Як з’єднати батареї 18650 послідовно та паралельно

Батареї 18650 можна підключати послідовно, паралельно або в комбінації обох для досягнення необхідної напруги, ємності та струму.

Послідовне з’єднання збільшує напругу акумуляторної батареї. Паралельне підключення збільшує ємність і теоретичну силу струму. Наприклад:

• 3S1P означає три елементи 18650, з’єднані послідовно.

• 2P означає дві клітини, з’єднані паралельно в кожній групі.

• 3S2P означає три послідовні групи з двома паралельними комірками в кожній групі.

• 4S2P означає чотири послідовні групи з двома паралельними комірками в кожній групі.

Загальна кількість клітин розраховується як:

Загальна кількість клітинок = кількість серій × кількість паралельних клітинок

Тому акумуляторна батарея 3S2P містить шість елементів, тоді як акумуляторна батарея 4S2P містить вісім елементів.

Структуру підключення слід вибирати відповідно до напруги обладнання, потужності, струму, розмірів і вимог щодо захисту. Відповідний BMS також потрібен для більшості акумуляторних блоків літій-іонних батарей.

Послідовні проти паралельних з’єднань

Що таке послідовне з’єднання?

При послідовному з’єднанні плюсова клема однієї комірки з’єднується з негативною клемою наступної комірки.

Напруга кожної комірки додається, а ємність в ампер-годинах залишається приблизно такою ж, як у однієї комірки або однієї паралельної групи.

Для ідентичних елементів 3,7 В, 3000 мАг:

• 1S1P: 3,7 В, 3 Аг

• 2S1P: 7,4 В, 3 Аг

• 3S1P: 11,1 В, 3 Аг

• 4S1P: 14,8 В, 3 Аг

Кількість серій підбирається відповідно до необхідного діапазону напруг обладнання.

Що таке паралельне з'єднання?

При паралельному з'єднанні плюсові клеми з'єднані разом, а мінусові - разом.

Напруга залишається приблизно таким же, як і на одній комірці, а ємність збільшується.

Використання ідентичних елементів 3,7 В, 3000 мАг:

• 1S1P: 3,7 В, 3 Аг

• 1S2P: 3,7 В, 6 Ач

• 1S3P: 3,7 В, 9 Ач

Паралельний підрахунок вибирається відповідно до необхідної потужності, часу роботи та поточної потужності.

Навіщо використовувати послідовно-паралельну конфігурацію?

Більшість практичних акумуляторних блоків потребують певної напруги та достатньої ємності. Послідовно-паралельна конфігурація поєднує два способи підключення.

Наприклад, пакет 3S2P:

• Використовує три групи серій

• Використовує дві паралельні клітинки в кожній групі

• Всього містить шість комірок

• Забезпечує приблизно вдвічі більшу місткість пакета 3S1P

• Підтримує той самий клас номінальної напруги, що й пакет 3S1P

Що означають 1S, 2S, 3S і 4S?

Буква 'S' означає кількість груп комірок, з'єднаних послідовно.

Акумулятор 1S

Пачка 1S містить одну групу серії.

Він може містити:

• 1S1P: одна клітина

• 1S2P: дві паралельні клітини

• 1S3P: три паралельні клітини

Номінальна напруга залишається близькою до напруги одного елемента. Додавання паралельних елементів збільшує ємність без зміни номінальної напруги.

Акумулятор 2S

Пакет 2S містить дві групи серій.

У стандартних літій-іонних елементах 3,7 В номінальна напруга становить приблизно 7,4 В. Напруга повного заряду залежить від характеристик елемента та системи заряджання.

Конфігурацію 2S можна використовувати в компактному портативному обладнанні, портативних виробах і невеликих акумуляторних блоках, які вимагають вищої напруги, ніж може забезпечити один елемент.

Акумулятор 3S

Пакет 3S містить три групи серій.

Використовуючи стандартні елементи 3,7 В, номінальна напруга становить приблизно 11,1 В. Структура 3S зазвичай використовується в літій-іонних акумуляторах класу 12 В. The Приклад акумуляторної батареї 12 В 18650 показує, як конфігурація 3S перетворюється на кількість елементів, напругу та ємність.

Для короткого прикладу:

• 3S1P = три клітини

• 3S2P = шість клітин

• 3S3P = дев'ять клітин

The Посібник із напруги батареї 18650 пояснює, як змінюється номінальна напруга, напруга повного заряду та напруга відключення залежно від кількості серій.

Акумулятор 4S

Пакет 4S містить чотири групи серій.

При використанні елементів 3,7 В номінальна напруга становить приблизно 14,8 В. Як правило, він вважається блоком з вищою напругою, ніж стандартний блок 3S класу 12 В.

Конфігурацію 4S можна використовувати, якщо обладнання, зарядний пристрій і система захисту розроблені для цього діапазону напруги.

Що означають 1P, 2P і 3P?

Буква 'P' означає кількість комірок, з'єднаних паралельно в кожній рядовій групі.

Конфігурація 1P

Конфігурація 1P містить одну комірку в кожній паралельній групі.

приклади:

• 1S1P: одна клітина

• 3S1P: три клітини

• 4S1P: чотири клітини

Ємність кожної серійної групи дорівнює місткості однієї комірки.

Конфігурація 2P

Конфігурація 2P має дві комірки, з’єднані паралельно в кожній групі.

приклади:

• 1S2P: дві клітини

• 3S2P: шість комірок

• 4S2P: вісім клітин

Ємність кожної паралельної групи приблизно вдвічі перевищує ємність однієї комірки.

Конфігурація 3P

Конфігурація 3P містить три паралельні комірки в кожній групі.

приклади:

• 1С3П: три клітини

• 3S3P: дев'ять клітин

• 4S3P: дванадцять клітин

Більша кількість паралельних з’єднань, як правило, забезпечує більшу ємність і потужність струму, але також збільшує розмір, вагу, вартість і вимоги до нагріву акумуляторної батареї. Вплив паралельного підрахунку на ємність упаковки, енергію та час роботи можна оцінити за допомогою Обчислення ємності акумулятора 18650 і часу роботи.

Як послідовне з'єднання впливає на напругу

Основна формула напруги:

Номінальна напруга упаковки = номінальна напруга комірки × кількість серій

Використання елемента 3,7 В:

Фактичний діапазон напруги змінюється під час зарядки та розрядки. Номінальна напруга використовується для розрахунків акумуляторної батареї, тоді як напруга повного заряду та напруга відключення повинні відповідати вибраному елементу та обладнанню.

Вибираючи кількість серій, перевірте:

• Необхідна вхідна напруга пристрою

• Максимально допустима вхідна напруга

• Мінімальна робоча напруга

• Вихідна напруга зарядного пристрою

• Кількість серій BMS

• Вхідний діапазон DC-DC перетворювача

Кількість серій не слід вибирати лише тому, що пакет має позначку '12V' або '24V'.

Як паралельні з'єднання впливають на ємність

Основна формула потужності:

Ємність упаковки (Ah) = Ємність комірки (Ah) × Паралельний підрахунок

Використання елементів ємністю 3000 мАг або 3Аг:

Приклади 3S2P і 4S2P мають однакову теоретичну ємність, коли використовуються однакові комірки, але їхні рівні напруги відрізняються через різну кількість серій.

Ємність слід розраховувати на основі фактичної ємності елемента, а не максимальної ємності, надрукованої на загальній етикетці продукту. Ємність елемента може змінюватися залежно від струму розряду, температури, напруги відключення та умов випробування.

Як паралельні з'єднання впливають на поточні можливості

Паралельні елементи також можуть підвищити теоретичну здатність акумуляторної батареї до струму.

Спрощена формула:

Можливість паралельного струму = Безперервний струм комірки × Паралельний підрахунок

Якщо одна комірка має номінальний тривалий розряд 10A:

• 1P: приблизно 10A

• 2P: приблизно 20A

• 3P: приблизно 30A

Ці цифри є теоретичними оцінками. Фактичний струм пакета може бути обмежений:

• Рейтинг BMS

• Нікелеві стрічки або шини

• Якість зварювання

• Калібр дроту

• Рейтинг роз'єму

• Температура клітини

• Внутрішній опір клітини

• Тепловіддача корпусу

Піковий струм і тривалий струм слід розраховувати окремо. Комірка, яка підтримує короткий імпульс, може бути непридатною для безперервної роботи при тому самому струмі. Для обладнання високої потужності необхідно порівняти обмеження постійного та пікового струму обраної комірки за допомогою Вибір батареї 18650 з великим розрядом.

Як зрозуміти конфігурації 3S2P і 4S2P

Акумулятор 3S2P

Пакет 3S2P містить шість комірок:

• Три групи серій

• По дві паралельні клітинки в кожній групі

• Загальна кількість клітин: 3 × 2 = 6

Використання елементів 3,7 В, 3000 мАг:

• Номінальна напруга: приблизно 11,1 В

• Ємність: приблизно 6Ah

• Номінальна енергія: приблизно 66,6 Вт·год

Акумулятор 4S2P

Пакет 4S2P містить вісім комірок:

• Чотири групи серії

• По дві паралельні клітинки в кожній групі

• Загальна кількість клітин: 4 × 2 = 8

Використовуючи однакові клітинки:

• Номінальна напруга: приблизно 14,8 В

• Ємність: приблизно 6Ah

• Номінальна енергія: приблизно 88,8 Вт·год

Ємність однакова в обох прикладах, оскільки обидва використовують 2P. Енергія відрізняється, оскільки блок 4S2P має вищу номінальну напругу.

Для швидкого порівняння послідовного, паралельного, ємності та енергії використовуйте Калькулятор батареї 18650.

Як розрахувати загальну кількість клітин

Загальна кількість клітин:

Загальна кількість клітинок = кількість серій × кількість паралельних клітинок

приклади:

Ця формула забезпечує кількість електричних елементів. Для фізичної батареї може знадобитися додатковий простір для:

• Тримачі клітинок

• Ізоляція

• BMS

• Датчики температури

• Провід

• Роз'єми

• житло

• Механічні опори

Як безпечно підключити клітинки 18650

Використовуйте відповідні клітинки

Комірки в одному пакеті повинні мати:

• Така ж модель

• Та сама хімія

• Подібна ємність

• Подібний внутрішній опір

• Подібний вік і історія циклу

• Схожий стан заряду до складання

Змішування елементів з різними характеристиками може призвести до нерівномірного розподілу напруги, температури та струму. Для виробничих упаковок ці перевірки складають основу відповідність елементів в акумуляторній батареї 18650 , де ємність, внутрішній опір, напруга, вік і консистенція партії оцінюються разом.

Використовуйте належні електричні підключення

Для виробничих акумуляторних блоків циліндричні елементи зазвичай з’єднуються за допомогою точково зварених нікелевих смуг або відповідних шин.

Безпосереднє спаювання проводів до корпусу елемента може передати надмірне тепло в елемент і може пошкодити внутрішню структуру. Спосіб підключення слід вибирати відповідно до струму пакета, виробничого процесу та вимог безпеки.

Додайте ізоляцію та механічний захист

Збірка повинна містити відповідні:

• Тримачі клітинок

• Ізоляційний папір

• Захист клем

• Рибний папір або ізоляційні листи

• Захисні чохли

• Відстань між осередками

• Житлова підтримка

Позитивна клема і зовнішня негативна оболонка повинні бути захищені від випадкового контакту з струмопровідними матеріалами. Якщо комірка включає інтегровану схему захисту, її розміри та варіант використання можуть відрізнятися від незахищеної комірки; Захищені та незахищені батареї 18650 порівнюють ці два формати.

Уникайте коротких замикань

Коротке замикання може спричинити дуже великий струм і швидке нагрівання. Під час складання:

• Тримайте металеві інструменти подалі від відкритих клем.

• Не розміщуйте незакріплені елементи разом із струмопровідними предметами.

• Захистіть незавершені упаковки під час роботи.

• Перевірте полярність кожної групи клітинок.

• Перевірте нікелеві смужки та місця зварювання перед нанесенням остаточної ізоляції.

Не змішуйте випадково групи серій

Кожна група серії повинна містити комірки з однаковою продуктивністю. Слабка група може обмежити весь акумулятор і спричинити ранню активацію захисту. Ємність, внутрішній опір і поведінку навантаження слід перевірити перед групуванням елементів; Тестування ємності батареї та працездатності 18650 описує практичний спосіб їх перевірки.

Навіщо акумуляторній батареї 18650 потрібен BMS?

BMS, або система керування батареєю, контролює та захищає перезаряджувані літій-іонні батареї.

BMS особливо важливий, коли елементи з’єднані послідовно, тому що окремі групи можуть не залишатися при однаковій напрузі під час заряджання та розряджання.

Типові функції BMS включають:

• Захист від перезаряду

• Захист від перерозряду

• Захист від перевантаження по струму

• Захист від короткого замикання

• Контроль температури

• Моніторинг напруги клітини

• Балансування клітин

BMS має відповідати конфігурації акумуляторної батареї. Для акумуляторної батареї 3S зазвичай потрібен 3S BMS, а для 4S – 4S BMS.

Номінальний струм BMS також повинен відповідати очікуваному тривалому та піковому навантаженню. Вибору BMS лише за кількістю серій недостатньо.

BMS має бути розроблено відповідно до кількості серій упаковки, поточного профілю, потреб балансування та обмежень захисту; Акумуляторна батарея 18650 дизайн BMS об’єднує ці вимоги.

Вимоги до зарядного пристрою для послідовно-паралельних блоків

Зарядний пристрій має відповідати кількості серій і хімії елементів.

Більша кількість серій вимагає вищої напруги заряджання. Зарядний пристрій не слід вибирати лише відповідно до маркетингової етикетки акумулятора. The Посібник із заряджання акумулятора safe 18650 пояснює, як напруга зарядного пристрою, струм заряджання та час заряджання повинні відповідати комплекту.

Перед вибором зарядного пристрою переконайтеся:

• Хімія батареї

• Кількість серій

• Максимальна напруга зарядки

• Струм зарядки

• Сумісність з BMS

• Вимоги до зарядки пристрою

• Специфікації виробника клітини

Блоки 3S і 4S можуть мати подібну ємність, якщо використовують однаковий паралельний рахунок, але для них потрібні різні налаштування напруги заряджання.

Поширені помилки при підключенні батарей 18650

1. Плутання послідовного підрахунку з паралельним підрахунком.

2. Припускаючи, що 2P означає лише дві клітини у повній упаковці.

3. Множення ємності на кількість серій.

4. Ігнорування різниці між номінальною напругою та напругою повного заряду.

5. Використання комірок різної ємності або віку.

6. З'єднання елементів з різним рівнем заряду.

7. Використання BMS з неправильним рейтингом.

8. Вибір зарядного пристрою без перевірки кількості серій.

9. Безпосереднє припаювання до елементів без контролю нагрівання.

10. Ігнорування ізоляції навколо позитивної клеми.

11. Покладаючись на теоретичний розрахунок струму без перевірки BMS та проводки.

12. Не вдалося перевірити готовий акумулятор під запланованим навантаженням.

поширені запитання

Яка різниця між послідовним і паралельним підключенням акумуляторів?

Послідовне з’єднання збільшує напругу, тоді як паралельне з’єднання збільшує ємність і теоретичну силу струму.

Що означає 3S2P на акумуляторі 18650?

3S2P означає три послідовні групи з двома осередками, з’єднаними паралельно в кожній групі. Всього в упаковці шість комірок.

Скільки елементів містить акумуляторна батарея 4S2P?

Пакет 4S2P містить вісім комірок, оскільки:

4 × 2 = 8

Чи збільшує ємність послідовне підключення батарей 18650?

Послідовне з'єднання підвищує напругу. Ємність в ампер-годинах залишається приблизно такою ж, як у однієї комірки або однієї паралельної групи.

Чи збільшує напругу паралельне підключення батарей 18650?

Ні. Паралельні з’єднання зберігають приблизно однакову напругу, одночасно збільшуючи потужність і струм.

Що означає 1S3P?

1S3P означає одну послідовну групу, що містить три паралельні комірки. Використовуючи елементи ємністю 3000 мАг, пакет має номінальну напругу приблизно 3,7 В і ємність 9 Ач.

Який BMS потрібен для пакета 3S2P?

Пакет 3S2P зазвичай потребує 3S BMS. BMS також має відповідати зарядному струму блоку, постійному струму навантаження, піковому струму, вимогам до температури та функціям захисту.

Чи можна з’єднати паралельно різні комірки 18650?

Елементи, що використовуються в одній паралельній групі, повинні мати однакову модель і подібну ємність, опір, вік і стан заряду. Змішування невідповідних елементів може призвести до нерівномірного розподілу струму та загрози безпеці.

Як розрахувати ємність послідовно-паралельного акумулятора?

Використання:

Ємність упаковки = Ємність комірок × Паралельна кількість

Послідовний підрахунок впливає на напругу, тоді як паралельний підрахунок впливає на ємність в ампер-годинах.

Акумуляторна батарея 3S2P потужніша за 3S1P?

Пакет 3S2P зазвичай забезпечує приблизно вдвічі більшу ємність і теоретичну потужність струму, ніж пакет 3S1P, виготовлений з тими ж елементами. Фактичний вихід обмежений BMS, проводкою, роз’ємами та тепловим дизайном.

Нестандартний дизайн акумуляторної батареї 18650

Послідовні та паралельні обчислення забезпечують електричну основу для акумуляторної батареї, але готовий продукт також потребує механічної конструкції та конструкції захисту. Для OEM-проектів також слід оцінювати електричну конфігурацію разом із вимогами до потужності пристрою, часу роботи, доступного простору, зарядки, температури та перевірки в Вибір акумулятора 18650 для пристрою OEM.

Проекти OEM можуть потребувати індивідуального налаштування:

• Послідовна та паралельна конфігурація

• Напруга

• Ємність

• Тип клітини

• BMS

• Роз'єм

• Довжина дроту

• житло

• Датчик температури

• Монтажна конструкція

ЗЕРНЕ Рішення 18650 Battery Pack підтримують індивідуальний вибір елементів, інтеграцію BMS, конфігурацію роз’ємів, тестування зразків і вимоги до виробництва.

Для проектів із певними вимогами до розмірів, потужності, напруги чи струму, Спеціальні рішення для батарей 18650 можуть бути розроблені відповідно до електричних і механічних умов обладнання.

Висновок

Послідовне та паралельне з’єднання батарей 18650 дозволяє акумуляторній батареї відповідати різним вимогам до напруги, ємності та струму.

Основні принципи:

• Кількість серій визначає напругу.

• Паралельний підрахунок визначає ємність.

• Паралельні комірки також можуть збільшити теоретичну потужність струму.

• Загальна кількість клітинок дорівнює кількості серій, помноженій на кількість паралельних.

• 3S2P містить шість комірок.

• 4S2P містить вісім комірок.

• BMS має відповідати кількості серій і поточним вимогам.

• Клітини повинні бути підібрані та належним чином ізольовані.

• Зарядний пристрій має відповідати хімічному складу акумулятора та конфігурації серії.

Правильна конструкція повинна враховувати більше, ніж етикетку з’єднання. Специфікації елемента, захист BMS, електропроводка, температурні умови, простір у корпусі, вимоги до зарядного пристрою та фактичні навантаження пристрою повинні бути перевірені перед виробництвом.