Giải thích về gói pin LiPo 1S, 2S, 3S và 4S

Các bộ pin LiPo thường được mô tả bằng các nhãn như 1S, 2S, 3S và 4S. Những nhãn này xuất hiện trên các bộ pin được sử dụng trong thiết bị điện tử cầm tay, robot, thiết bị RC, máy bay không người lái, thiết bị y tế và các sản phẩm có thể sạc lại khác.

Xếp hạng 'S' mô tả số lượng tế bào LiPo được kết nối nối tiếp:

• 1S có nghĩa là một nhóm ô nối tiếp;

• 2S có nghĩa là hai nhóm ô nối tiếp;

• 3S có nghĩa là ba nhóm tế bào nối tiếp nhau;

• 4S có nghĩa là bốn nhóm tế bào nối tiếp nhau.

Khi số lượng ô nối tiếp tăng lên, điện áp gói tăng lên. Dung lượng tính bằng mAh không tự động tăng đơn giản vì xếp hạng S cao hơn.

Sử dụng pin LiPo thông thường có điện áp danh định khoảng 3,7 V:

• 1S = 3,7 V danh định;

• 2S = 7,4 V danh nghĩa;

• 3S = 11,1 V danh định;

• 4S = 14,8 V danh nghĩa.

Cấu hình phù hợp tùy thuộc vào thiết bị chủ, bộ sạc, nhu cầu hiện tại, năng lượng cần thiết, BMS và thiết kế cơ khí.

Trả lời nhanh: 1S, 2S, 3S và 4S có nghĩa là gì?

Các giá trị này là tham chiếu chung cho các tế bào LiPo có thể sạc lại tiêu chuẩn. Điện áp chính xác phải tuân theo thông số kỹ thuật của tế bào đã chọn.

Xếp hạng S cao hơn có nghĩa là điện áp pin cao hơn. Nó không tự động có nghĩa là:

• Công suất cao hơn;

• Thời gian chạy dài hơn;

• Hiệu suất tốt hơn;

• Sạc nhanh hơn;

• Độ an toàn cao hơn;

• Mật độ năng lượng lớn hơn.

Xếp hạng S phải phù hợp với hệ thống điện của thiết bị.

1. 'S' nghĩa là gì trên pin LiPo?

Chữ S là viết tắt của chuỗi.

Khi các ô được mắc nối tiếp, cực dương của ô này được nối với cực âm của ô tiếp theo. Điện áp của mỗi tế bào cộng lại với nhau.

Đối với pin LiPo danh nghĩa 3,7 V tiêu chuẩn:

Điện áp gói = 3,7 V × Số lượng ô trong chuỗi

Ví dụ:

• 1S: 3,7V × 1 = 3,7V;

• 2S: 3,7V × 2 = 7,4V;

• 3S: 3,7V × 3 = 11,1V;

• 4S: 3,7V × 4 = 14,8V.

Xếp hạng S chỉ mô tả số lượng loạt phim. Một gói cũng có thể bao gồm các nhóm ô song song, chẳng hạn như:

• 2S1P;

• 2S2P;

• 3S2P;

• 4S2P.

Để biết thêm thông tin về cách kết nối nối tiếp và song song ảnh hưởng đến điện áp và công suất, hãy xem Bộ pin nối tiếp và song song.

2. Bộ pin LiPo 1S là gì?

Bộ pin LiPo 1S chứa một ô LiPo hoặc một nhóm ô song song.

Các giá trị điện điển hình là:

• Điện áp danh định: khoảng 3,7 V;

• Điện áp sạc đầy: khoảng 4,2 V;

• Điện áp hoạt động tối thiểu: phụ thuộc vào ứng dụng;

• Công suất: được xác định bởi ô hoặc nhóm song song.

Ví dụ: 1S1P

Một tế bào LiPo 1000 mAh duy nhất tạo ra khoảng:

3,7V, 1000mAh

Năng lượng danh nghĩa của nó là:

3,7 V × 1 Ah = 3,7 Wh

Ví dụ: 1S2P

Hai ô 1000 mAh được kết nối song song sẽ tạo ra khoảng:

3,7V, 2000mAh

Điện áp duy trì khoảng 3,7 V, trong khi công suất tăng.

Ứng dụng 1S điển hình

Gói 1S có thể phù hợp với:

• Thiết bị đeo nhỏ gọn;

• Máy theo dõi GPS nhỏ;

• Phụ kiện không dây;

• Sản phẩm IoT nhỏ;

• Cảm biến di động;

• Điện tử tiêu dùng nhỏ gọn;

• Hệ thống nhúng điện áp thấp.

Gói 1S có thể sử dụng PCM hoặc mạch bảo vệ đơn giản, tùy thuộc vào ứng dụng. Bộ sạc phải được thiết kế cho gói LiPo một cell.

3. Bộ pin LiPo 2S là gì?

Bộ pin LiPo 2S chứa hai nhóm tế bào được kết nối nối tiếp.

Các giá trị điển hình là:

• Điện áp danh định: khoảng 7,4 V;

• Điện áp sạc đầy: khoảng 8,4 V;

• Công suất: được xác định bởi công suất của từng nhóm song song.

Ví dụ: 2S1P

Sử dụng nối tiếp hai ô 1000 mAh:

7,4V, 1000mAh

Năng lượng danh nghĩa:

7,4 V × 1 Ah = 7,4 Wh

Ví dụ: 2S2P

Sử dụng bốn ô 1000 mAh theo cách sắp xếp 2S2P:

7,4V, 2000mAh

Năng lượng danh nghĩa:

7,4 V × 2 Ah = 14,8 Wh

Ứng dụng 2S điển hình

Gói LiPo 2S có thể được xem xét cho:

• Thiết bị cầm tay;

• Thiết bị cầm tay công nghiệp;

• Thiết bị y tế;

• Thiết bị liên lạc hai chiều;

• Hệ thống robot nhỏ;

• Sản phẩm được làm nóng;

• Điện tử trung thế;

• Một số hệ thống RC và drone.

của ZERNE Trang gói pin lithium 7.4V cung cấp các ví dụ ở cấp độ sản phẩm về gói pin 2S với dung lượng và kích thước khác nhau.

4. Bộ pin LiPo 3S là gì?

Một bộ pin LiPo 3S chứa ba nhóm tế bào được kết nối nối tiếp.

Các giá trị điển hình là:

• Điện áp danh định: khoảng 11,1 V;

• Điện áp sạc đầy: khoảng 12,6 V;

• Công suất: được xác định bởi công suất của từng nhóm song song.

Ví dụ: 3S1P

Sử dụng nối tiếp ba ô 1000 mAh:

11,1V, 1000mAh

Năng lượng danh nghĩa:

11,1 V × 1 Ah = 11,1 Wh

Ví dụ: 3S2P

Sử dụng sáu ô 1000 mAh theo cách sắp xếp 3S2P:

11.1V, 2000mAh

Năng lượng danh nghĩa:

11,1 V × 2 Ah = 22,2 Wh

Ứng dụng 3S điển hình

Gói 3S có thể được sử dụng trong:

• Thiết bị công nghiệp cầm tay;

• Robot;

• Thiết bị cầm tay có điện áp cao hơn;

• Hệ thống điện nhỏ gọn;

• Một số sản phẩm y tế hoặc theo dõi;

• thiết bị RC;

• Một số nền tảng máy bay không người lái.

Gói 3S yêu cầu bộ sạc và hệ thống bảo vệ được thiết kế cho dải điện áp 3S. Không nên sạc bằng bộ sạc một cell hoặc 2S.

của ZERNE Trang gói pin lithium 11.1V cung cấp các ví dụ về cấu hình gói pin LiPo 3S.

5. Bộ pin LiPo 4S là gì?

Một bộ pin LiPo 4S chứa bốn nhóm tế bào được kết nối nối tiếp.

Các giá trị điển hình là:

• Điện áp danh định: khoảng 14,8 V;

• Điện áp sạc đầy: khoảng 16,8 V;

• Công suất: được xác định bởi công suất của từng nhóm song song.

Ví dụ: 4S1P

Sử dụng nối tiếp bốn ô 1000 mAh:

14,8V, 1000mAh

Năng lượng danh nghĩa:

14,8 V × 1 Ah = 14,8 Wh

Ví dụ: 4S2P

Sử dụng tám ô 1000 mAh theo cách sắp xếp 4S2P:

14,8V, 2000mAh

Năng lượng danh nghĩa:

14,8 V × 2 Ah = 29,6 Wh

Ứng dụng 4S điển hình

Gói 4S có thể được xem xét cho:

• Thiết bị di động có điện áp cao hơn;

• Robot;

• Dụng cụ công nghiệp;

• Điện tử chuyên nghiệp;

• Hệ thống RC sử dụng nhiều điện năng;

• Một số nền tảng máy bay không người lái;

• Hệ thống năng lượng nhỏ gọn.

của ZERNE Trang gói pin lithium 14,8V cung cấp các ví dụ về sản phẩm cho gói pin LiPo 4S.

6. So sánh điện áp 1S, 2S, 3S và 4S

Thiết bị phải tương thích với cả điện áp danh định và điện áp sạc đầy.

Ví dụ: một thiết bị được thiết kế cho pin danh nghĩa 7,4 V có thể cần phải chịu được điện áp được sạc đầy khoảng 8,4 V. Tất cả mạch đầu vào, bộ điều khiển động cơ, bộ sạc và bộ điều chỉnh điện áp đều phải được đánh giá.

Để so sánh thực tế các gói 7,4 V, 11,1 V và 14,8 V, hãy xem Bộ pin 7.4V so với 11.1V so với 14.8V.

7. Xếp hạng S cao hơn có nghĩa là công suất cao hơn không?

KHÔNG.

Xếp hạng S cho biết số lượng nhóm ô được kết nối nối tiếp. Nó chủ yếu ảnh hưởng đến điện áp.

Công suất phụ thuộc vào số lượng cell hoặc nhóm cell được kết nối song song.

Sử dụng cell 1000 mAh:

Xếp hạng S cao hơn có thể làm tăng tổng năng lượng vì năng lượng bằng điện áp nhân với công suất amp-giờ. Tuy nhiên, nó không tự động tăng chỉ số mAh.

8. Xếp hạng S ảnh hưởng đến thời gian chạy như thế nào?

Thời gian chạy phụ thuộc vào tổng năng lượng sử dụng được và công suất của thiết bị, không chỉ phụ thuộc vào xếp hạng S.

Công thức năng lượng cơ bản là:

Năng lượng (Wh) = Điện áp (V) × Công suất (Ah)

Ví dụ:

• 2S1P: 7,4 V, 1000 mAh = 7,4 Wh;

• 1S2P: 3,7 V, 2000 mAh = 7,4 Wh.

Hai cấu hình này có năng lượng danh định xấp xỉ như nhau khi chúng sử dụng cùng số lượng tế bào giống hệt nhau. Tuy nhiên, chúng không thể thay thế cho nhau vì điện áp của chúng khác nhau.

Thời gian chạy cũng phụ thuộc vào:

• Nguồn điện của thiết bị;

• Hiệu suất chuyển đổi;

• cắt BMS;

• Nhiệt độ;

• Nhu cầu hiện tại;

• Lão hóa pin;

• Hồ sơ điều hành.

Để biết phương pháp tính toán chi tiết, xem Cách tính thời gian chạy cho bộ pin lithium.

9. Sạc pin LiPo 1S, 2S, 3S và 4S

Mỗi xếp hạng S yêu cầu một bộ sạc được thiết kế cho số dòng tương ứng.

Bộ sạc có điện áp không chính xác có thể dẫn đến:

• Sạc không đầy đủ;

• Sạc quá mức;

• Nhiệt độ quá cao;

• Hư hỏng pin;

• cắt bảo vệ;

• Rủi ro an toàn.

Các gói nhiều dòng cũng có thể yêu cầu cân bằng. Bộ sạc và BMS phải được chọn cùng với cấu hình ô.

Dòng sạc chính xác phụ thuộc vào thông số kỹ thuật và ứng dụng của tế bào. Nó không nên được chọn chỉ theo xếp hạng S.

10. Yêu cầu về BMS và Bảo vệ

Xếp hạng S cũng ảnh hưởng đến hệ thống bảo vệ.

Gói 1S

Gói 1S có thể sử dụng:

• PCM;

• IC bảo vệ;

• Bảo vệ quá tải;

• Bảo vệ quá tải;

• Bảo vệ quá dòng;

• Cảm biến nhiệt độ khi cần thiết.

Gói 2S, 3S và 4S

Gói nhiều dòng có thể yêu cầu:

• Giám sát điện áp nhóm nối tiếp riêng lẻ;

• Cân bằng tế bào;

• Bảo vệ quá tải;

• Bảo vệ quá tải;

• Bảo vệ quá dòng;

• Bảo vệ ngắn mạch;

• Giám sát nhiệt độ;

• Chức năng giao tiếp khi cần thiết.

Khi số lượng chuỗi tăng lên, BMS phải được thiết kế cho số lượng nhóm ô tương ứng.

BMS cũng phải phù hợp:

• Đóng gói hiện tại;

• Bộ sạc;

• Đầu nối;

• Giao diện thiết bị chủ;

• Không gian cơ học;

• Kiểm tra bắt buộc.

Thiết kế BMS chi tiết nằm ngoài phạm vi của bài viết này. Mối quan hệ thiết kế rộng hơn giữa BMS, điện áp, công suất và thời gian chạy được đề cập trong Thiết kế bộ pin Lithium-Ion: Điện áp, Công suất, BMS và Thời gian chạy.

11. Năng lực và nhóm song song

Xếp hạng S không xác định dung lượng pin hoàn chỉnh.

Đối với gói có nhóm song song:

Dung lượng gói = Dung lượng ô × Số lượng ô song song

Ví dụ: sử dụng ô 2500 mAh:

Đây là lý do tại sao yêu cầu OEM phải chỉ định cả hai:

• Số loạt;

• Số lượng song song hoặc công suất mục tiêu.

Chỉ nói 'pin 4S' không xác định được gói hoàn chỉnh.

12. Cách chọn Xếp hạng S phù hợp cho thiết bị OEM

Quá trình lựa chọn nên bắt đầu với các yêu cầu về điện áp của thiết bị.

Bước 1: Xác định điện áp thiết bị

Xác nhận:

• Điện áp đầu vào danh nghĩa;

• Điện áp đầu vào tối thiểu;

• Điện áp đầu vào tối đa;

• Dung sai sạc đầy;

• Dải điện áp động cơ hoặc bộ điều khiển;

• Phạm vi đầu vào của bộ chuyển đổi.

Bước 2: Chọn Số sê-ri

Ghép điện áp danh định yêu cầu với số lượng tế bào thích hợp.

Đối với pin LiPo 3,7 V thông thường:

• Hệ thống khoảng 3,7 V → 1S;

• Hệ thống khoảng 7,4 V → 2S;

• Hệ thống khoảng 11,1 V → 3S;

• Hệ thống khoảng 14,8 V → 4S.

Bước 3: Xác nhận năng lực

Sau khi chọn số lượng chuỗi, hãy xác định số lượng song song cần thiết hoặc dung lượng ô riêng lẻ để đạt được thời gian chạy mục tiêu.

Bước 4: Kiểm tra hiện tại

Xác nhận rằng các ô, BMS, hệ thống dây điện và đầu nối đã chọn có thể hỗ trợ dòng điện liên tục và dòng điện cực đại.

Bước 5: Kiểm tra bộ sạc và BMS

Bộ sạc và hệ thống bảo vệ phải phù hợp với xếp hạng S đã chọn.

Bước 6: Kiểm tra tích hợp cơ học

Xác nhận rằng số lượng ô và bố cục đã chọn phù hợp với vỏ thiết bị.

13. Gói LiPo 1S–4S trong ứng dụng Drone

Các gói LiPo 1S, 2S, 3S và 4S cũng được sử dụng trong các ứng dụng máy bay không người lái và RC khác nhau. Tuy nhiên, việc lựa chọn máy bay không người lái phụ thuộc nhiều vào điện áp.

Các yếu tố liên quan bao gồm:

• Khả năng tương thích động cơ và ESC;

• Cấu hình cánh quạt;

• Nhu cầu hiện tại;

• Trọng lượng pin;

• xếp hạng C;

• Hồ sơ chuyến bay;

• Đầu nối;

• Thời gian bay cần thiết.

Để biết so sánh dành riêng cho máy bay không người lái liên quan đến cấu hình 3S, 4S và 6S, hãy xem Pin LiPo 3S so với 4S so với 6S: Cấu hình máy bay không người lái nào phù hợp?.

Bài viết này tập trung vào ý nghĩa chung của cấu hình 1S–4S đối với thiết kế bộ pin LiPo có thể sạc lại hơn là lựa chọn hiệu suất của máy bay không người lái.

14. Các lỗi thường gặp của bộ pin LiPo 1S–4S

Sai lầm 1: Coi điện áp danh định là điện áp sạc đầy

Bộ 3,7 V có thể đạt xấp xỉ 4,2 V khi được sạc đầy. Thiết bị phải chịu được toàn bộ dải điện áp.

Sai lầm 2: Cho rằng 4S luôn tốt hơn 2S

Xếp hạng S cao hơn chỉ phù hợp khi thiết bị được thiết kế cho điện áp cao hơn.

Sai lầm 3: Sử dụng sai bộ sạc

Bộ sạc phải phù hợp với số dòng và điện áp sạc.

Sai lầm 4: Bỏ qua năng lực

Xếp hạng S không xác định dung lượng mAh. Số lượng song song và dung lượng ô cũng phải được chỉ định.

Sai lầm 5: Bỏ qua việc cân bằng

Các gói LiPo nhiều dòng có thể yêu cầu cân bằng tế bào và bảo vệ BMS thích hợp.

Sai lầm 6: Chỉ so sánh các gói bằng điện áp

Cả gói 2S1P và 2S2P đều có thể là 7,4 V nhưng có công suất, thời gian chạy, công suất hiện tại, kích thước và trọng lượng khác nhau.

Sai lầm 7: Sao chép cấu hình pin Drone sang thiết bị khác

Cấu hình phù hợp với máy bay không người lái có thể không phù hợp với thiết bị y tế, sản phẩm IoT hoặc công cụ công nghiệp. Thiết bị chủ phải xác định thiết kế pin cuối cùng.

15. Danh sách kiểm tra lựa chọn 1S, 2S, 3S và 4S

Trước khi phê duyệt bộ pin LiPo, hãy xác nhận:

• Điện áp danh định yêu cầu;

• Điện áp đầu vào thiết bị tối thiểu;

• Điện áp đầu vào thiết bị tối đa;

• Khả năng tương thích điện áp sạc đầy;

• xếp hạng S;

• Số lượng song song;

• Công suất mục tiêu;

• Dòng điện liên tục;

• Dòng điện cực đại;

• Điện áp sạc;

• Dòng sạc;

• Yêu cầu PCM hoặc BMS;

• Yêu cầu cân bằng tế bào;

• Đầu nối và cáp;

• Không gian lắp đặt có sẵn;

• Giới hạn trọng lượng;

• Nhiệt độ hoạt động;

• Mục tiêu thời gian chạy;

• Yêu cầu kiểm tra.

Câu hỏi thường gặp

1S có nghĩa là gì trên pin LiPo?

1S có nghĩa là gói chứa một nhóm tế bào LiPo được kết nối nối tiếp. Pin LiPo 1S thông thường có điện áp danh định khoảng 3,7 V và điện áp sạc đầy 4,2 V.

Điện áp của pin LiPo 2S là bao nhiêu?

Pin LiPo 2S thông thường có điện áp danh định khoảng 7,4 V và điện áp sạc đầy 8,4 V.

Điện áp của pin LiPo 3S là bao nhiêu?

Pin LiPo 3S thông thường có điện áp danh định khoảng 11,1 V và điện áp sạc đầy 12,6 V.

Điện áp của pin LiPo 4S là bao nhiêu?

Pin LiPo 4S thông thường có điện áp danh định khoảng 14,8 V và điện áp sạc đầy 16,8 V.

4S có nghĩa là pin có dung lượng gấp 4 lần 1S?

Số 4S biểu thị bốn nhóm tế bào nối tiếp và chủ yếu mô tả điện áp. Công suất phụ thuộc vào dung lượng cell và cấu hình song song.

Tôi có thể sử dụng bộ sạc 2S cho pin LiPo 3S không?

Không. Gói 3S yêu cầu bộ sạc được thiết kế cho điện áp sạc 3S. Sử dụng sai bộ sạc có thể gây ra tình trạng sạc không đầy, hư hỏng hoặc rủi ro về an toàn.

Pin 2S có luôn tồn tại lâu hơn pin 1S không?

Không nhất thiết phải như vậy. Thời gian chạy phụ thuộc vào tổng năng lượng, công suất thiết bị, hiệu suất, công suất và điều kiện vận hành. Gói 1S2P và gói 2S1P có thể có năng lượng danh nghĩa tương tự nhau trong khi sử dụng cùng số lượng ô.

Xếp hạng S cao hơn có tốt hơn cho thiết bị OEM không?

Chỉ khi thiết bị chủ, bộ sạc, BMS, hệ thống dây điện và quản lý nguồn hỗ trợ điện áp cao hơn. Xếp hạng S chính xác được xác định theo yêu cầu của thiết bị.

Phần kết luận

1S, 2S, 3S và 4S mô tả số lượng nhóm tế bào LiPo được kết nối nối tiếp.

Sử dụng pin LiPo danh nghĩa 3,7 V phổ biến:

• 1S = 3,7 V danh định;

• 2S = 7,4 V danh nghĩa;

• 3S = 11,1 V danh nghĩa;

• 4S = 14,8 V danh nghĩa.

Điện áp sạc đầy điển hình là:

• 1S = 4,2V;

• 2S = 8,4V;

• 3S = 12,6V;

• 4S = 16,8 V.

Cấu hình chính xác phụ thuộc vào dải điện áp, công suất yêu cầu, nhu cầu hiện tại, hệ thống sạc, BMS, không gian cơ học và mục tiêu thời gian chạy của thiết bị.

Nếu bạn đang phát triển bộ pin LiPo có thể sạc lại, hãy chia sẻ ứng dụng, điện áp, công suất, nhu cầu hiện tại, kích thước sẵn có, yêu cầu về đầu nối và khối lượng sản xuất dự kiến ​​với nhóm kỹ thuật ZERNE. ZERNE cung cấp các giải pháp gói pin lithium tùy chỉnh cho các dự án OEM và ODM và có thể giúp xác định cấu hình 1S, 2S, 3S hoặc 4S thích hợp.