1S, 2S, 3S ve 4S LiPo Pil Paketlerinin Açıklaması

LiPo pil paketleri genellikle 1S, 2S, 3S ve 4S gibi etiketler kullanılarak tanımlanır. Bu etiketler, taşınabilir elektroniklerde, robotiklerde, RC ekipmanlarında, drone'larda, tıbbi cihazlarda ve diğer şarj edilebilir ürünlerde kullanılan pil paketlerinin üzerinde bulunur.

'S' derecesi seri olarak bağlanan LiPo hücrelerinin sayısını tanımlar:

• 1S seri halinde bir hücre grubu anlamına gelir;

• 2S seri halinde iki hücre grubu anlamına gelir;

• 3S seri halinde üç hücre grubu anlamına gelir;

• 4S seri halinde dört hücre grubu anlamına gelir.

Seri bağlı hücre sayısı arttıkça paket voltajı da artar. S-derecesi daha yüksek olduğu için mAh cinsinden kapasite otomatik olarak artmaz.

Yaklaşık 3,7 V nominal gerilime sahip ortak LiPo hücrelerinin kullanılması:

• 1S = 3,7 V nominal;

• 2S = 7,4 V nominal;

• 3S = 11,1 V nominal;

• 4S = 14,8 V nominal.

Uygun konfigürasyon ana cihaza, şarj cihazına, mevcut talebe, gerekli enerjiye, BMS'ye ve mekanik tasarıma bağlıdır.

Hızlı Cevap: 1S, 2S, 3S ve 4S Ne Demektir?

Bu değerler standart şarj edilebilir LiPo hücreleri için ortak referanslardır. Tam voltaj, seçilen hücre spesifikasyonuna uygun olmalıdır.

Daha yüksek bir S derecesi, daha yüksek akü voltajı anlamına gelir. Otomatik olarak şu anlama gelmez:

• Daha yüksek kapasite;

• Daha uzun çalışma süresi;

• Daha iyi performans;

• Daha hızlı şarj;

• Daha yüksek güvenlik;

• Daha fazla enerji yoğunluğu.

S-derecesi cihazın elektrik sistemiyle eşleşmelidir.

1. LiPo Pilde 'S' Ne Demektir?

harfi S anlamına gelir seri .

Hücreler seri olarak bağlandığında, bir hücrenin pozitif terminali bir sonraki hücrenin negatif terminaline bağlanır. Her hücrenin voltajı birbirine eklenir.

Standart 3,7 V nominal LiPo hücresi için:

Paket voltajı = 3,7 V × Seri hücre sayısı

Örnekler:

• 1S: 3,7 V × 1 = 3,7 V;

• 2S: 3,7 V × 2 = 7,4 V;

• 3S: 3,7 V × 3 = 11,1 V;

• 4S: 3,7 V × 4 = 14,8 V.

S-derecesi yalnızca seri sayısını açıklar. Bir paket ayrıca aşağıdakiler gibi paralel hücre gruplarını da içerebilir:

• 2S1P;

• 2S2P;

• 3S2P;

• 4S2P.

Seri ve paralel bağlantıların voltajı ve kapasiteyi nasıl etkilediği hakkında daha fazla bilgi için bkz. Seri ve Paralel Pil Paketleri.

2. 1S LiPo Pil Paketi Nedir?

1S LiPo pil paketi, bir LiPo hücresi veya bir paralel hücre grubu içerir.

Tipik elektriksel değerler şunlardır:

• Nominal voltaj: yaklaşık 3,7 V;

• Tam şarj voltajı: yaklaşık 4,2 V;

• Minimum çalışma voltajı: uygulamaya bağlı;

• Kapasite: hücre veya paralel grup tarafından belirlenir.

Örnek: 1S1P

Tek bir 1000 mAh LiPo hücresi yaklaşık olarak şunları üretir:

3,7 V, 1000 mAh

Nominal enerjisi:

3,7 V × 1 Ah = 3,7 Wh

Örnek: 1S2P

Paralel olarak bağlanan iki adet 1000 mAh hücre yaklaşık olarak şunları üretir:

3,7 V, 2000 mAh

Kapasite artarken voltaj yaklaşık 3,7 V kalır.

Tipik 1S Uygulamaları

1S paketleri aşağıdakiler için uygun olabilir:

• Kompakt giyilebilir cihazlar;

• Küçük GPS izleyicileri;

• Kablosuz aksesuarlar;

• Küçük IoT ürünleri;

• Taşınabilir sensörler;

• Kompakt tüketici elektroniği;

• Alçak gerilim gömülü sistemler.

Bir 1S paketi, uygulamaya bağlı olarak bir PCM veya basit koruma devresi kullanabilir. Şarj cihazı tek hücreli LiPo paketi için tasarlanmış olmalıdır.

3. 2S LiPo Pil Paketi Nedir?

2S LiPo pil paketi seri bağlı iki hücre grubunu içerir.

Tipik değerler şunlardır:

• Nominal voltaj: yaklaşık 7,4 V;

• Tam şarj voltajı: yaklaşık 8,4 V;

• Kapasite: Her paralel grubun kapasitesine göre belirlenir.

Örnek: 2S1P

İki adet 1000 mAh hücrenin seri olarak kullanılması:

7,4 V, 1000 mAh

Nominal enerji:

7,4 V × 1 Ah = 7,4 Wh

Örnek: 2S2P

2S2P düzenlemesinde dört adet 1000 mAh hücrenin kullanılması:

7,4 V, 2000 mAh

Nominal enerji:

7,4 V × 2 Ah = 14,8 Wh

Tipik 2S Uygulamaları

2S LiPo paketleri aşağıdakiler için düşünülebilir:

• Taşınabilir ekipman;

• Endüstriyel el cihazları;

• Tıbbi cihazlar;

• İki yönlü iletişim ekipmanı;

• Küçük robotik sistemler;

• Isıtılan ürünler;

• Orta gerilim elektroniği;

• Bazı RC ve drone sistemleri.

ZERNE'nin 7,4V lityum pil paketi sayfası, farklı kapasite ve boyutlara sahip 2S pil paketlerinin ürün düzeyinde örneklerini sağlar.

4. 3S LiPo Pil Paketi Nedir?

Bir 3S LiPo pil paketi seri olarak bağlanmış üç hücre grubunu içerir.

Tipik değerler şunlardır:

• Nominal voltaj: yaklaşık 11,1 V;

• Tam şarj voltajı: yaklaşık 12,6 V;

• Kapasite: Her paralel grubun kapasitesine göre belirlenir.

Örnek: 3S1P

Üç adet 1000 mAh hücrenin seri olarak kullanılması:

11,1 V, 1000 mAh

Nominal enerji:

11,1 V × 1 Ah = 11,1 Wh

Örnek: 3S2P

3S2P düzenlemesinde altı adet 1000 mAh hücrenin kullanılması:

11,1 V, 2000 mAh

Nominal enerji:

11,1 V × 2 Ah = 22,2 Wh

Tipik 3S Uygulamaları

3S paketleri şu durumlarda kullanılabilir:

• Taşınabilir endüstriyel ekipmanlar;

• Robotik;

• Yüksek voltajlı el cihazları;

• Kompakt güç sistemleri;

• Belirli tıbbi veya izleme ürünleri;

• RC ekipmanı;

• Bazı drone platformları.

3S paketi, 3S voltaj aralığı için tasarlanmış bir şarj cihazı ve koruma sistemi gerektirir. Tek hücreli veya 2S şarj cihazı kullanılarak şarj edilmemelidir.

ZERNE'nin 11,1V lityum pil paketi sayfası, 3S LiPo pil paketi yapılandırmalarının örneklerini sağlar.

5. 4S LiPo Pil Paketi Nedir?

Bir 4S LiPo pil paketi seri olarak bağlanmış dört hücre grubunu içerir.

Tipik değerler şunlardır:

• Nominal voltaj: yaklaşık 14,8 V;

• Tam şarj voltajı: yaklaşık 16,8 V;

• Kapasite: Her paralel grubun kapasitesine göre belirlenir.

Örnek: 4S1P

Dört adet 1000 mAh hücrenin seri olarak kullanılması:

14,8 V, 1000 mAh

Nominal enerji:

14,8 V × 1 Ah = 14,8 Wh

Örnek: 4S2P

4S2P düzenlemesinde sekiz adet 1000 mAh hücrenin kullanılması:

14,8 V, 2000 mAh

Nominal enerji:

14,8 V × 2 Ah = 29,6 Wh

Tipik 4S Uygulamaları

4S paketleri aşağıdakiler için düşünülebilir:

• Yüksek voltajlı taşınabilir ekipman;

• Robotik;

• Endüstriyel aletler;

• Profesyonel elektronik;

• Güç yoğun RC sistemleri;

• Bazı drone platformları;

• Kompakt enerji sistemleri.

ZERNE'nin 14,8V lityum pil paketi sayfası, 4S LiPo pil paketleri için ürün örnekleri sağlar.

6. 1S vs. 2S vs. 3S vs. 4S Gerilim Karşılaştırması

Cihaz hem nominal hem de tam şarj voltajıyla uyumlu olmalıdır.

Örneğin, 7,4 V nominal batarya için tasarlanmış bir cihazın, yaklaşık 8,4 V'luk tam şarjlı bir voltajı tolere etmesi gerekebilir. Giriş devresi, motor kontrol cihazı, şarj cihazı ve voltaj regülatörünün tümü değerlendirilmelidir.

7,4 V, 11,1 V ve 14,8 V paketlerin pratik karşılaştırması için bkz. 7,4V, 11,1V, 14,8V Pil Paketleri.

7. Daha Yüksek S Derecelendirmesi Daha Yüksek Kapasite Anlamına Gelir mi?

HAYIR.

S-derecesi seri olarak bağlanan hücre gruplarının sayısını gösterir. Öncelikle voltajı etkiler.

Kapasite paralel bağlı hücre veya hücre grubu sayısına bağlıdır.

1000 mAh hücrelerin kullanılması:

Daha yüksek bir S derecesi toplam enerjiyi artırabilir çünkü enerji, voltajın amper-saat kapasitesiyle çarpımına eşittir. Ancak mAh değerini otomatik olarak artırmaz.

8. S Derecelendirmesi Çalışma Süresini Nasıl Etkiler?

Çalışma süresi yalnızca S derecesine değil, toplam kullanılabilir enerjiye ve cihaz gücüne bağlıdır.

Temel enerji formülü:

Enerji (Wh) = Gerilim (V) × Kapasite (Ah)

Örneğin:

• 2S1P: 7,4 V, 1000 mAh = 7,4 Wh;

• 1S2P: 3,7 V, 2000 mAh = 7,4 Wh.

Bu iki konfigürasyon, aynı sayıda özdeş hücreyi kullandıklarında yaklaşık olarak aynı nominal enerjiye sahiptir. Ancak voltajları farklı olduğundan birbirlerinin yerine kullanılamazlar.

Çalışma zamanı ayrıca şunlara da bağlıdır:

• Cihaz gücü;

• Dönüştürücü verimliliği;

• BMS kesintisi;

• Sıcaklık;

• Mevcut talep;

• Pil yaşlanması;

• İşletim profili.

Ayrıntılı bir hesaplama yöntemi için bkz. Lityum Pil Paketinin Çalışma Süresi Nasıl Hesaplanır?.

9. 1S, 2S, 3S ve 4S LiPo Pil Paketlerinin Şarj Edilmesi

Her S-derecesi, karşılık gelen seri sayısı için tasarlanmış bir şarj cihazı gerektirir.

Yanlış voltaja sahip bir şarj cihazı aşağıdakilere neden olabilir:

• Eksik şarj;

• Aşırı şarj;

• Aşırı ısı;

• Pil hasarı;

• Koruma kesintisi;

• Güvenlik riskleri.

Çoklu seri paketler de dengeleme gerektirebilir. Şarj cihazı ve BMS, hücre konfigürasyonuyla birlikte seçilmelidir.

Tam şarj akımı hücre spesifikasyonuna ve uygulamaya bağlıdır. Yalnızca S derecesine göre seçilmemelidir.

10. BMS ve Koruma Gereksinimleri

S-derecesi aynı zamanda koruma sistemini de etkiler.

1S Paketleri

Bir 1S paketi şunları kullanabilir:

• PCM;

• Koruma IC'si;

• Aşırı şarj koruması;

• Aşırı deşarj koruması;

• Aşırı akım koruması;

• Gerektiğinde sıcaklık algılama.

2S, 3S ve 4S Paketleri

Çoklu seri paketler şunları gerektirebilir:

• Bireysel seri-grup gerilim izleme;

• Hücre dengeleme;

• Aşırı şarj koruması;

• Aşırı deşarj koruması;

• Aşırı akım koruması;

• Kısa devre koruması;

• Sıcaklık izleme;

• Gerektiğinde iletişim fonksiyonları.

Seri sayısı arttıkça BMS'nin karşılık gelen hücre grubu sayısına göre tasarlanması gerekir.

BMS ayrıca aşağıdakilerle de eşleşmelidir:

• Paket akımı;

• Şarj cihazı;

• Bağlayıcı;

• Ana cihaz-cihaz arayüzü;

• Mekanik uzay;

• Gerekli test.

Detaylı BMS tasarımı bu makalenin kapsamı dışındadır. BMS, voltaj, kapasite ve çalışma süresi arasındaki daha geniş tasarım ilişkisi bu bölümde ele alınmaktadır. Lityum İyon Pil Paketi Tasarımı: Gerilim, Kapasite, BMS ve Çalışma Süresi.

11. Kapasite ve Paralel Gruplar

S-derecesi pil kapasitesinin tamamını belirlemez.

Paralel gruplara sahip bir paket için:

Paket kapasitesi = Hücre kapasitesi × Paralel hücre sayısı

Örneğin, 2500 mAh hücre kullanıldığında:

Bu nedenle bir OEM gereksiniminin her ikisini de belirtmesi gerekir:

• Seri sayısı;

• Paralel sayım veya hedef kapasite.

Yalnızca '4S pil' demek, paketin tamamını tanımlamaz.

12. Bir OEM Cihaz için Doğru S Derecelendirmesi Nasıl Seçilir

Seçim süreci cihazın voltaj gereksinimleriyle başlamalıdır.

Adım 1: Cihaz Gerilimini Belirleyin

Onaylamak:

• Nominal giriş voltajı;

• Minimum giriş voltajı;

• Maksimum giriş voltajı;

• Tam şarj toleransı;

• Motor veya kontrolör voltaj aralığı;

• Dönüştürücü giriş aralığı.

Adım 2: Seri Sayısını Seçin

Gerekli nominal voltajı uygun hücre sayısıyla eşleştirin.

Yaygın 3,7 V LiPo hücreleri için:

• Yaklaşık 3,7 V sistem → 1S;

• Yaklaşık 7,4 V sistem → 2S;

• Yaklaşık 11,1 V sistem → 3S;

• Yaklaşık 14,8 V sistem → 4S.

3. Adım: Kapasiteyi Onaylayın

Seri sayısını seçtikten sonra, hedef çalışma süresine ulaşmak için gereken paralel sayıyı veya bireysel hücre kapasitesini belirleyin.

Adım 4: Akımı Kontrol Edin

Seçilen hücrelerin, BMS'nin, kabloların ve konektörün sürekli ve tepe akımı destekleyebildiğini doğrulayın.

Adım 5: Şarj Cihazını ve BMS'yi kontrol edin

Şarj cihazı ve koruma sistemi seçilen S derecesine uygun olmalıdır.

Adım 6: Mekanik Entegrasyonu Kontrol Edin

Seçilen hücre sayısının ve düzeninin cihaz muhafazasına uygun olduğunu doğrulayın.

13. Drone Uygulamalarında 1S–4S LiPo Paketleri

1S, 2S, 3S ve 4S LiPo paketleri farklı drone ve RC uygulamalarında da kullanılmaktadır. Ancak drone seçimi voltajdan daha fazlasına bağlıdır.

İlgili faktörler şunları içerir:

• Motor ve ESC uyumluluğu;

• Pervane konfigürasyonu;

• Mevcut talep;

• Pil ağırlığı;

• C derecesi;

• Uçuş profili;

• Bağlayıcı;

• Gerekli uçuş süresi.

3S, 4S ve 6S konfigürasyonlarını içeren drone'a özgü bir karşılaştırma için bkz. 3S vs. 4S vs. 6S LiPo Pil: Hangi Drone Konfigürasyonu Uygun?.

Bu makale, drone performans seçiminden ziyade şarj edilebilir LiPo pil takımı tasarımı için 1S-4S konfigürasyonlarının genel anlamına odaklanmaktadır.

14. Yaygın 1S–4S LiPo Pil Paketi Hataları

Hata 1: Nominal Gerilimi Tam Şarj Gerilimi Olarak İşleme

3,7 V'luk bir paket tam olarak şarj edildiğinde yaklaşık 4,2 V'a ulaşabilir. Cihaz tüm voltaj aralığını tolere edebilmelidir.

Hata 2: 4S'nin Her Zaman 2S'den Daha İyi Olduğunu Varsaymak

Daha yüksek bir S derecesi yalnızca cihazın daha yüksek voltaj için tasarlandığı durumlarda uygundur.

Hata 3: Yanlış Şarj Cihazını Kullanmak

Şarj cihazı seri sayısı ve şarj voltajıyla eşleşmelidir.

Hata 4: Kapasitenin Göz Ardı Edilmesi

S derecesi mAh kapasitesini tanımlamaz. Paralel sayım ve hücre kapasitesi de belirtilmelidir.

Hata 5: Dengelemeyi Atlamak

Çok serili LiPo paketleri hücre dengeleme ve uygun BMS koruması gerektirebilir.

Hata 6: Paketleri Yalnızca Gerilime Göre Karşılaştırmak

2S1P ve 2S2P paketinin her ikisi de 7,4 V olabilir ancak farklı kapasiteye, çalışma süresine, akım kapasitesine, boyutlara ve ağırlığa sahip olabilir.

Hata 7: Drone Pil Yapılandırmasını Başka Bir Cihaza Kopyalamak

Drone için uygun bir konfigürasyon, tıbbi bir cihaz, IoT ürünü veya endüstriyel bir araç için uygun olmayabilir. Ana cihaz nihai pil tasarımını belirlemelidir.

15. 1S, 2S, 3S ve 4S Seçim Kontrol Listesi

Bir LiPo pil paketini onaylamadan önce şunları onaylayın:

• Gerekli nominal voltaj;

• Minimum cihaz giriş voltajı;

• Maksimum cihaz giriş voltajı;

• Tam şarj voltajı uyumluluğu;

• S-derecelendirmesi;

• Paralel sayım;

• Hedef kapasite;

• Sürekli akım;

• Tepe akımı;

• Şarj cihazı voltajı;

• Şarj akımı;

• PCM veya BMS gereksinimleri;

• Hücre dengeleme gereksinimleri;

• Konektör ve kablo;

• Mevcut kurulum alanı;

• Ağırlık sınırı;

• Çalışma sıcaklığı;

• Çalışma zamanı hedefi;

• Test gereksinimleri.

SSS

LiPo pilde 1S ne anlama geliyor?

1S, paketin seri bağlı bir LiPo hücre grubu içerdiği anlamına gelir. Tipik bir 1S LiPo pilin yaklaşık 3,7 V nominal voltajı ve 4,2 V tam şarj voltajı vardır.

2S LiPo pilin voltajı nedir?

Tipik bir 2S LiPo pilin yaklaşık 7,4 V nominal voltajı ve 8,4 V tam şarj voltajı vardır.

3S LiPo pilin voltajı nedir?

Tipik bir 3S LiPo pilin yaklaşık 11,1 V nominal voltajı ve 12,6 V tam şarj voltajı vardır.

4S LiPo pilin voltajı nedir?

Tipik bir 4S LiPo pilin yaklaşık 14,8 V nominal voltajı ve 16,8 V tam şarj voltajı vardır.

4S, pilin 1S kapasitesinin dört katı kapasiteye sahip olduğu anlamına mı geliyor?

No. 4S, seri haldeki dört hücre grubunu belirtir ve öncelikle voltajı tanımlar. Kapasite hücre kapasitesine ve paralel konfigürasyona bağlıdır.

3S LiPo pil için 2S şarj cihazı kullanabilir miyim?

Hayır. 3S paketi, 3S şarj voltajı için tasarlanmış bir şarj cihazı gerektirir. Yanlış şarj cihazının kullanılması eksik şarja, hasara veya güvenlik risklerine neden olabilir.

2S pil her zaman 1S pilden daha uzun süre mi dayanır?

Mutlaka değil. Çalışma süresi toplam enerjiye, cihaz gücüne, verimliliğe, kapasiteye ve çalışma koşullarına bağlıdır. Bir 1S2P paketi ve bir 2S1P paketi, aynı sayıda hücreyi kullanırken benzer nominal enerjiye sahip olabilir.

Bir OEM cihazı için daha yüksek bir S derecesi daha mı iyidir?

Yalnızca ana cihaz, şarj cihazı, BMS, kablolama ve güç yönetimi sistemi daha yüksek voltajı destekliyorsa. Doğru S-derecesi cihaz gereksinimlerine göre belirlenir.

Çözüm

1S, 2S, 3S ve 4S, seri olarak bağlanan LiPo hücre gruplarının sayısını tanımlar.

Ortak 3,7 V nominal LiPo hücrelerini kullanma:

• 1S = 3,7 V nominal;

• 2S = 7,4 V nominal;

• 3S = 11,1 V nominal;

• 4S = 14,8 V nominal.

Tipik tam şarj voltajları şunlardır:

• 1S = 4,2 V;

• 2S = 8,4 V;

• 3S = 12,6 V;

• 4S = 16,8 V.

Doğru konfigürasyon cihazın voltaj aralığına, gerekli kapasitesine, akım talebine, şarj sistemine, BMS'ye, mekanik alana ve çalışma süresi hedefine bağlıdır.

Şarj edilebilir bir LiPo pil takımı geliştiriyorsanız uygulamayı, gerekli voltajı, kapasiteyi, akım talebini, mevcut boyutları, konnektör gereksinimlerini ve beklenen üretim hacmini ZERNE teknik ekibiyle paylaşın. ZERNE, OEM ve ODM projeleri için özel lityum pil paketi çözümleri sağlar ve uygun 1S, 2S, 3S veya 4S konfigürasyonunun belirlenmesine yardımcı olabilir.