Lượt xem: 0 Tác giả: Nhóm nội dung kỹ thuật pin ZERNE Thời gian xuất bản: 15-07-2026 Nguồn gốc: Địa điểm
Pin 18650 có thể được kết nối nối tiếp, song song hoặc kết hợp cả hai để đạt được điện áp, công suất và dòng điện cần thiết.
Kết nối nối tiếp làm tăng điện áp của bộ pin. Kết nối song song làm tăng công suất và khả năng dòng điện lý thuyết. Ví dụ:
3S1P có nghĩa là ba ô 18650 được kết nối nối tiếp.
2P có nghĩa là hai ô được kết nối song song trong mỗi nhóm.
3S2P có nghĩa là ba nhóm chuỗi có hai ô song song trong mỗi nhóm.
4S2P có nghĩa là bốn nhóm chuỗi với hai ô song song trong mỗi nhóm.
Tổng số ô được tính như sau:
Tổng số ô = Số lượng chuỗi × Số lượng song song
Do đó, bộ pin 3S2P chứa sáu ô, trong khi bộ pin 4S2P chứa tám ô.
Cấu trúc kết nối phải được lựa chọn theo yêu cầu về điện áp, công suất, dòng điện, kích thước và bảo vệ của thiết bị. Hầu hết các bộ pin lithium-ion có thể sạc lại cũng cần có BMS phù hợp.
Trong kết nối nối tiếp, cực dương của một ô được kết nối với cực âm của ô tiếp theo.
Điện áp của mỗi ô cộng lại với nhau, trong khi công suất ampe giờ vẫn xấp xỉ bằng một ô hoặc một nhóm song song.
Đối với các tế bào 3.7V, 3000mAh giống hệt nhau:
1S1P: 3.7V, 3Ah
2S1P: 7.4V, 3Ah
3S1P: 11.1V, 3Ah
4S1P: 14.8V, 3Ah
Số sê-ri được chọn theo dải điện áp yêu cầu của thiết bị.
Trong kết nối song song, các cực dương được kết nối với nhau và các cực âm được kết nối với nhau.
Điện áp vẫn xấp xỉ bằng một ô, trong khi công suất tăng lên.
Sử dụng pin 3,7V, 3000mAh giống hệt nhau:
1S1P: 3.7V, 3Ah
1S2P: 3.7V, 6Ah
1S3P: 3.7V, 9Ah
Số lượng song song được chọn theo công suất, thời gian chạy và khả năng hiện tại cần thiết.
Hầu hết các bộ pin thực tế đều yêu cầu cả điện áp cụ thể và đủ dung lượng. Cấu hình song song nối tiếp kết hợp hai phương thức kết nối.
Ví dụ: gói 3S2P:
Sử dụng ba nhóm loạt
Sử dụng hai ô song song trong mỗi nhóm
Tổng cộng có sáu ô
Cung cấp khoảng gấp đôi công suất của gói 3S1P
Duy trì cùng loại điện áp danh định như gói 3S1P
Chữ 'S' có nghĩa là số lượng nhóm ô được kết nối thành chuỗi.
Gói 1S chứa một nhóm chuỗi.
Nó có thể chứa:
1S1P: một ô
1S2P: hai ô song song
1S3P: ba ô song song
Điện áp danh định vẫn gần với điện áp của một tế bào. Việc thêm các ô song song sẽ tăng công suất mà không làm thay đổi điện áp danh định.
Một gói 2S chứa hai nhóm chuỗi.
Với pin lithium-ion 3,7V tiêu chuẩn, điện áp danh định là khoảng 7,4V. Điện áp sạc đầy phụ thuộc vào thông số kỹ thuật của tế bào và hệ thống sạc.
Cấu hình 2S có thể được sử dụng trong thiết bị cầm tay nhỏ gọn, sản phẩm cầm tay và bộ pin nhỏ yêu cầu điện áp cao hơn mức mà một tế bào có thể cung cấp.
Một gói 3S chứa ba nhóm chuỗi.
Sử dụng pin 3,7V tiêu chuẩn, điện áp danh định xấp xỉ 11,1V. Cấu trúc 3S thường được sử dụng trong các bộ pin lithium-ion loại 12V. các Ví dụ về bộ pin 12V 18650 cho thấy cấu hình 3S chuyển thành số lượng tế bào, điện áp và dung lượng như thế nào.
Đối với một ví dụ ngắn gọn:
3S1P = ba ô
3S2P = sáu ô
3S3P = chín ô
các Hướng dẫn về điện áp pin 18650 giải thích cách thay đổi điện áp danh định, điện áp sạc đầy và điện áp cắt theo số lượng sê-ri.
Một gói 4S chứa bốn nhóm chuỗi.
Sử dụng cell 3,7V, điện áp danh định xấp xỉ 14,8V. Nó thường được coi là gói điện áp cao hơn gói 3S loại 12V tiêu chuẩn.
Cấu hình 4S có thể được sử dụng khi thiết bị, bộ sạc và hệ thống bảo vệ đều được thiết kế cho dải điện áp đó.
Chữ 'P' có nghĩa là số lượng ô được kết nối song song trong mỗi nhóm chuỗi.
Cấu hình 1P có một ô trong mỗi nhóm song song.
Ví dụ:
1S1P: một ô
3S1P: ba ô
4S1P: bốn ô
Dung lượng của mỗi nhóm chuỗi bằng dung lượng của một ô.
Cấu hình 2P có hai ô được kết nối song song trong mỗi nhóm.
Ví dụ:
1S2P: hai ô
3S2P: sáu ô
4S2P: tám ô
Dung lượng của mỗi nhóm song song xấp xỉ gấp đôi dung lượng của một ô.
Cấu hình 3P có ba ô song song trong mỗi nhóm.
Ví dụ:
1S3P: ba ô
3S3P: chín ô
4S3P: mười hai ô
Số lượng song song cao hơn thường cung cấp dung lượng và khả năng dòng điện lớn hơn, nhưng nó cũng làm tăng kích thước, trọng lượng, chi phí và yêu cầu quản lý nhiệt của bộ pin. Có thể ước tính ảnh hưởng của việc đếm song song đến dung lượng gói, năng lượng và thời gian chạy bằng Dung lượng pin 18650 và tính toán thời gian chạy.
Công thức điện áp cơ bản là:
Điện áp danh định của gói = Điện áp danh định của ô × Số lượng sê-ri
Sử dụng tế bào 3,7V:
Cấu hình |
Tính toán |
Điện áp danh định |
|---|---|---|
1S |
3,7V × 1 |
3.7V |
2S |
3,7V × 2 |
7.4V |
3S |
3,7V × 3 |
11.1V |
4S |
3,7V × 4 |
14,8V |
Phạm vi điện áp thực tế thay đổi trong quá trình sạc và xả. Điện áp danh định được sử dụng để tính toán bộ pin, trong khi điện áp sạc đầy và điện áp cắt phải phù hợp với pin và thiết bị đã chọn.
Khi chọn số lượng chuỗi, hãy kiểm tra:
Điện áp đầu vào của thiết bị cần thiết
Điện áp đầu vào tối đa cho phép
Điện áp hoạt động tối thiểu
Điện áp đầu ra của bộ sạc
Số lượng loạt BMS
Phạm vi đầu vào của bộ chuyển đổi DC-DC
Không nên chọn số lượng chuỗi chỉ vì gói được gắn nhãn '12V' hoặc '24V.'
Công thức công suất cơ bản là:
Dung lượng gói (Ah) = Dung lượng ô (Ah) × Số lượng song song
Sử dụng cell 3000mAh hoặc 3Ah:
Cấu hình |
Dung lượng tế bào |
Đếm song song |
Dung lượng gói |
3S1P |
3A |
1P |
3A |
3S2P |
3A |
2P |
6A |
3S3P |
3A |
3P |
9A |
4S2P |
3A |
2P |
6A |
Các ví dụ 3S2P và 4S2P có cùng công suất lý thuyết khi sử dụng cùng một ô, nhưng mức điện áp của chúng khác nhau vì số lượng chuỗi của chúng khác nhau.
Dung lượng phải được tính từ dung lượng pin thực tế thay vì dung lượng tối đa được in trên nhãn sản phẩm chung. Dung lượng tế bào có thể thay đổi tùy theo dòng phóng điện, nhiệt độ, điện áp cắt và điều kiện thử nghiệm.
Các tế bào song song cũng có thể tăng khả năng dòng điện theo lý thuyết của bộ pin.
Công thức đơn giản hóa là:
Khả năng dòng điện song song = Dòng điện liên tục của ô × Số lượng song song
Nếu một ô có mức phóng điện liên tục là 10A:
1P: khoảng 10A
2P: khoảng 20A
3P: khoảng 30A
Những con số này là ước tính lý thuyết. Khả năng hiện tại của gói thực tế có thể bị giới hạn bởi:
xếp hạng BMS
Dải niken hoặc thanh cái
Chất lượng mối hàn
Máy đo dây
Đánh giá kết nối
Nhiệt độ tế bào
Sức đề kháng nội tại của tế bào
Tản nhiệt bao vây
Dòng điện cực đại và dòng điện liên tục phải được tính riêng. Một tế bào hỗ trợ xung ngắn có thể không phù hợp để hoạt động liên tục ở cùng một dòng điện. Đối với thiết bị công suất cao, nên so sánh giới hạn dòng điện cực đại và liên tục của ô đã chọn bằng cách sử dụng Lựa chọn pin 18650 tiêu hao cao.
Gói 3S2P chứa sáu ô:
Ba nhóm loạt
Hai ô song song trong mỗi nhóm
Tổng số ô: 3 × 2 = 6
Sử dụng cell 3.7V, 3000mAh:
Điện áp danh định: khoảng 11,1V
Công suất: khoảng 6Ah
Năng lượng danh định: khoảng 66,6Wh
Gói 4S2P chứa 8 ô:
Bốn nhóm loạt
Hai ô song song trong mỗi nhóm
Tổng số ô: 4 × 2 = 8
Sử dụng các ô giống nhau:
Điện áp danh định: khoảng 14,8V
Công suất: khoảng 6Ah
Năng lượng danh định: khoảng 88,8Wh
Dung lượng giống nhau trong cả hai ví dụ vì cả hai đều sử dụng 2P. Năng lượng khác nhau vì gói 4S2P có điện áp danh định cao hơn.
Để so sánh nhanh chuỗi, song song, công suất và năng lượng, hãy sử dụng Máy tính bộ pin 18650.
Tổng số tế bào là:
Tổng số ô = Số lượng chuỗi × Số lượng song song
Ví dụ:
Cấu hình |
Tính toán |
Tổng số ô |
2S1P |
2 × 1 |
2 |
3S1P |
3 × 1 |
3 |
3S2P |
3 × 2 |
6 |
3S3P |
3 × 3 |
9 |
4S2P |
4 × 2 |
8 |
4S3P |
4 × 3 |
12 |
Công thức này cung cấp số lượng tế bào điện. Bộ pin vật lý có thể cần thêm dung lượng cho:
Người giữ tế bào
cách nhiệt
BMS
Cảm biến nhiệt độ
Dây điện
Đầu nối
Nhà ở
Hỗ trợ cơ khí
Các ô trong cùng một gói phải có:
Cùng một mô hình
Hóa học tương tự
Công suất tương tự
Điện trở trong tương tự
Lịch sử tuổi và chu kỳ tương tự
Trạng thái sạc tương tự trước khi lắp ráp
Việc trộn lẫn các tế bào với các đặc tính khác nhau có thể dẫn đến sự phân bố điện áp, nhiệt độ và dòng điện không đồng đều. Đối với các gói sản xuất, việc kiểm tra này tạo thành cơ sở cho khớp tế bào trong bộ pin 18650 , trong đó công suất, điện trở trong, điện áp, tuổi và tính nhất quán của lô được đánh giá cùng nhau.
Đối với các bộ pin sản xuất, các tế bào hình trụ thường được kết nối bằng dải niken hàn điểm hoặc thanh cái phù hợp.
Dây hàn trực tiếp vào thân tế bào có thể truyền nhiệt quá mức vào tế bào và có thể làm hỏng cấu trúc bên trong. Phương pháp kết nối phải được lựa chọn theo yêu cầu hiện tại, quy trình sản xuất và an toàn của gói.
Việc lắp ráp phải bao gồm thích hợp:
Người giữ tế bào
Giấy cách nhiệt
Bảo vệ thiết bị đầu cuối
Giấy cá hoặc tấm cách nhiệt
Tay áo bảo vệ
Khoảng cách giữa các ô
Hỗ trợ nhà ở
Cực dương và vỏ âm bên ngoài phải được bảo vệ khỏi sự tiếp xúc ngẫu nhiên với vật liệu dẫn điện. Nếu một ô bao gồm một mạch bảo vệ tích hợp thì kích thước và trường hợp sử dụng của nó có thể khác với một ô không được bảo vệ; pin 18650 được bảo vệ và không được bảo vệ so sánh hai định dạng này.
Đoản mạch có thể gây ra dòng điện rất cao và nóng lên nhanh chóng. Trong quá trình lắp ráp:
Giữ các dụng cụ kim loại tránh xa các thiết bị đầu cuối tiếp xúc.
Không đặt các tế bào lỏng lẻo cùng với các vật dẫn điện.
Bảo vệ các gói chưa hoàn thành trong quá trình xử lý.
Kiểm tra tính phân cực của từng nhóm tế bào.
Kiểm tra các dải niken và các điểm hàn trước khi áp dụng lớp cách nhiệt cuối cùng.
Mỗi nhóm chuỗi phải chứa các ô có hiệu suất tương tự. Nhóm yếu có thể hạn chế toàn bộ bộ pin và có thể kích hoạt bảo vệ sớm. Cần kiểm tra công suất, điện trở trong và trạng thái tải trước khi nhóm các ô; Kiểm tra sức khỏe và dung lượng pin 18650 vạch ra một cách thực tế để xác minh chúng.
BMS, hay hệ thống quản lý pin, giám sát và bảo vệ các bộ pin lithium-ion có thể sạc lại.
BMS đặc biệt quan trọng khi các ô được kết nối nối tiếp vì các nhóm riêng lẻ có thể không duy trì cùng một điện áp trong quá trình sạc và xả.
Các chức năng BMS điển hình bao gồm:
Bảo vệ quá tải
Bảo vệ quá xả
Bảo vệ quá dòng
Bảo vệ ngắn mạch
Giám sát nhiệt độ
Giám sát điện áp di động
Cân bằng tế bào
BMS phải phù hợp với cấu hình bộ pin. Bộ pin 3S thường yêu cầu BMS 3S, trong khi bộ pin 4S yêu cầu BMS 4S.
Xếp hạng hiện tại của BMS cũng phải phù hợp với tải liên tục và tải cao điểm dự kiến. Chỉ chọn BMS theo số lượng chuỗi là không đủ.
BMS phải được thiết kế dựa trên số lượng sê-ri, hồ sơ hiện tại, nhu cầu cân bằng và giới hạn bảo vệ của gói; Thiết kế BMS của bộ pin 18650 tập hợp những yêu cầu này lại với nhau.
Bộ sạc phải phù hợp với số dòng và thành phần hóa học của pin.
Số lượng loạt cao hơn đòi hỏi điện áp sạc cao hơn. Không nên chỉ chọn bộ sạc theo nhãn tiếp thị của bộ pin. các Hướng dẫn sạc pin an toàn 18650 giải thích cách điện áp, dòng sạc và thời gian sạc của bộ sạc phải phù hợp với gói.
Trước khi chọn bộ sạc, hãy xác nhận:
Hóa học pin
Số loạt
Điện áp sạc tối đa
Dòng sạc
Khả năng tương thích BMS
Yêu cầu sạc thiết bị
Thông số kỹ thuật của nhà sản xuất tế bào
Gói 3S và 4S có thể có dung lượng tương tự khi sử dụng cùng một số đếm song song nhưng chúng yêu cầu cài đặt điện áp sạc khác nhau.
Số lượng chuỗi khó hiểu với số lượng song song.
Giả sử rằng 2P có nghĩa là chỉ có hai ô trong gói hoàn chỉnh.
Nhân công suất với số lượng chuỗi.
Bỏ qua sự khác biệt giữa điện áp danh định và điện áp sạc đầy.
Sử dụng cell có dung lượng hoặc độ tuổi khác nhau.
Kết nối các tế bào với mức sạc khác nhau.
Sử dụng BMS được đánh giá không chính xác.
Chọn bộ sạc mà không kiểm tra số dòng.
Hàn trực tiếp vào tế bào mà không cần kiểm soát nhiệt.
Bỏ qua lớp cách điện xung quanh cực dương.
Dựa vào tính toán dòng điện lý thuyết mà không kiểm tra BMS và hệ thống dây điện.
Không kiểm tra được bộ pin đã hoàn thiện ở mức tải dự định.
Kết nối nối tiếp làm tăng điện áp, trong khi kết nối song song làm tăng công suất và khả năng dòng điện theo lý thuyết.
3S2P có nghĩa là ba nhóm nối tiếp với hai ô được kết nối song song trong mỗi nhóm. Gói này có tổng cộng sáu ô.
Gói 4S2P chứa 8 ô vì:
4 × 2 = 8
Không. Kết nối nối tiếp làm tăng điện áp. Công suất tính bằng ampe giờ vẫn xấp xỉ bằng một ô hoặc một nhóm song song.
Không. Các kết nối song song duy trì mức điện áp gần như nhau trong khi tăng công suất và khả năng dòng điện.
1S3P có nghĩa là một nhóm chuỗi chứa ba ô song song. Sử dụng pin 3000mAh, gói có điện áp danh định khoảng 3,7V và dung lượng 9Ah.
Gói 3S2P thường yêu cầu BMS 3S. BMS cũng phải phù hợp với dòng sạc, dòng tải liên tục, dòng điện cực đại, yêu cầu về nhiệt độ và chức năng bảo vệ của gói.
Các tế bào được sử dụng trong cùng một nhóm song song phải có cùng kiểu máy và công suất, điện trở, tuổi thọ và trạng thái điện tích tương tự nhau. Việc trộn các tế bào không phù hợp có thể tạo ra rủi ro về an toàn và phân phối dòng điện không đồng đều.
Sử dụng:
Dung lượng gói = Dung lượng ô × Số lượng song song
Số lượng chuỗi ảnh hưởng đến điện áp, trong khi số lượng song song ảnh hưởng đến công suất ampe giờ.
Gói 3S2P thường cung cấp công suất và khả năng dòng điện lý thuyết xấp xỉ gấp đôi so với gói 3S1P được làm từ cùng một ô. Đầu ra thực tế bị giới hạn bởi BMS, hệ thống dây điện, đầu nối và thiết kế nhiệt.
Tính toán nối tiếp và song song cung cấp nền tảng điện cho bộ pin, nhưng thành phẩm cũng yêu cầu thiết kế cơ khí và bảo vệ. Đối với các dự án OEM, cấu hình điện cũng phải được đánh giá cùng với các yêu cầu về nguồn điện, thời gian chạy, dung lượng trống, sạc, nhiệt độ và xác nhận của thiết bị trong Lựa chọn pin 18650 cho thiết bị OEM.
Các dự án OEM có thể cần tùy chỉnh:
Cấu hình nối tiếp và song song
Điện áp
Dung tích
Loại tế bào
BMS
Đầu nối
Chiều dài dây
Nhà ở
Cảm biến nhiệt độ
Kết cấu lắp đặt
của ZERNE Các giải pháp Bộ pin 18650 hỗ trợ lựa chọn pin tùy chỉnh, tích hợp BMS, cấu hình đầu nối, thử nghiệm mẫu và yêu cầu sản xuất.
Đối với các dự án có yêu cầu về kích thước, công suất, điện áp hoặc dòng điện cụ thể, các giải pháp pin 18650 tùy chỉnh có thể được phát triển dựa trên các điều kiện cơ và điện của thiết bị.
Việc kết nối pin 18650 nối tiếp và song song cho phép bộ pin đáp ứng các yêu cầu về điện áp, công suất và dòng điện khác nhau.
Các nguyên tắc chính là:
Số lượng loạt xác định điện áp.
Số lượng song song xác định công suất.
Các tế bào song song cũng có thể tăng khả năng dòng điện theo lý thuyết.
Tổng số ô bằng số chuỗi nhân với số lượng song song.
3S2P chứa sáu ô.
4S2P chứa tám ô.
BMS phải phù hợp với số lượng sê-ri và yêu cầu hiện tại.
Các tế bào phải được kết hợp và cách nhiệt đúng cách.
Bộ sạc phải phù hợp với cấu hình hóa học của pin và dòng sản phẩm.
Một thiết kế đúng phải xem xét nhiều hơn nhãn kết nối. Tất cả các thông số kỹ thuật của tế bào, khả năng bảo vệ BMS, hệ thống dây điện, điều kiện nhiệt, không gian vỏ bọc, yêu cầu về bộ sạc và tải thực tế của thiết bị đều phải được xác minh trước khi sản xuất.
