ซีรีส์กับชุดแบตเตอรี่แบบขนาน: การกำหนดค่าใดที่เหมาะกับอุปกรณ์ OEM

วิธีเชื่อมต่อเซลล์ลิเธียมไอออนจะกำหนดพฤติกรรมทางไฟฟ้าพื้นฐานของชุดแบตเตอรี่

• การเชื่อมต่อแบบอนุกรม จะเพิ่มแรงดันไฟฟ้า

• การเชื่อมต่อแบบขนาน ช่วยเพิ่มความจุและความสามารถในปัจจุบัน

• การกำหนดค่าแบบอนุกรม-ขนาน จะเพิ่มแรงดันไฟฟ้าและความจุในเวลาเดียวกัน

สำหรับอุปกรณ์ OEM การกำหนดค่าชุดแบตเตอรี่ที่ถูกต้องจะต้องตรงกับ:

• ช่วงแรงดันไฟฟ้าของอุปกรณ์

• ความจุที่ต้องการ

• กระแสต่อเนื่องและจุดสูงสุด

• เป้าหมายรันไทม์

• การออกแบบเครื่องชาร์จ

• ข้อกำหนด BMS หรือ PCM

• พื้นที่ติดตั้งที่มีอยู่

• ขีดจำกัดน้ำหนักและความร้อน

• ข้อกำหนดการผลิตและการทดสอบ

การเลือกระหว่างอนุกรมและขนานจึงไม่ใช่แค่การคำนวณทางไฟฟ้าเท่านั้น เป็นการตัดสินใจออกแบบระดับระบบ

คำตอบด่วน: ซีรีส์กับชุดแบตเตอรี่แบบขนาน

ตัวอย่างเช่น การใช้เซลล์ 3.7 V, 2500 mAh:

• 2S1P = 7.4 โวลต์, 2500 มิลลิแอมป์

• 1S2P = 3.7 โวลต์, 5,000 มิลลิแอมป์

• 2S2P = 7.4 โวลต์, 5,000 มิลลิแอมป์

การกำหนดค่าที่ถูกต้องขึ้นอยู่กับแรงดันเป้าหมาย ความจุ กระแส และการออกแบบทางกล

1. 'S' และ 'P' หมายถึงอะไร

โดยทั่วไปการกำหนดค่าชุดแบตเตอรี่จะเขียนโดยใช้ตัวอักษร S และ P.

S หมายถึงซีรีส์

ตัวเลขก่อน S ระบุจำนวนเซลล์หรือกลุ่มเซลล์ที่เชื่อมต่อกันเป็นชุด

ตัวอย่าง:

• 1S: กลุ่มเซลล์หนึ่งกลุ่มในอนุกรม

• 2S: กลุ่มเซลล์สองกลุ่มติดต่อกัน

• 3S: กลุ่มเซลล์สามกลุ่มติดต่อกัน

• 4S: กลุ่มเซลล์สี่กลุ่มติดต่อกัน

การเชื่อมต่อแบบอนุกรมจะเพิ่มแรงดันไฟฟ้า

P หมายถึงขนาน

ตัวเลขก่อน P ระบุจำนวนเซลล์ที่เชื่อมต่อแบบขนานภายในกลุ่มอนุกรมแต่ละกลุ่ม

ตัวอย่าง:

• 1P: หนึ่งเซลล์ในแต่ละกลุ่มขนาน

• 2P: สองเซลล์ขนานกัน

• 3P: สามเซลล์ขนานกัน

• 4P: สี่เซลล์ขนานกัน

การเชื่อมต่อแบบขนานช่วยเพิ่มความจุและความสามารถในปัจจุบัน

จำนวนเซลล์ทั้งหมด

จำนวนเซลล์ทั้งหมดคือ:

เซลล์ทั้งหมด = S × P

ตัวอย่างเช่น:

• 2S1P = 2 เซลล์

• 1S2P = 2 เซลล์

• 2S2P = 4 เซลล์

• 3S2P = 6 เซลล์

2. ชุดแบตเตอรี่ซีรีส์ทำงานอย่างไร

เซลล์ที่เชื่อมต่อกันเป็นอนุกรมมีการเชื่อมต่อกันตั้งแต่ต้นจนจบ ขั้วบวกของเซลล์หนึ่งเชื่อมต่อกับขั้วลบของเซลล์ถัดไป

สำหรับเซลล์ที่ตรงกันในชุด:

แรงดันไฟฟ้าของแพ็ค = แรงดันไฟฟ้าของเซลล์ × จำนวนเซลล์ในซีรีย์

ความจุของแอมป์-ชั่วโมงยังคงประมาณเท่ากับความจุของเซลล์หนึ่งเซลล์หรือกลุ่มขนานหนึ่งกลุ่ม

ตัวอย่าง: แพ็ก 2S1P

สมมติว่าแต่ละเซลล์มี:

• แรงดันไฟฟ้าที่กำหนด: 3.7 โวลต์

• ความจุ: 2500 มิลลิแอมป์

แพ็ก 2S1P มอบ:

• แรงดันไฟฟ้า: 3.7 โวลต์ × 2 = 7.4 โวลต์

• ความจุ: 2500 มิลลิแอมป์

• พลังงาน: 7.4 V × 2.5 Ah = 18.5 Wh

ผลลัพธ์คือ:

7.4 V, 2500 mAh, 18.5 Wh

ตัวอย่าง: แพ็ค 3S1P

การใช้เซลล์เดียวกัน:

• แรงดันไฟฟ้า: 3.7 โวลต์ × 3 = 11.1 โวลต์

• ความจุ: 2500 มิลลิแอมป์

• พลังงาน: 11.1 V × 2.5 Ah = 27.75 Wh

ผลลัพธ์คือ:

11.1 โวลต์ 2500 มิลลิแอมป์ 27.75 วัตต์ชั่วโมง

การกำหนดค่าแบบอนุกรมมีความเหมาะสมเมื่ออุปกรณ์หรือระบบไฟฟ้าต้องการแรงดันไฟฟ้าระบุที่สูงกว่า

3. วิธีการทำงานของชุดแบตเตอรี่แบบขนาน

เซลล์ที่เชื่อมต่อแบบขนานจะมีขั้วบวกเชื่อมต่อเข้าด้วยกันและขั้วลบเชื่อมต่อเข้าด้วยกัน

สำหรับเซลล์ที่จับคู่แบบขนาน:

ความจุของแพ็ค = ความจุของเซลล์ × จำนวนเซลล์ขนานกัน

แรงดันไฟฟ้ายังคงประมาณเท่ากับแรงดันไฟฟ้าของเซลล์หนึ่งเซลล์หรือกลุ่มอนุกรมหนึ่งชุด

ตัวอย่าง: แพ็ค 1S2P

สมมติว่าแต่ละเซลล์มี:

• แรงดันไฟฟ้าที่กำหนด: 3.7 โวลต์

• ความจุ: 2500 มิลลิแอมป์

แพ็ก 1S2P มอบ:

• แรงดันไฟฟ้า: 3.7 โวลต์

• ความจุ: 2,500 mAh × 2 = 5,000 mAh

• พลังงาน: 3.7 V × 5 Ah = 18.5 Wh

ผลลัพธ์คือ:

3.7 โวลต์ 5000 มิลลิแอมป์ 18.5 วัตต์ชั่วโมง

การกำหนดค่าแบบขนานมีความเหมาะสมเมื่ออุปกรณ์ทำงานที่แรงดันไฟฟ้าเดียวกันกับเซลล์หรือกลุ่มซีรีส์เดียว แต่ต้องการความจุมากขึ้น รันไทม์นานขึ้น หรือความสามารถด้านกระแสไฟสูงกว่า

4. ซีรีส์กับขนาน: มีการเปลี่ยนแปลงอะไรบ้าง?

สูตรกำลังการผลิตโดยละเอียดจะครอบคลุมอยู่ใน วิธีการคำนวณความจุของชุดแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน.

5. ชุดแบตเตอรี่แบบอนุกรม-ขนานคืออะไร

ชุดแบตเตอรี่ OEM แบบกำหนดเองส่วนใหญ่ใช้การเชื่อมต่อแบบอนุกรมและแบบขนานร่วมกัน

แพ็คแบบอนุกรม-ขนานใช้:

• การเชื่อมต่อแบบอนุกรมเพื่อให้ได้แรงดันไฟฟ้าที่ต้องการ

• การเชื่อมต่อแบบขนานเพื่อให้ได้ความจุที่ต้องการและความสามารถในปัจจุบัน

ตัวอย่าง: แพ็ค 2S2P

ใช้เซลล์ 3.7 V, 2500 mAh สี่เซลล์:

• จำนวนซีรี่ส์: 2

• จำนวนขนาน: 2

• เซลล์ทั้งหมด: 4

• แรงดันไฟฟ้าที่กำหนด: 7.4 โวลต์

• ความจุ: 5,000 มิลลิแอมป์

• พลังงาน: 37 Wh

การคำนวณ:

3.7 โวลต์ × 2 = 7.4 โวลต์

2,500 มิลลิแอมป์ × 2 = 5,000 มิลลิแอมป์

7.4 โวลต์ × 5 อา = 37 วัตต์ชั่วโมง

ผลลัพธ์คือ:

7.4 โวลต์ 5000 มิลลิแอมป์ 37 วัตต์ชั่วโมง

การกำหนดค่า 2S2P อาจเหมาะสมกับอุปกรณ์ OEM ที่ต้องการแพลตฟอร์ม 7.4 V และพลังงานมากกว่าที่แพ็ค 2S1P สามารถให้ได้

6. การเปรียบเทียบเชิงปฏิบัติโดยใช้สองเซลล์เดียวกัน

การใช้เซลล์ 3.7 V, 2500 mAh ที่เหมือนกันสองเซลล์สามารถเชื่อมต่อเซลล์ได้หลายวิธี

การกำหนดค่าทั้งสองมีพลังงานระบุเท่ากันโดยประมาณ เนื่องจากใช้สองเซลล์เดียวกัน อย่างไรก็ตามไม่สามารถใช้แทนกันได้

อุปกรณ์ต้องได้รับการออกแบบให้ถูกต้อง:

• แรงดันไฟฟ้าขาเข้า;

• แรงดันไฟฟ้าในการชาร์จ;

• ปัจจุบัน;

• บีเอ็มเอส;

• ขั้วต่อ;

• เค้าโครงทางกล

นี่เป็นจุดสำคัญสำหรับการออกแบบ OEM: ชุดแบตเตอรี่สองก้อนอาจมีวัตต์-ชั่วโมงใกล้เคียงกัน แต่ก็ยังไม่เหมาะกับผลิตภัณฑ์เดียวกัน

7. เมื่อใดที่อุปกรณ์ OEM ควรใช้การกำหนดค่าแบบซีรีส์

โดยทั่วไปการกำหนดค่าแบบอนุกรมจะได้รับการพิจารณาเมื่ออุปกรณ์ต้องการแรงดันไฟฟ้าที่สูงกว่าที่เซลล์หนึ่งสามารถให้ได้

สาเหตุทั่วไป ได้แก่:

• มอเตอร์หรือระบบไฟฟ้าต้องใช้แรงดันไฟฟ้าที่สูงกว่า

• แรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้นสามารถลดกระแสไฟตามระดับพลังงานที่กำหนด

• อุปกรณ์ใช้สถาปัตยกรรมไฟฟ้า 2S, 3S หรือ 4S อยู่แล้ว

• จำเป็นต้องมีอินพุตแรงดันไฟฟ้าที่สูงกว่าสำหรับคอนเวอร์เตอร์หรือตัวควบคุมมอเตอร์

• ส่วนประกอบของระบบที่มีอยู่ได้รับการออกแบบสำหรับแพลตฟอร์มแรงดันไฟฟ้าที่กำหนด

สำหรับโหลดกำลังคงที่:

กระแส = กำลัง KW แรงดัน

ที่กำลังไฟเท่ากัน แรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่ที่สูงขึ้นสามารถลดกระแสที่ดึงออกมาจากชุดได้ ซึ่งอาจส่งผลต่อขนาดตัวนำ การเลือกขั้วต่อ และการออกแบบการจัดการพลังงาน

อย่างไรก็ตาม แรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้นไม่ได้หมายถึงประสิทธิภาพที่ดีขึ้นโดยอัตโนมัติ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ อุปกรณ์ชาร์จ ฉนวน BMS และตัวควบคุมมอเตอร์ต้องรองรับแรงดันไฟฟ้าที่เลือกทั้งหมด

สำหรับการเปรียบเทียบระดับแรงดันไฟฟ้าในทางปฏิบัติ โปรดดู ชุดแบตเตอรี่ 7.4V กับ 11.1V กับ 14.8V.

8. เมื่อใดที่อุปกรณ์ OEM ควรใช้การกำหนดค่าแบบขนาน

โดยทั่วไป การกำหนดค่าแบบขนานจะได้รับการพิจารณาเมื่ออุปกรณ์ต้องการความจุเพิ่มขึ้นหรือกระแสไฟฟ้าสูงกว่าที่แรงดันไฟฟ้าที่กำหนดเท่ากัน

สาเหตุทั่วไป ได้แก่:

• รันไทม์ที่ต้องการอีกต่อไป

• กระแสไฟฟ้าต่อเนื่องที่สูงขึ้น

• ความต้องการกระแสไฟสูงในระยะสั้น

• พลังงานมากขึ้นภายในแพลตฟอร์มแรงดันไฟฟ้าเดียวกัน

• การใช้เซลล์ที่มีความจุส่วนบุคคลจำกัด

• จำเป็นต้องกระจายกระแสไปยังหลายเซลล์

เซลล์คู่ขนานสามารถแบ่งปันกระแสไฟฟ้าได้ แต่การออกแบบยังต้องคำนึงถึง:

• การจับคู่เซลล์

• การกระจายในปัจจุบัน

• ความต้านทานการเชื่อมต่อ

• อุณหภูมิของเซลล์

• คุณภาพการเชื่อม

• BMS หรือการออกแบบการป้องกัน

• การสนับสนุนทางกล

เซลล์คู่ขนานไม่ควรถือว่าเหมือนกันโดยอัตโนมัติ ความแตกต่างของความต้านทานภายในหรือสถานะการชาร์จอาจส่งผลต่อการแบ่งปันกระแสไฟและความสม่ำเสมอของบรรจุภัณฑ์ในระยะยาว

9. ข้อกำหนดในการจับคู่เซลล์

ชุดแบตเตอรี่แบบอนุกรมและแบบขนานต้องใช้เซลล์ที่เข้ากันได้

เซลล์ที่ใช้ในแพ็คเดียวกันควรจับคู่ตามคุณลักษณะที่เกี่ยวข้อง เช่น:

• แบบอย่าง;

• ความจุที่กำหนด

• แรงดันไฟฟ้า;

• ความต้านทานภายใน

• ชุดการผลิต

• สภาพความชรา;

• ประวัติอุณหภูมิ

เหตุใดการจับคู่จึงมีความสำคัญในชุดซีรีส์

ในแพ็คแบบอนุกรม เซลล์ที่อ่อนแอที่สุดอาจถึงขีดจำกัดแรงดันไฟฟ้าบนหรือล่างก่อนเซลล์อื่นๆ สิ่งนี้สามารถลดความจุของแพ็คที่ใช้งานได้และทำให้เกิดการตัดการป้องกันก่อนเวลาอันควร

เหตุใดการจับคู่จึงมีความสำคัญในแพ็คคู่ขนาน

ในกลุ่มขนาน เซลล์ที่มีแรงดันไฟฟ้าหรือความต้านทานภายในต่างกันอาจแบ่งกระแสไฟฟ้าได้ไม่เท่ากัน เซลล์หนึ่งอาจมีโหลดมากกว่าหรือรับกระแสไฟชาร์จมากกว่าอีกเซลล์หนึ่ง

สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับความไม่สอดคล้องกันของแพ็คและความแตกต่างของเซลล์ โปรดดู เหตุใดชุดแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนจึงไม่สอดคล้องกันและต้องทำอย่างไร.

10. ข้อกำหนด BMS สำหรับซีรีส์และแพ็กคู่ขนาน

ระบบการจัดการแบตเตอรี่ต้องตรงกับการกำหนดค่าแพ็ค

ซีรีส์แพ็ค

โดยทั่วไปแพ็คที่มีหลายเซลล์ต่อเนื่องกันจะต้องมีการตรวจสอบกลุ่มเซลล์แต่ละกลุ่ม

BMS อาจจำเป็นต้องจัดเตรียม:

• การตรวจสอบแรงดันไฟฟ้าของเซลล์

• ปรับสมดุลของเซลล์

• การป้องกันการชาร์จไฟเกิน;

• การป้องกันการคายประจุเกิน

• การป้องกันกระแสเกิน;

• การป้องกันการลัดวงจร

• การตรวจสอบอุณหภูมิ

เมื่อจำนวนอนุกรมเพิ่มขึ้น BMS จะต้องได้รับการออกแบบสำหรับจำนวนเซลล์ที่สอดคล้องกัน

แพ็กขนาน

เซลล์ขนานอาจมีจุดวัดแรงดันไฟฟ้าร่วมกัน แต่ BMS หรือระบบป้องกันยังคงต้องคำนึงถึง:

• กระแสรวม;

• การจับคู่เซลล์

• อุณหภูมิ;

• ลักษณะการชาร์จ

• ความต้านทานการเชื่อมต่อ

• เงื่อนไขข้อบกพร่อง

ซีรีส์-แพ็คคู่ขนาน

โดยทั่วไปแพ็คแบบอนุกรม-ขนานต้องใช้ BMS ในการตรวจสอบแต่ละกลุ่มซีรีส์ในขณะที่จัดการกระแสแพ็คทั้งหมด

ควรเลือก BMS ในระหว่างขั้นตอนการออกแบบแบตเตอรี่ ไม่ใช่เพิ่มหลังจากการกำหนดค่าเซลล์เสร็จสิ้น

11. ข้อกำหนดในการชาร์จ

การกำหนดค่าแบบอนุกรมและแบบขนานจำเป็นต้องมีการพิจารณาการชาร์จที่แตกต่างกัน

การชาร์จแบบซีรีส์

เครื่องชาร์จต้องรองรับแรงดันไฟฟ้าอนุกรมทั้งหมด

ตัวอย่างเช่น:

• 1S pack: เครื่องชาร์จที่ออกแบบมาสำหรับเซลล์เดียว

• 2S pack: ที่ชาร์จที่ออกแบบมาสำหรับแบตเตอรี่ 2S;

• 3S pack: ที่ชาร์จที่ออกแบบมาสำหรับแบตเตอรี่ 3S;

• 4S pack: ที่ชาร์จที่ออกแบบมาสำหรับแบตเตอรี่ 4S

เครื่องชาร์จที่ออกแบบมาสำหรับเซลล์เดียวไม่ควรใช้กับแบตเตอรี่หลายซีรีส์โดยตรง

การชาร์จแบบขนาน

แพ็คขนานยังคงใช้แรงดันไฟฟ้าของเซลล์หนึ่งเซลล์หรือกลุ่มอนุกรมหนึ่งชุด แต่ระบบการชาร์จอาจจำเป็นต้องจ่ายกระแสไฟมากขึ้นหรือยอมรับเวลาในการชาร์จนานขึ้น

การชาร์จแบบอนุกรม-ขนาน

ระบบการชาร์จจะต้องตรงกันทั้งสอง:

• แรงดันไฟฟ้าอนุกรมทั้งหมด

• ความจุของบรรจุภัณฑ์และข้อกำหนดกระแสไฟชาร์จ

ควรทดสอบเครื่องชาร์จ แบตเตอรี่ และ BMS เป็นระบบเดียว

12. จับคู่การกำหนดค่ากับอุปกรณ์ OEM

การกำหนดค่าที่ถูกต้องขึ้นอยู่กับข้อกำหนดที่แท้จริงของอุปกรณ์

นี่เป็นเพียงแนวทางการเลือกเบื้องต้นเท่านั้น นอกจากนี้ควรตรวจสอบโครงร่างขั้นสุดท้ายโดยเทียบกับความต้องการในปัจจุบัน ขนาด การชาร์จ อุณหภูมิ และข้อกำหนดในการผลิต

13. ตัวอย่าง OEM: การเลือกการกำหนดค่าสำหรับอุปกรณ์ 7.4 V

สมมติว่าผลิตภัณฑ์ OEM ต้องการ:

• แรงดันไฟฟ้าที่กำหนด: ประมาณ 7.4 V;

• ความจุเป้าหมาย: 5000 mAh;

• กระแสต่อเนื่อง: ปานกลาง;

• ช่องใส่แบตเตอรี่ทรงสี่เหลี่ยมขนาดกะทัดรัด

• การทำงานแบบชาร์จไฟได้

• การตรวจสอบระดับเซลล์

การกำหนดค่าเบื้องต้นอาจเป็น:

2S2P ใช้เซลล์ 3.7 V, 2500 mAh

การคำนวณ:

• แรงดันไฟฟ้า: 3.7 โวลต์ × 2 = 7.4 โวลต์;

• ความจุ: 2,500 mAh × 2 = 5,000 mAh;

• เซลล์ทั้งหมด: 2 × 2 = 4 เซลล์;

• พลังงานที่กำหนด: 7.4 V × 5 Ah = 37 Wh

ทีมออกแบบจะต้องยืนยัน:

• ช่วงแรงดันไฟฟ้า 2S เข้ากันได้กับอุปกรณ์หรือไม่

• จำเป็นต้องมี 2S BMS ที่มีการปรับสมดุลหรือไม่

• ไม่ว่าเซลล์จะสามารถรองรับกระแสได้หรือไม่

• เครื่องชาร์จได้รับการออกแบบสำหรับ 2S หรือไม่

• ไม่ว่าแพ็คจะพอดีกับตู้หรือไม่

• ไม่ว่าตัวเชื่อมต่อจะรองรับกระแสที่ต้องการหรือไม่

• ไม่ว่าแบตเตอรี่จะผ่านการทดสอบตามแผนหรือไม่

ของเซิร์น หน้าชุดแบตเตอรี่ลิเธียม 7.4V สามารถใช้เป็นข้อมูลอ้างอิงระดับผลิตภัณฑ์สำหรับการกำหนดค่าชุดแบตเตอรี่ 2S ในขณะที่การออกแบบที่กำหนดเองควรได้รับการประเมินโดยเทียบกับอุปกรณ์ OEM จริง

14. ตัวอย่างการกำหนดค่าสำหรับอุปกรณ์ไฟฟ้าแรงสูง

สมมติว่าผลิตภัณฑ์ OEM อื่นต้องการ:

• แรงดันไฟฟ้าที่กำหนด: ประมาณ 11.1 V;

• ความจุ: 5,000 มิลลิแอมป์;

• เอาต์พุตที่เสถียรระหว่างการทำงานต่อเนื่อง

การกำหนดค่าเบื้องต้นอาจเป็น:

3S2P ใช้เซลล์ 3.7 V, 2500 mAh

การคำนวณ:

• แรงดันไฟฟ้า: 3.7 โวลต์ × 3 = 11.1 โวลต์;

• ความจุ: 2,500 mAh × 2 = 5,000 mAh;

• เซลล์ทั้งหมด: 3 × 2 = 6 เซลล์;

• พลังงานที่กำหนด: 11.1 V × 5 Ah = 55.5 Wh

ชุด 11.1 V ต้องใช้ที่ชาร์จและ BMS ที่ออกแบบมาสำหรับการกำหนดค่า 3S

สำหรับข้อมูลอ้างอิงผลิตภัณฑ์ที่มีอยู่ โปรดดูที่ ZERNE's หน้าชุดแบตเตอรี่ลิเธียม 11.1V.

15. ข้อพิจารณาในการออกแบบเครื่องกล

การเชื่อมต่อแบบอนุกรมและแบบขนานยังส่งผลต่อโครงร่างแพ็กจริงด้วย

ผู้ออกแบบควรคำนึงถึง:

• การวางแนวของเซลล์

• ระยะห่างระหว่างเซลล์

• จุดเชื่อม

• บัสบาร์หรือตัวนำ

• ฉนวนกันความร้อน;

• ที่ตั้งบีเอ็มเอส;

• การเดินสายเคเบิล

• ตำแหน่งตัวเชื่อมต่อ;

• ขนาดที่อยู่อาศัย

• การกระจายความร้อน

• จุดยึด;

• การสั่นสะเทือนและการกระแทก

การกำหนดค่าที่ถูกต้องทางไฟฟ้าอาจยังไม่เหมาะสมหากไม่พอดีกับกล่องหุ้มที่มีอยู่

สำหรับแพ็คเซลล์ทรงกระบอก การจัดเรียงเซลล์อาจส่งผลต่อความกว้าง ความยาว และความสูงของแพ็ค สำหรับแพ็คเซลล์กระเป๋า ตำแหน่งของซีรีส์และแท็บขนานอาจส่งผลต่อโครงร่างภายในและทางออกของสายเคเบิล

รายละเอียดระยะห่างของช่องใส่แบตเตอรี่ การบีบอัด และการบวม ควรจัดการแยกกัน การออกแบบช่องใส่แบตเตอรี่ LiPo: การกวาดล้างและการบวม.

16. ข้อผิดพลาดทั่วไปของซีรี่ส์และการออกแบบแบบขนาน

ข้อผิดพลาด 1: สมมติว่าซีรี่ส์เพิ่ม mAh

การเชื่อมต่อแบบอนุกรมจะเพิ่มแรงดันไฟฟ้า ไม่ใช่ความจุแอมป์-ชั่วโมงตามปกติ

ข้อผิดพลาด 2: สมมติว่าขนานเพิ่มแรงดันไฟฟ้า

เซลล์คู่ขนานจะรักษาแรงดันไฟฟ้าประมาณเดียวกันกับเซลล์หนึ่งหรือกลุ่มอนุกรมหนึ่งชุด

ข้อผิดพลาด 3: การใช้ที่ชาร์จสำหรับจำนวนซีรีส์ที่ไม่ถูกต้อง

ที่ชาร์จสำหรับแพ็ค 1S ไม่เหมาะสำหรับแพ็ค 2S, 3S หรือ 4S

ข้อผิดพลาด 4: การเชื่อมต่อเซลล์ที่ไม่ตรงกัน

ความจุ ความต้านทาน หรือสภาวะการเสื่อมสภาพที่แตกต่างกันสามารถลดความสอดคล้องของบรรจุภัณฑ์และประสิทธิภาพการใช้งานได้

ข้อผิดพลาด 5: การเลือก BMS หลังจากเค้าโครง Pack

ควรทราบจำนวนซีรีส์ ความต้องการในปัจจุบัน และข้อกำหนดในการสื่อสารก่อนที่จะเลือก BMS

ข้อผิดพลาด 6: เปรียบเทียบเฉพาะ mAh

แบตเตอรี่ขนาด 3.7 V, 5000 mAh และแบตเตอรี่ขนาด 7.4 V, 5000 mAh ไม่มีปริมาณพลังงานเท่ากัน

ข้อผิดพลาด 7: ละเว้นกระแสสูงสุด

การกำหนดค่าต้องรองรับความต้องการสูงสุดของอุปกรณ์ ไม่ใช่เฉพาะกระแสไฟเฉลี่ยเท่านั้น

17. รายการตรวจสอบซีรีส์และแบตเตอรี่แบบขนาน

ก่อนที่จะอนุมัติการกำหนดค่าแบตเตอรี่ ให้ยืนยัน:

• แรงดันไฟฟ้าระบุของอุปกรณ์

• แรงดันไฟฟ้าต่ำสุดและสูงสุดของอุปกรณ์

• ความจุเป้าหมาย

• กระแสต่อเนื่อง

• กระแสสูงสุด;

• จำนวนซีรี่ส์ที่ต้องการ

• การนับแบบขนานที่จำเป็น

• แบบจำลองและความจุของเซลล์

• จำนวนเซลล์ทั้งหมด

• ข้อกำหนดการจับคู่เซลล์

• โครงสร้าง BMS หรือ PCM

• ความเข้ากันได้ของเครื่องชาร์จ;

• อัตราการเชื่อมต่อและสายเคเบิล

• พอดีกับกลไก

• สภาพอุณหภูมิ

• เป้าหมายรันไทม์

• ข้อกำหนดการทดสอบ

• ปริมาณการผลิตที่คาดหวัง

สำหรับเกณฑ์การออกแบบแบตเตอรี่ที่กว้างขึ้น โปรดดู การออกแบบชุดแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน: แรงดันไฟฟ้า ความจุ BMS และรันไทม์.

คำถามที่พบบ่อย

แบตเตอรี่แบบอนุกรมและแบบขนานแตกต่างกันอย่างไร?

ชุดแบตเตอรี่แบบอนุกรมจะเพิ่มแรงดันไฟฟ้า ในขณะที่ชุดแบตเตอรี่แบบขนานจะเพิ่มความจุและความสามารถในปัจจุบัน แพ็กแบบอนุกรม-ขนานจะรวมเอฟเฟกต์ทั้งสองเข้าด้วยกัน

การต่อแบตเตอรี่แบบอนุกรมจะเพิ่มความจุหรือไม่

ปกติแล้วไม่มี การเชื่อมต่อเซลล์ที่มีความจุเท่ากันแบบอนุกรมจะเพิ่มแรงดันไฟฟ้า ในขณะที่ความจุของแอมป์-ชั่วโมงยังคงเท่าเดิม

การต่อแบตเตอรี่แบบขนานจะเพิ่มแรงดันไฟฟ้าหรือไม่?

ปกติแล้วไม่มี การเชื่อมต่อเซลล์ที่มีแรงดันไฟฟ้าเท่ากันแบบขนานจะเพิ่มความจุในขณะที่ยังคงรักษาแรงดันไฟฟ้าเท่าเดิมโดยประมาณ

2S2P หมายถึงอะไร?

2S2P หมายถึงกลุ่มเซลล์สองกลุ่มที่เชื่อมต่อกันเป็นชุด โดยแต่ละกลุ่มมีเซลล์สองเซลล์เชื่อมต่อขนานกัน ประกอบด้วยเซลล์ทั้งหมดสี่เซลล์

ความจุของแพ็ค 2S2P ที่ใช้เซลล์ 2500 mAh คือเท่าใด

ความจุของแบตเตอรี่ประมาณ 5,000 mAh หากเซลล์มีแรงดันไฟฟ้าระบุ 3.7 V แรงดันไฟฟ้าของชุดจะอยู่ที่ประมาณ 7.4 V

ชุดแบตเตอรี่ซีรีส์จำเป็นต้องมี BMS หรือไม่

โดยทั่วไปชุดแบตเตอรี่ลิเธียมหลายซีรีส์จำเป็นต้องมีการป้องกันและความสมดุลที่เหมาะสม โครงสร้าง BMS ที่แน่นอนขึ้นอยู่กับเคมีของเซลล์ จำนวนอนุกรม กระแสไฟฟ้า เครื่องชาร์จ และการใช้งาน

ชุดแบตเตอรี่แบบอนุกรม-ขนานดีกว่าชุดแบตเตอรี่แบบอนุกรมเท่านั้นหรือแบบขนานเท่านั้น

ไม่โดยอัตโนมัติ การกำหนดค่าแบบอนุกรม-ขนานมีประโยชน์เมื่ออุปกรณ์ต้องการทั้งแรงดันไฟฟ้าที่สูงกว่าและความจุที่สูงกว่า แต่ตัวเลือกสุดท้ายขึ้นอยู่กับการใช้งานและข้อจำกัดทางกายภาพ

สามารถเชื่อมต่อเซลล์แบตเตอรี่ที่แตกต่างกันแบบขนานได้หรือไม่?

เซลล์ไม่ควรเชื่อมต่อเข้าด้วยกันโดยไม่ตั้งใจ หากเซลล์ต่างกันในเรื่องรุ่น ความจุ แรงดันไฟฟ้า ความต้านทานภายใน หรือสภาวะ การออกแบบแบตเตอรี่ที่ผ่านการรับรองควรใช้เซลล์ที่เข้ากันได้และเข้าคู่กันอย่างเหมาะสม

บทสรุป

กฎพื้นฐานสำหรับการกำหนดค่าชุดแบตเตอรี่คือ:

ซีรีย์เพิ่มแรงดันไฟฟ้า

Parallel เพิ่มความจุและความสามารถในปัจจุบัน

อนุกรม-ขนานจะเพิ่มทั้งแรงดันและความจุ

สำหรับอุปกรณ์ OEM การกำหนดค่าที่ถูกต้องจะต้องตรงกับ:

• ช่วงแรงดันไฟฟ้า

• ความจุและพลังงาน

• ความต้องการในปัจจุบัน

• เครื่องชาร์จ;

• บีเอ็มเอส;

• การจับคู่เซลล์

• พื้นที่เครื่องกล

• ขั้วต่อ;

• อุณหภูมิ;

• ข้อกำหนดการทดสอบ

ตัวอย่างเช่น:

• 2S1P ให้แรงดันไฟฟ้าที่สูงกว่า

• 1S2P ให้ความจุที่สูงกว่าที่แรงดันไฟฟ้าเซลล์เดียวกัน

• 2S2P ให้ทั้งแรงดันไฟฟ้าที่สูงกว่าและความจุที่สูงกว่า

หากคุณกำลังพัฒนาชุดแบตเตอรี่แบบกำหนดเอง ให้แชร์แรงดันไฟฟ้าของอุปกรณ์ เป้าหมายความจุ ความต้องการปัจจุบัน ขนาด วิธีการชาร์จ และปริมาณที่คาดหวังกับทีมเทคนิคของ ZERNE ZERNE นำเสนอโซลูชันชุดแบตเตอรี่ลิเธียมแบบกำหนดเองสำหรับโครงการ OEM และ ODM และสามารถช่วยประเมินการกำหนดค่าซีรีส์ ขนาน หรือซีรีส์-ขนานที่เหมาะสมได้