Bộ pin 7.4V so với 11.1V so với 14.8V

Bộ pin 7.4V, 11.1V và 14.8V là nền tảng điện áp phổ biến cho hệ thống pin lithium-ion và lithium-polymer có thể sạc lại.

Chúng thường được sử dụng trong:

• Thiết bị điện tử cầm tay

• Thiết bị cầm tay công nghiệp

• Thiết bị y tế

• Người máy

• thiết bị RC

• Hệ thống máy bay không người lái

• Dụng cụ điện

• Giám sát sản phẩm

• Hệ thống năng lượng nhỏ gọn

Các giá trị điện áp này thường tương ứng với số lượng ô khác nhau được mắc nối tiếp:

• 7.4V = 2S

• 11.1V = 3S

• 14,8V = 4S

Sử dụng pin lithium tiêu chuẩn có điện áp danh định khoảng 3,7V, ba cấu hình này cung cấp các dải điện áp hoạt động, mức năng lượng và yêu cầu sạc khác nhau.

Tuy nhiên, việc lựa chọn bộ pin không nên bắt đầu bằng câu hỏi 'Điện áp nào mạnh hơn?' Việc lựa chọn đúng còn phụ thuộc vào thiết bị chủ và hệ thống điện hoàn chỉnh.

Trả lời nhanh: Sự khác biệt là gì?

Sự khác biệt chính là:

• Điện áp cao hơn với nhiều ô nối tiếp hơn;

• Yêu cầu bộ sạc khác nhau;

• Yêu cầu BMS khác nhau;

• Nhu cầu hiện tại khác nhau cho cùng một công suất;

• Năng lượng khác nhau khi công suất như nhau;

• Khả năng tương thích khác nhau với thiết bị chủ.

Pin 14,8V không tự động tốt hơn pin 7,4V. Nó chỉ phù hợp khi thiết bị và hệ thống điện được thiết kế cho dải điện áp đó.

1. Tại sao 7.4V, 11.1V và 14.8V Tương ứng với 2S, 3S và 4S

Giá trị 'S' biểu thị số lượng ô hoặc nhóm ô được kết nối thành chuỗi.

Đối với các ô danh định 3,7V tiêu chuẩn:

Điện áp gói = Điện áp danh định của ô × Số sê-ri

Vì thế:

• 3,7V × 2 = 7,4V;

• 3,7V × 3 = 11,1V;

• 3,7V × 4 = 14,8V.

Điện áp sạc đầy tương ứng thường dựa trên khoảng 4,2V trên mỗi ô:

• 4,2V × 2 = 8,4V;

• 4,2V × 3 = 12,6V;

• 4,2V × 4 = 16,8V.

Đây là các giá trị tham chiếu phổ biến cho pin LiPo và pin lithium-ion có thể sạc lại tiêu chuẩn. Thông số kỹ thuật thực tế của pin phải luôn tuân theo mẫu pin đã chọn và bảng dữ liệu của nhà sản xuất.

Để có giải thích đầy đủ về cấu hình 1S, 2S, 3S và 4S, hãy xem Giải thích về gói pin LiPo 1S, 2S, 3S và 4S.

2. Bộ pin 7.4V

Bộ pin 7.4V thường có cấu hình 2S.

Đặc tính điện cơ bản

Một gói 7.4V tiêu chuẩn thường có:

• Điện áp danh định: 7,4V;

• Điện áp sạc đầy: 8,4V;

• Hai nhóm tế bào nối tiếp;

• Công suất được xác định bởi từng ô riêng lẻ hoặc cấu hình song song.

Ví dụ: Gói 7.4V, 2000mAh

Gói 2S1P sử dụng hai pin 1000mAh cung cấp khoảng:

• Điện áp danh định: 7,4V;

• Dung lượng: 1000mAh;

• Năng lượng danh định: 7,4Wh.

Gói 2S2P sử dụng bốn ô 1000mAh cung cấp khoảng:

• Điện áp danh định: 7,4V;

• Dung lượng: 2000mAh;

• Năng lượng danh định: 14,8Wh.

Điện áp vẫn ở nền tảng 7.4V, trong khi số đếm song song thay đổi công suất và khả năng dòng điện.

Khi nào gói 7.4V phù hợp?

Gói 7.4V có thể phù hợp khi:

• Thiết bị được thiết kế cho dải điện áp 2S;

• Sản phẩm sử dụng hệ thống điện trung thế;

• Sự sắp xếp dòng hai ô nhỏ gọn phù hợp với thiết bị;

• Công suất cần thiết có thể được cung cấp ở mức hiện tại;

• Bộ sạc và BMS hỗ trợ hoạt động 2S.

của ZERNE Trang gói pin lithium 7.4V cung cấp các ví dụ về các gói pin có dung lượng và kích thước vật lý khác nhau.

3. Bộ pin 11.1V

Bộ pin 11,1V thường có cấu hình 3S.

Đặc tính điện cơ bản

Một gói 11.1V tiêu chuẩn thường có:

• Điện áp danh định: 11,1V;

• Điện áp sạc đầy: 12,6V;

• Ba nhóm tế bào nối tiếp;

• Công suất được xác định bởi từng ô riêng lẻ hoặc cấu hình song song.

Ví dụ: Gói 11.1V, 2000mAh

Gói 3S1P sử dụng ba ô 2000mAh cung cấp khoảng:

• Điện áp danh định: 11,1V;

• Dung lượng: 2000mAh;

• Năng lượng danh định: 22,2Wh.

Một gói 3S2P sử dụng sáu ô 2000mAh cung cấp khoảng:

• Điện áp danh định: 11,1V;

• Dung lượng: 4000mAh;

• Năng lượng danh nghĩa: 44,4Wh.

Khi nào gói 11.1V phù hợp?

Một gói 11.1V có thể được xem xét khi:

• Thiết bị sử dụng nền điện áp 3S;

• Hệ thống điện yêu cầu điện áp cao hơn 7,4V;

• Thiết bị được hưởng lợi từ dòng điện thấp hơn ở cùng công suất;

• Không gian sẵn có có thể chứa ba nhóm tế bào;

• Bộ sạc và BMS hỗ trợ hoạt động 3S.

của ZERNE Trang gói pin lithium 11.1V cung cấp các ví dụ ở cấp độ sản phẩm về cấu hình gói pin 3S.

4. Bộ pin 14,8V

Bộ pin 14,8V thường có cấu hình 4S.

Đặc tính điện cơ bản

Một gói 14,8V tiêu chuẩn thường có:

• Điện áp danh định: 14,8V;

• Điện áp sạc đầy: 16,8V;

• Bốn nhóm tế bào nối tiếp;

• Công suất được xác định bởi từng ô riêng lẻ hoặc cấu hình song song.

Ví dụ: Gói 14,8V, 2000mAh

Gói 4S1P sử dụng bốn ô 2000mAh cung cấp khoảng:

• Điện áp danh định: 14,8V;

• Dung lượng: 2000mAh;

• Năng lượng danh định: 29,6Wh.

Gói 4S2P sử dụng tám ô 2000mAh cung cấp khoảng:

• Điện áp danh định: 14,8V;

• Dung lượng: 4000mAh;

• Năng lượng danh định: 59,2Wh.

Khi nào gói 14,8V phù hợp?

Một gói 14,8V có thể được xem xét khi:

• Thiết bị được thiết kế cho đầu vào 4S;

• Hệ thống điện yêu cầu điện áp cao hơn;

• Thiết bị cần dòng điện thấp hơn ở mức công suất xác định;

• Kích thước và trọng lượng gói hàng có thể chấp nhận được;

• Bộ sạc và BMS hỗ trợ dải điện áp 4S.

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

5. So sánh điện áp ở cùng công suất

Để so sánh công bằng giữa ba nền tảng điện áp, giả sử rằng mỗi gói có cùng dung lượng 2000mAh hoặc 2Ah.

Các gói điện áp cao hơn chứa nhiều năng lượng danh nghĩa hơn khi công suất amp-giờ giống nhau.

Tuy nhiên, điều này không có nghĩa là gói điện áp cao hơn có thể được kết nối trực tiếp với bất kỳ thiết bị nào. Phạm vi đầu vào của thiết bị, bộ chuyển đổi, bộ sạc, BMS và bộ điều khiển động cơ đều phải hỗ trợ điện áp đã chọn.

6. Điện áp ảnh hưởng đến dòng điện như thế nào

Đối với một mức công suất nhất định:

Dòng điện = Công suất -> Điện áp

Giả sử một thiết bị cần nguồn điện 20W.

Điện áp cao hơn có thể làm giảm dòng điện cần thiết cho cùng một công suất. Điều này có thể ảnh hưởng đến:

• Kích thước dây;

• Đánh giá kết nối;

• đánh giá hiện tại của BMS;

• Tổn thất điện;

• sinh nhiệt;

• Thiết kế bộ chuyển đổi.

Tuy nhiên, lợi ích dòng điện thấp hơn chỉ có ý nghĩa nếu thiết bị điện tử được thiết kế cho điện áp cao hơn.

Pin 14,8V được kết nối với thiết bị được thiết kế cho 7,4V có thể làm hỏng mạch đầu vào mặc dù pin có cùng dung lượng.

7. Điện áp, công suất và thời gian chạy

Chỉ riêng điện áp không quyết định thời gian chạy.

Thời gian chạy phụ thuộc vào:

• Điện áp danh định;

• Công suất tính bằng Ah;

• Nguồn thiết bị;

• Năng lượng sử dụng được;

• Hiệu suất chuyển đổi;

• cắt BMS;

• Nhiệt độ;

• Hồ sơ điều hành.

Công thức năng lượng cơ bản là:

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

Ước tính thời gian chạy là:

Thời gian chạy = Năng lượng sử dụng được (Wh) ÷ Công suất trung bình của thiết bị (W)

Ví dụ: nếu một thiết bị tiêu thụ 10W:

• Gói 7,4V, 2Ah = năng lượng danh định 14,8Wh;

• gói 11,1V, 2Ah = năng lượng danh định 22,2Wh;

• Gói 14,8V, 2Ah = năng lượng danh nghĩa 29,6Wh.

Trong ví dụ này, gói 14,8V có nhiều năng lượng danh định hơn, nhưng thời gian chạy cuối cùng phụ thuộc vào công suất sử dụng và hiệu suất hệ thống.

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

8. Yêu cầu về bộ sạc

Bộ sạc phải phù hợp với điện áp của bộ pin.

Sử dụng sai bộ sạc có thể dẫn đến:

• Sạc dưới mức;

• Sạc quá mức;

• Nhiệt độ quá cao;

• cắt bảo vệ;

• Mất cân bằng tế bào;

• Hư hỏng pin;

• Rủi ro an toàn.

Dòng sạc cũng phải tương thích với:

• đặc điểm tế bào;

• Dung lượng gói;

• BMS;

• Điều kiện nhiệt độ;

• Thời gian sạc cần thiết.

Bộ sạc phải được đánh giá cùng với pin và BMS thay vì chọn riêng.

9. Yêu cầu BMS đối với các gói 7.4V, 11.1V và 14.8V

Số lượng chuỗi ảnh hưởng đến thiết kế BMS.

Gói 7.4V

Gói 7.4V thường yêu cầu cấu trúc cân bằng và bảo vệ 2S khi nó chứa hai nhóm ô nối tiếp.

Gói 11.1V

Gói 11.1V thường yêu cầu BMS 3S hoặc thiết kế bảo vệ giám sát ba nhóm nối tiếp.

Gói 14,8V

Gói 14,8V thường yêu cầu BMS 4S hoặc thiết kế bảo vệ giám sát bốn nhóm chuỗi.

BMS có thể cần cung cấp:

• Giám sát điện áp di động;

• 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.

BMS phải phù hợp với cấu hình gói thực tế. Không nên sử dụng BMS 2S cho gói 3S hoặc 4S.

10. Cân nhắc về cơ học và trọng lượng

Việc chuyển từ 7,4V sang 11,1V hoặc 14,8V thường làm tăng số lượng nhóm ô nối tiếp. Điều này có thể ảnh hưởng đến:

• Chiều dài gói;

• Chiều rộng gói;

• Độ dày gói;

• Sắp xếp tế bào;

• Định tuyến cáp;

• vị trí BMS;

• Cân nặng;

• Yêu cầu về nhà ở;

• Tản nhiệt.

Do đó, nền điện áp phải được chọn cùng với không gian lắp đặt sẵn có.

Bộ 14,8V có thể cung cấp nhiều năng lượng hơn ở cùng mức Ah, nhưng nó cũng có thể yêu cầu nhiều ô hơn, vỏ bọc lớn hơn hoặc bố cục gói khác.

Để biết tiêu chí thiết kế bộ pin rộng hơn, hãy xem Thiết kế bộ pin Lithium-Ion: Điện áp, Công suất, BMS và Thời gian chạy.

11. Ví dụ lựa chọn OEM thực tế

Ví dụ 1: Thiết bị được thiết kế cho 7.4V

Giả sử một sản phẩm OEM yêu cầu:

• Điện áp đầu vào danh định: khoảng 7,4V;

• Dung lượng mục tiêu: 3000mAh;

• Dòng điện vừa phải;

• Ngăn chứa pin nhỏ gọn.

Cấu hình sơ bộ phù hợp có thể là:

2S2P sử dụng hai nhóm cell 1500mAh song song

Thiết bị cần được kiểm tra:

• Đầu vào sạc đầy 8.4V;

• BMS 2S;

• sạc 2S;

• Năng lực hiện tại;

• Kích thước gói;

• Thời gian chạy bắt buộc.

Ví dụ 2: Thiết bị được thiết kế cho 11.1V

Giả sử một thiết bị công nghiệp yêu cầu:

• Điện áp đầu vào danh định: khoảng 11,1V;

• Dung lượng mục tiêu: 4000mAh;

• Nguồn điện ổn định cho chu kỳ hoạt động liên tục.

Cấu hình sơ bộ có thể là:

3S2P sử dụng hai nhóm cell 2000mAh song song

Hệ thống ắc quy cần được kiểm tra:

• Điện áp sạc đầy 12,6V;

• BMS 3S;

• Bộ sạc phù hợp;

• Cân bằng tế bào;

• Dòng điện cực đại;

• Bảo vệ nhiệt và cơ khí.

Ví dụ 3: Thiết bị được thiết kế cho 14,8V

Giả sử một thiết bị có công suất cao hơn yêu cầu:

• Điện áp đầu vào danh định: khoảng 14,8V;

• Dung lượng mục tiêu: 4000mAh;

• Dòng điện thấp hơn ở cùng công suất;

• Ngăn chứa pin có sẵn lớn hơn.

Cấu hình sơ bộ có thể là:

4S2P sử dụng hai nhóm cell 2000mAh song song

Nhóm thiết kế cần xác nhận:

• Khả năng tương thích sạc đầy 16,8V;

• BMS 4S;

• Điện áp sạc;

• Cách điện mạch đầu vào;

• Đánh giá đầu nối và cáp;

• Trọng lượng gói và lắp đặt.

12. Điện áp nào là tốt nhất cho thiết bị OEM?

Không có điện áp tốt nhất phổ quát.

Chọn 7.4V Khi:

• Thiết bị được thiết kế cho đầu vào 2S;

• Cần có bệ ắc quy trung thế;

• Cấu trúc hai ô nhỏ gọn là phù hợp;

• Nhu cầu điện năng có thể được hỗ trợ trong giới hạn hiện tại.

Chọn 11.1V Khi:

• Thiết bị được thiết kế cho đầu vào 3S;

• Cần nhiều điện áp hơn mức nền tảng 7.4V cung cấp;

• Dòng điện thấp hơn có lợi;

• Các thiết bị điện tử và bộ sạc hỗ trợ hoạt động 3S.

Chọn 14,8V Khi:

• Thiết bị được thiết kế cho đầu vào 4S;

• Hệ thống điện yêu cầu điện áp cao hơn;

• Dòng điện thấp hơn rất hữu ích cho ứng dụng;

• Sản phẩm có thể đáp ứng được hệ thống điện và cơ khí lớn hơn.

Lựa chọn đúng phải luôn bắt đầu bằng thông số kỹ thuật của thiết bị thay vì danh sách điện áp có sẵn của nhà sản xuất pin.

13. Những lỗi lựa chọn điện áp thường gặp

Sai lầm 1: Chọn điện áp cao nhất

Điện áp cao hơn không tự động tốt hơn. Nó có thể vượt quá định mức đầu vào tối đa của thiết bị.

Sai lầm 2: Bỏ qua điện áp sạc đầy

Một gói 7.4V có thể đạt xấp xỉ 8.4V. Một gói 14,8V có thể đạt khoảng 16,8V.

Sai lầm 3: Chỉ so sánh điện áp danh định

Thiết bị phải tương thích với toàn bộ dải điện áp hoạt động.

Sai lầm 4: Sử dụng sai bộ sạc

Bộ sạc phải phù hợp với cấu hình 2S, 3S hoặc 4S.

Sai lầm 5: Bỏ qua các yêu cầu của BMS

BMS phải phù hợp với số lượng sê-ri và nhu cầu hiện tại.

Sai lầm 6: Giả sử cùng một mAh có nghĩa là cùng thời gian chạy

Gói điện áp cao hơn có cùng mức định mức Ah có nhiều năng lượng danh nghĩa hơn, nhưng công suất thiết bị và hiệu suất của bộ chuyển đổi vẫn quyết định thời gian chạy.

Sai lầm 7: Sao chép cấu hình từ thiết bị khác

Nên chọn gói 7.4V, 11.1V hoặc 14.8V dựa trên thiết bị chủ cụ thể, không chỉ trên một sản phẩm tương tự.

14. Danh sách kiểm tra so sánh điện áp

Trước khi chọn bộ pin, hãy xác nhận:

• Điện áp danh định của thiết bị;

• Điện áp thiết bị tối thiểu;

• Điện áp thiết bị tối đa;

• Dung sai điện áp sạc đầy;

• Dung lượng pin cần thiết;

• Dòng điện liên tục;

• Dòng điện cực đại;

• Thời gian chạy mục tiêu;

• Điện áp sạc;

• Dòng sạc;

• Số lượng loạt BMS;

• Yêu cầu cân bằng tế bào;

• Đánh giá kết nối;

• Kích thước cáp;

• Kích thước gói;

• Giới hạn trọng lượng;

• Nhiệt độ hoạt động;

• Yêu cầu kiểm tra;

• Khối lượng sản xuất dự kiến.

Câu hỏi thường gặp

Sự khác biệt giữa bộ pin 7.4V và 11.1V là gì?

Gói 7.4V thường có cấu hình 2S, trong khi gói 11.1V thường có cấu hình 3S. Gói 11.1V có điện áp danh định và điện áp sạc đầy cao hơn.

Sự khác biệt giữa bộ pin 11.1V và 14.8V là gì?

Gói 11,1V thường là 3S, trong khi gói 14,8V thường là 4S. Gói 14,8V yêu cầu bộ sạc điện áp cao hơn và BMS được thiết kế cho bốn nhóm pin nối tiếp.

Bộ pin 14,8V có mạnh hơn bộ pin 7,4V không?

Không nhất thiết phải như vậy. Bộ 14,8V có thể cung cấp nhiều điện năng hơn nếu thiết bị được thiết kế cho nó, nhưng kết quả hoàn chỉnh phụ thuộc vào công suất, công suất dòng điện, thông số kỹ thuật của pin và thiết kế hệ thống.

Tôi có thể sử dụng pin 14,8V trên thiết bị 7,4V không?

Thông thường là không trừ khi thiết bị có bộ chuyển đổi điện áp phù hợp và được thiết kế đặc biệt để chấp nhận điện áp đầu vào cao hơn. Nhà sản xuất thiết bị hoặc kỹ sư pin nên xác nhận tính tương thích.

Bộ pin 7.4V cần có bộ sạc nào?

Bộ pin LiPo 7.4V tiêu chuẩn thường yêu cầu bộ sạc 2S với điện áp sạc đầy khoảng 8,4V.

Cái nào có thời gian chạy dài hơn: 7.4V, 11.1V hay 14.8V?

Thời gian chạy không thể được xác định chỉ bằng điện áp. Nó phụ thuộc vào số giờ watt, công suất sử dụng, công suất thiết bị, hiệu suất chuyển đổi, mức cắt BMS và điều kiện vận hành.

Bộ pin 7.4V, 11.1V và 14.8V có phù hợp với sản phẩm OEM không?

Có, chúng có thể được sử dụng cho các sản phẩm OEM khi điện áp, dòng điện, công suất, bộ sạc, BMS, kích thước và yêu cầu kiểm tra phù hợp với thiết bị chủ.

Phần kết luận

Các bộ pin 7.4V, 11.1V và 14.8V thường dựa trên:

• 7,4V = 2S;

• 11,1V = 3S;

• 14,8V = 4S.

Điện áp sạc đầy phổ biến của chúng là:

• gói 7,4V = 8,4V;

• gói 11,1V = 12,6V;

• Gói 14,8V = 16,8V.

Bộ pin phù hợp phụ thuộc vào dải điện áp, nhu cầu điện năng, công suất, thời gian chạy, bộ sạc, BMS, đầu nối, kích thước và môi trường hoạt động của thiết bị OEM.

Bộ pin 14,8V không tự động tốt hơn bộ pin 7,4V hoặc 11,1V. Điện áp phù hợp là điện áp phù hợp với hệ thống điện hoàn chỉnh của sản phẩm.

Nếu bạn đang chọn bộ pin 7.4V, 11.1V hoặc 14.8V cho thiết bị OEM, hãy chia sẻ ứng dụng, điện áp, công suất, nhu cầu hiện tại, kích thước, đầu nối và số lượng dự kiến ​​với nhóm kỹ thuật ZERNE. ZERNE cung cấp các giải pháp gói pin lithium tùy chỉnh và có thể giúp đánh giá nền tảng điện áp phù hợp cho sản phẩm của bạn.