwencjonalny akumulator 4S ma napięcie znamionowe 14,8 V i 16,8 V w stanie pełnego naładowania.

Pakiet 4S pracuje przy znacznie wyższym napięciu. Nie powinien zastępować pakietu 3S, chyba że urządzenie, kontroler, ładowarka, system zabezpieczający i inne komponenty są zaprojektowane do pracy w trybie 4S.

Ile ogniw znajduje się w akumulatorze LiPo 6S?

Bateria 6S1P zawiera sześć ogniw. Bateria 6S2P zawiera dwanaście ogniw, ponieważ ma sześć grup szeregowych z dwoma ogniwami połączonymi równolegle w każdej grupie.

Wartość S określa liczbę grup szeregowych, natomiast wartość P określa liczbę równoległych komórek w grupie.

Czy wyższa bateria S LiPo wytrzymuje dłużej?

Nie koniecznie. Wyższa ocena S oznacza wyższe napięcie, a nie automatycznie dłuższy czas pracy.

Czas pracy zależy od całkowitej liczby watogodzin baterii, zużycia energii przez urządzenie, wydajności konwersji, warunków rozładowania, temperatury i napięcia odcięcia.

Czy mogę używać 4S LiPo zamiast 3S?

Tylko jeśli całe urządzenie jest zaprojektowane na zakres napięcia 4S. Konwencjonalny akumulator 4S osiąga po pełnym naładowaniu napięcie 16,8 V w porównaniu z 12,6 V w przypadku pakietu 3S.

Używanie akumulatora 4S w sprzęcie zaprojektowanym wyłącznie dla 3S może spowodować uszkodzenie sterownika silnika, elektroniki mocy, kondensatorów lub innych podzespołów.

Czy mogę ładować LiPo 2S za pomocą ładowarki 3S?

Nie. Konwencjonalne napięcie ładowania 3S może osiągnąć 12,6 V, podczas gdy konwencjonalny pakiet 2S jest zaprojektowany na maksymalnie około 8,4 V.

Ładowarka musi odpowiadać składowi chemicznemu akumulatora, liczbie ogniw, maksymalnemu napięciu ładowania, prądowi ładowania, złączu i wymaganiom dotyczącym równoważenia.

Jak mogę sprawdzić, czy bateria LiPo jest typu 2S czy 3S?

Najpierw sprawdź etykietę i specyfikację baterii. Konwencjonalna bateria 2S jest zwykle oznaczana jako 7,4 V, podczas gdy bateria 3S jest powszechnie oznaczana jako 11,1 V.

Liczba przewodów równoważących i zmierzone napięcie mogą stanowić dowód potwierdzający, ale żadne z nich nie powinno zastępować specyfikacji producenta. Nie otwieraj opakowania ani nie sprawdzaj nieznanych styków złącza, aby określić jego konfigurację wewnętrzną.

Czy bateria 2S2P to to samo, co bateria 4S?

Nie. Bateria 2S2P ma dwie grupy szeregowe i dwa równoległe ogniwa w każdej grupie. Wykorzystując konwencjonalne ogniwa 3,7 V, pozostaje pakietem nominalnym 7,4 V.

Bateria 4S1P ma cztery ogniwa połączone szeregowo i ma napięcie znamionowe 14,8 V. Nawet jeśli oba pakiety zawierają cztery fizyczne ogniwa, ich napięcia i połączenia wewnętrzne są różne.