Скільки елементів 18650 потрібно для акумулятора 12 В?

Для стандартної батареї класу 12 В, виготовленої з літій-іонних елементів 18650, зазвичай потрібні три елементи або три паралельні групи елементів, з’єднані послідовно.

Мінімальна конфігурація 3S1P , яка містить три клітинки 18650. Якщо потрібна більша ємність або потужність струму, паралельно можна підключити додаткові елементи:

• 3S1P = 3 кл

• 3S2P = 6 клітин

• 3S3P = 9 клітин

• 3S4P = 12 клітин

Акумуляторна батарея 3S зазвичай має номінальну напругу 10,8 В або 11,1 В і напругу повного заряду 12,6 В. Його зазвичай називають літій-іонним акумулятором 12 В, оскільки він належить до класу напруги 12 В.

Однак «акумуляторна батарея на 12 В» не підтримує точно 12,0 В протягом усього циклу розряду. Напруга починається близько 12,6 В при повному заряді та поступово зменшується в міру розряду елементів.

Швидка відповідь: скільки елементів 18650 складається з акумулятора 12 В?

Тільки для напруги зазвичай потрібні три літій-іонні елементи 18650, з’єднані послідовно. Загальна кількість комірок залежить від кількості доданих паралельних комірок для ємності та струму.

Основна формула:

Загальна кількість клітинок = кількість серій × кількість паралельних клітинок

Для типової літій-іонної батареї класу 12 В:

Загальна кількість клітинок = 3 × Паралельна кількість

Таким чином, відповідь на запитання «скільки 18650 елементів для батареї 12 В» зазвичай полягає у трьох елементах для напруги, з додаванням додаткових елементів, коли програма потребує більшої ємності або струму.

Чому в акумуляторі 12 В використовуються елементи 3S 18650?

Як послідовне з’єднання створює пакет класу 12 В

Один літій-іонний елемент 18650 зазвичай має номінальну напругу 3,6 або 3,7 В. Коли три клітини з’єднані послідовно, їх напруги складаються:

• 3,6 В × 3 = 10,8 В номінальної напруги

• 3,7 В × 3 = 11,1 В номінальної напруги

• 4,2 В × 3 = 12,6 В напруга повного заряду

Точна номінальна напруга залежить від виробника елемента та хімічного складу елемента. Наприклад, репрезентативна специфікація 18650 із високим рівнем споживання використовує номінальну напругу 3,6 В і напругу заряджання 4,2 В. Таблицю даних вибраної комірки слід завжди використовувати для остаточних меж дизайну. Технічний паспорт Molicel INR-18650-P28A містить приклад цих специфікацій.

Межі напруги вибраної комірки слід використовувати для остаточного проекту; в Посібник з напруги батареї 18650 показує, як значення номінального, повного заряду та граничного значення пов’язані з пакетом 3S.

Чи справді пакет 3S є акумулятором на 12 В?

Блок 3S зазвичай називають літій-іонним акумулятором 12 В, оскільки його робочий діапазон призначений для обладнання класу 12 В.

Його фактична напруга змінюється в процесі роботи:

• Повністю заряджений: приблизно 12,6 В

• Номінальна напруга: приблизно 10,8 В або 11,1 В

• Напруга розряду: залежить від вибраного елемента та налаштування відключення BMS

Якщо пристрій потребує стабільної вихідної напруги 12,0 В, одного акумулятора 3S може бути недостатньо. Регулятор DC-DC може знадобитися для підтримки контрольованої вихідної напруги при зміні напруги акумулятора.

Дозволений діапазон вхідної напруги пристрою слід перевірити перед вибором конфігурації акумулятора.

Чому 4S зазвичай не використовується для блоку живлення 12 В?

Акумуляторна батарея 4S 18650 містить чотири послідовно з’єднані групи елементів:

• 3,6 В × 4 = 14,4 В номінальної напруги

• 3,7 В × 4 = 14,8 В номінальної напруги

• 4,2 В × 4 = 16,8 В напруга повного заряду

З цієї причини блоки 4S зазвичай вважаються акумуляторами на 14,4 або 14,8 В, а не на 12 В.

Конфігурацію 4S не слід підключати безпосередньо до обладнання, призначеного лише для входу класу 12 В, якщо виробник обладнання спеціально не підтвердить, що вища напруга є прийнятною.

Як обчислити кількість 18650 клітинок

Крок 1. Визначте кількість серій

Кількість серій визначає напругу акумуляторної батареї.

Основна вихідна формула:

Кількість серій = необхідна номінальна напруга ÷ номінальна напруга комірки

Для пакета класу 12 В із використанням елементів 3,7 В:

12 В ÷ 3,7 В ≈ 3,24

Оскільки акумуляторна батарея не може використовувати дробове підрахунок серій, звичайною конфігурацією є 3S.

Розрахунок не слід розглядати лише як просте математичне округлення. Кінцева кількість серій також має відповідати:

• Мінімальна та максимальна вхідна напруга пристрою

• Номінальна та повна напруга елемента

• Точка низьковольтного відключення пристрою

• Налаштування захисту BMS

• Вихідна напруга зарядного пристрою

Для більшості стандартних літій-іонних додатків 12 В найпоширенішим вибором є 3S.

Крок 2: Визначте паралельний підрахунок ємності

Паралельний підрахунок визначає ємність акумуляторної батареї.

Ємність упаковки = Ємність комірок × Паралельна кількість

Для елементів 3000mAh:

• 3S1P = 3000mAh = 3Ah

• 3S2P = 6000mAh = 6Ah

• 3S3P = 9000mAh = 9Ah

• 3S4P = 12000mAh = 12Ah

Кількість серій не збільшує ємність в ампер-годинах. Це підвищує напругу. Паралельний рахунок збільшує ємність, зберігаючи ту саму послідовну напругу.

Ця відмінність також важлива під час читання конфігурацій, таких як 3S2P і 4S2P; Послідовна та паралельна конфігурації батареї 18650 показують, як обидва параметри працюють разом.

Наприклад, пакети 3S1P і 3S4P є пакетами 3S з номінальною напругою приблизно 10,8 В або 11,1 В. Різниця полягає в тому, що пакет 3S4P містить чотири комірки в кожній паралельній групі і, отже, забезпечує приблизно в чотири рази більшу ємність, ніж пакет 3S1P, що використовує ідентичні комірки.

Крок 3: Визначте паралельний підрахунок для струму

Паралельні елементи також збільшують теоретичну здатність акумулятора до струму.

Можливість паралельного струму = Безперервний струм комірки × Паралельний підрахунок

Якщо одна комірка 18650 має безперервний рейтинг розряду 10 А:

• 3S1P: приблизно 10A

• 3S2P: приблизно 20A

• 3S3P: приблизно 30A

Ці цифри є теоретичними оцінками. Фактична потужність струму пакета може бути нижчою через:

• Поточний рейтинг BMS

• Розмір нікелевої стрічки або шини

• Якість зварювання

• Калібр дроту

• Рейтинг роз'єму

• Температура клітини

• Старіння клітини

• Внутрішній опір

• Тепловіддача корпусу

Постійний струм і піковий струм також необхідно оцінювати окремо. Комірка може підтримувати короткочасний пік струму, який вона не може підтримувати постійно.

Крок 4: Обчисліть загальну кількість клітин

Загальна кількість комірок розраховується як:

Загальна кількість клітинок = кількість серій × кількість паралельних клітинок

Оскільки типовий пакет класу 12 В використовує 3S:

Загальна кількість клітинок = 3 × Паралельна кількість

приклади:

• 3S1P = 3 × 1 = 3 клітини

• 3S2P = 3 × 2 = 6 клітин

• 3S3P = 3 × 3 = 9 клітин

• 3S4P = 3 × 4 = 12 клітин

Щоб швидко перевірити необхідну послідовну та паралельну кількість підрахунків, ємність, енергію та час роботи, використовуйте Калькулятор акумуляторної батареї 18650.

Загальні конфігурації акумуляторної батареї 12 В 18650

Акумулятор 3S1P

Акумуляторна батарея 3S1P містить три елементи 18650.

Він забезпечує:

• Найменша кількість елементів для конфігурації класу 12 В

• Ємність дорівнює одній камері

• Мала вага і компактні розміри

• Обмежений час роботи

• Обмежена поточна здатність

Ця конфігурація може бути придатною для малопотужної електроніки, компактних інструментів і додатків з короткими періодами роботи.

Акумулятор 3S2P

Акумуляторна батарея 3S2P містить шість елементів, упорядкованих у три послідовні групи з двома паралельними елементами в кожній групі.

У порівнянні з 3S1P він забезпечує приблизно вдвічі більшу ємність і теоретичну силу струму. Акумуляторна батарея 3S2P 18650 часто є практичним балансом між часом роботи, розміром, вагою та ціною.

Типові області застосування включають портативне обладнання, вимірювальні прилади, сканери штрих-кодів, невеликі промислові пристрої та компактні системи резервного копіювання.

Акумулятор 3S3P

Акумуляторна батарея 3S3P містить дев’ять елементів.

Він забезпечує вищу потужність і струм, ніж конфігурації 3S1P або 3S2P. Це може бути придатним для пристроїв, які вимагають довшого часу роботи або більшого робочого струму.

Більша кількість клітин вимагає більшої уваги до:

• Облаштування клітини

• Тепловіддача

• Розміщення BMS

• Розводка проводки

• Механічна опора

• Ізоляція та захист

Акумулятор 3S4P

Акумуляторна батарея 3S4P містить 12 елементів.

Він пропонує більше накопичення енергії та більшу теоретичну здатність до струму, залишаючись у межах класу напруги 3S. Його можна використовувати в обладнанні більшої потужності або в додатках, які потребують тривалої роботи між заряджаннями.

Перш ніж вибрати 3S4P, переконайтеся, що в корпусі достатньо місця для елементів, BMS, ізоляції, електропроводки, датчиків температури, роз’ємів і структурних опор.

Як вибрати правильну конфігурацію пакета 12 В 18650

Виберіть на основі необхідного часу виконання

Час роботи можна оцінити за допомогою енергії акумулятора та потужності пристрою:

Енергію батареї можна оцінити як:

Енергія упаковки = Номінальна напруга × Ємність упаковки

Наприклад, розглянемо пакет 3S2P з елементами 3000 мАг:

• Номінальна напруга: 11,1 В

• Ємність упаковки: 6Ah

• Номінальна енергія: 11.1V × 6Ah = 66.6Wh

• Потужність пристрою: 10W

• Ефективність системи: 90%

Приблизний час роботи:

66,6 Вт·год × 90% ÷ 10 Вт ≈ 5,99 години

Фактичний час роботи може бути коротшим через:

• Змінне навантаження пристрою

• Втрати перетворення DC-DC

• Старіння батареї

• Низька або висока температура

• Напруга відключення BMS

• Внутрішній опір клітини

• Опір роз'єму

• Падіння напруги в проводі

• Умови перевірки ємності

Для дизайну OEM час виконання слід перевірити за допомогою репрезентативного прототипу під фактичним профілем навантаження. Розрахунок також повинен враховувати корисну енергію, ефективність перетворення, напругу відключення, температуру та фактичний профіль навантаження; в Ємність акумуляторної батареї 18650 і спосіб роботи об’єднують ці змінні.

Виберіть на основі безперервного та пікового струму

Розмір акумуляторної батареї має відповідати як звичайним, так і тимчасовим потребам у струмі.

Підтвердьте обладнання:

• Безперервний робочий струм

• Струм запуску

• Піковий струм

• Струм двигуна або приводу

• Піки бездротової передачі

• Рейтинг постійного струму BMS

• Рейтинг пікового струму BMS

Якщо для програми потрібен більший струм, збільшення кількості паралельних з’єднань зазвичай більш актуальне, ніж збільшення кількості послідовних. Також можуть знадобитися комірки з високим рівнем витоку; Вибір батареї 18650 з великим розрядом зосереджується на безперервному струмі, піковому струмі та температурних обмеженнях.

Додавання послідовних елементів підвищує напругу, але не збільшує автоматично струм, доступний для навантаження.

Виберіть на основі доступного простору

Фізичний дизайн повинен включати більше, ніж самі клітини. Дозвольте місце для:

• Діаметр і довжина клітини

• Відстань між осередками

• Ізоляційні листи

• Нікелеві смуги або мідні шини

• Плата BMS

• Датчики температури

• Провід і роз'єми

• Корпусні та кріпильні конструкції

• Допуск до монтажу та обслуговування

Теоретична конструкція 3S2P може не відповідати призначеному корпусу після того, як BMS, захисні матеріали, проводка та роз’єм включені.

Вимоги до BMS і зарядного пристрою для акумуляторної батареї 12 В 18650

Використовуйте 3S BMS

Акумуляторні блоки 3S1P, 3S2P, 3S3P і 3S4P містять три серійні групи. Тому їм, як правило, потрібна 3S BMS.

BMS має відповідати:

• Конфігурація клітинок із трьох рядів

• Безперервний струм розряду

• Піковий струм розряду

• Струм зарядки

• Захист від перезаряду

• Захист від перерозряду

• Захист від перевантаження по струму

• Захист від короткого замикання

• Температурний захист

• Вимоги до балансування клітин

Пакет 3S все ще вимагає, щоб BMS відповідала його вимогам до струму, заряджання, захисту та балансування; ці варіанти є частиною Дизайн BMS для акумуляторної батареї 18650 . Номінальний струм BMS слід оцінювати на рівні комплекту. BMS з невідповідним номінальним струмом може обмежити продуктивність або активувати захист під час нормальної роботи. Системи керування батареями також можуть контролювати напругу в елементі, струм акумулятора та температуру як частину своєї стратегії захисту.

Використовуйте правильний зарядний пристрій

Для стандартного літій-іонного акумулятора 3S зазвичай потрібна система заряджання, розрахована на максимальну напругу заряджання 12,6 В.

Зарядний пристрій повинен відповідати:

• Хімія батареї

• Кількість серій

• Максимальна напруга зарядки

• Струм зарядки

• Вимоги до BMS

• Специфікації виробника клітини

Не думайте, що звичайний зарядний пристрій свинцево-кислотної батареї 12 В підходить для літій-іонного акумулятора 3S. Його вихідна напруга та спосіб заряджання можуть відрізнятися. Налаштування 12,6 В визначає максимальну напругу заряджання блоку, але зарядний пристрій, обмеження струму, стадія завершення та середовище заряджання також визначають, чи можна блок безпечно перезаряджено.

Мікросхема зарядного пристрою, розроблена для багатоелементних літій-іонних акумуляторів, розрізняє напругу заряджання для різних серій, включаючи 12,6 В для 3S і 16,8 В для 4S.

Чому важливий баланс клітин

Три групи серій у пакеті 3S можуть створювати різні напруги через:

• Зміна ємності клітини

• Різний внутрішній опір

• Нерівномірна температура

• Різні умови старіння

• Опір з'єднання

• Нерівномірний розподіл струму

Якщо одна група серій досягає порогового значення перезаряду або надлишкового розряду раніше за інші, BMS може припинити заряджати або розряджати весь пакет.

Балансування комірок допомагає підтримувати групи послідовностей у відповідному співвідношенні напруги. Ось чому Зіставлення елементів у акумуляторній батареї 18650 слід завершити до складання, а не розглядати як наступний етап балансування. Необхідний метод балансування залежить від конструкції пакета, характеристик елемента, робочого струму, цільової вартості та вимог до надійності.

Акумуляторні блоки 18650 для додатків OEM

Після визначення необхідної кількості серій, ємності, струму, розмірів і функцій захисту акумуляторну батарею можна розробити як інтегрований продукт, а не як групу окремих елементів.

ЗЕРНЕ ~!phoenix_var392_0!~ ~!phoenix_var392_1!~

• 3S1P, 3S2P, 3S3P та інші конфігурації

• Індивідуальна напруга та ємність

• Захист BMS або PCM

• Вибір роз'єму і проводу

• Корпус батареї та механічні розміри

• Датчик температури

• Тестування зразків

• Сертифікація та серійне виробництво

Користувачі, які розрахували необхідну конфігурацію 3S, можуть потім вибрати практичний пакет на основі часу роботи, поточного попиту, доступного простору та умов експлуатації.

Поширені помилки під час розробки акумуляторної батареї 12 В 18650

Під час створення акумуляторної батареї на 12 В із 18650 елементами часто трапляються кілька помилок у проектуванні:

1. Припускаючи, що пакет на 12 В завжди видає рівно 12,0 В.

3. Розрахунок напруги без розрахунку ємності.

4. Ігнорування запуску та пікового струму.

5. Вибір зарядного пристрою лише тому, що він позначений '12V.'

6. Використання 4S BMS з акумулятором 3S.

7. Змішування різних моделей клітин, ємності, віку або стану заряду.

8. Перевірка лише загальної напруги пакета замість моніторингу кожної групи серій.

9. Ігнорування тепла, що виділяється елементами, BMS, проводами та роз’ємами.

10. Початок масового виробництва до завершення прототипу та навантажувального тестування.

Осередки повинні бути зіставлені перед складанням, а завершена упаковка повинна бути перевірена за фактичних електричних і механічних умов цільового пристрою.

поширені запитання

Скільки елементів 18650 потрібно для акумулятора 12 В?

Стандартна літій-іонна батарея 12 В класу 18650 зазвичай використовує три елементи або три паралельні групи елементів, з’єднані послідовно. Мінімальна конфігурація 3S1P з трьома осередками. Загальна кількість збільшується разом із паралельним підрахунком.

Чи можуть три батареї 18650 зробити батарею 12 В?

так Три сумісні літій-іонні елементи 18650 можна з’єднати послідовно, щоб створити пакет 3S. Пакет зазвичай має номінальну напругу 10,8 В або 11,1 В і напругу повного заряду приблизно 12,6 В.

Скільки елементів містить акумуляторна батарея 3S2P 12 В?

Акумуляторна батарея 3S2P містить шість елементів 18650. Він складається з трьох послідовних груп, у кожній групі з’єднаних паралельно двома осередками.

Чи підходить акумуляторна батарея 4S 18650 для обладнання 12 В?

Зазвичай ні. Пакет 4S зазвичай має номінальну напругу 14,4 В або 14,8 В і напругу повного заряду 16,8 В. Перед використанням обладнання перевірте дозволений діапазон вхідного сигналу.

Яку ємність забезпечує акумулятор 3S2P?

Якщо кожна комірка має ємність 3000 мАг, пакет 3S2P забезпечує приблизно 6000 мАг, або 6Аг. Фактична ємність залежить від вибраних елементів, умов тестування, температури та струму розряду.

Який BMS потрібен для акумуляторної батареї 12V 18650?

Стандартний акумулятор 3S класу 12 В зазвичай потребує 3S BMS. BMS також має відповідати безперервному струму, піковому струму, зарядному струму, пороговим значенням захисту, вимогам до температури та потребам у балансуванні.

Який зарядний пристрій потрібен для акумуляторної батареї 3S 18650?

Для стандартного літій-іонного акумулятора 3S зазвичай потрібен зарядний пристрій або система заряджання з максимальною напругою заряджання 12,6 В. Зарядний струм повинен бути сумісний з елементами та BMS.

Чи може одна батарея 18650 виробляти 12 В?

Ні. Один елемент 18650 зазвичай має номінальну напругу приблизно 3,6 В або 3,7 В. Для пакета класу 12 В зазвичай потрібні три елементи послідовно. Підвищувальний перетворювач може підвищувати напругу з одного елемента, але це створює іншу електричну конструкцію.

Скільки елементів 18650 потрібно для акумуляторної батареї 12 В 20 Аг?

Необхідна кількість клітин залежить від ємності кожної клітини. З елементами ємністю 3000 мАг потрібно сім паралельних елементів, щоб отримати принаймні 20 Ач:

20Ah ÷ 3Ah ≈ 6,67

Таким чином, конфігурація буде приблизно 3S7P, що містить 21 комірку. Остаточний проект також повинен підтверджувати вимоги до струму, простору, BMS, тепла та часу роботи.

Чи забезпечує акумуляторна батарея 12 В 18650 постійну вихідну напругу 12 В?

Ні. Літій-іонна батарея 3S зазвичай коливається від приблизно 12,6 В під час повного заряду до нижчої напруги під час розрядки. Регульований перетворювач DC-DC може знадобитися, коли пристрою потрібен стабільний вихід.

Висновок

Стандартний літій-іонний акумулятор 12 В класу 18650 зазвичай використовує конфігурацію 3S:

• 3S1P = 3 кл

• 3S2P = 6 клітин

• 3S3P = 9 клітин

• 3S4P = 12 клітин

Послідовний підрахунок визначає напругу, тоді як паралельний підрахунок визначає ємність і теоретичну силу струму.

Типовий пакет 3S використовує 3S BMS і систему заряджання, що відповідає напрузі повного заряду 12,6 В. Остаточна конфігурація також повинна враховувати потужність пристрою, піковий струм, необхідний час роботи, доступний простір, температуру, проводку, роз’єми та вимоги до захисту.

Для додатків OEM тестування прототипу є важливим перед масовим виробництвом.