Litiumakkupakkausmerkinnöissä, S kuvaa sarjaan kytkettyjen soluryhmien lukumäärää, kun taas P kuvaa kuinka monta solua on kytketty rinnan kussakin sarjaryhmässä. 1S1P-paketti sisältää yhden solun. 2S1P-paketti käyttää kahta solua sarjassa. 4S2P-paketissa on neljä sarjaryhmää, kaksi solua rinnakkain kussakin ryhmässä, yhteensä kahdeksan solua.
Sarja lisää jännitettä. Rinnakkais lisää kapasiteettia ja voi jakaa virtaa, kun se on suunniteltu oikein. Energia nousee aina kun solujen kokonaismäärä nousee, mutta jännite ja virtatie muuttuvat eri tavalla. Tämän eron ymmärtäminen on välttämätöntä latureita valittaessa, BMS-laitteisto, liittimet, ja laiteelektroniikka.
Mitä S ja P tarkoittavat
Identtisille soluille, sarjajännite kasvaa, kun taas ampeerituntikapasiteetti säilyy yhden rinnakkaisryhmän kapasiteettina. Neljä nimellistä 3.6 V-solut sarjassa luovat nimellisarvon 14.4 V-paketti. Rinnakkain, jännite pysyy samana, kun ampeeritunteja lisätään: kaksi 3 Ah-solut rinnakkain muodostavat nimellisarvon 3.6 V, 6 Ah ryhmä.
Pakkauksen maksimilatausjännite lisää myös sarjassa. Perinteinen 4.2 V maksimisolusta tulee 8.4 V 2S:ssä, 12.6 V 3S:ssä, ja 16.8 V 4S:ssä. Tästä syystä laturin ja BMS:n on vastattava tarkkaa sarjamäärää. 4S-paketin liittäminen 3S-laturiin tai suojakorttiin ei ole turvallista ja väärin.
Tekniset tiedot, joilla on merkitystä todellisessa laitteessa
Määrittele nimellisjännite, enimmäislatausjännite, pienin käyttöjännite, kapasiteetti, energiaa, jatkuva virta, huippuvirta, solujen määrä, ja mekaaninen järjestely. Rinnakkaisvirran jakaminen riippuu sovitetuista soluista ja matalasta, tasapainotettu liitäntävastus. Sarjajonot vaativat valvontaa, koska heikoin ryhmä voi saavuttaa jänniterajat ensin.
BMS tai PCM voi tarjota ylihinnan, ylipurkaus, ylivirta, oikosulku, lämpötila, ja tasapainotustoiminnot suunnittelusta riippuen. Tunnistuskytkentöjen määrä ja kytkentäjärjestys ovat sarjamääräkohtaisia. Sulakkeet, eristys, välilyönti, ja liitinten luokitukset ovat edelleen välttämättömiä turvallisuusarkkitehtuuria.
| Kokoonpano | Nimellinen vaikutus | Esimerkki kanssa 3 Ah soluja |
|---|---|---|
| 1S1P | Perusjännite ja kapasiteetti | 3.6 V, 3 Ah |
| 2S1P | Kaksinkertainen jännite | 7.2 V, 3 Ah |
| 1S2P | Kaksinkertainen kapasiteetti | 3.6 V, 6 Ah |
| 4S2P | Neljänkertainen jännite, kaksinkertainen kapasiteetti | 14.4 V, 6 Ah |
Kuinka tehdä oikea valinta
Valitse sarjaluku laitteen jännitteen ja tehon muunnossuunnittelusta. Korkeampi pakettijännite voi vähentää virtaa samalla teholla, mutta se muuttaa eristystä, komponenttien luokitukset, laturin vaatimukset, ja sääntelynäkökohdat. Valitse energiasta rinnakkaisluku, suoritusaika, nykyinen, tilaa, ja lämpötarpeet.
Älä lisää soluja satunnaisesti olemassa olevaan malliin. Sarjojen määrän lisääminen voi vahingoittaa kuormaa; lisääntyvä rinnakkaisluku muuttaa vikaenergiaa, latausaika, pakkauksen geometria, ja virranjakokäyttäytyminen. Kaikki konfiguraatiomuutokset edellyttävät sähköistä ja mekaanista tarkistusta.
Yleisiä virheitä välttää
Usein esiintyvä virhe on ampeerituntien lisääminen sarjaan. Toinen on oletus, että rinnakkaiset solut jakavat automaattisesti tasaisesti resistanssieroista huolimatta, lämpötila, tai lataustila. Älä koskaan yhdistä vertaansa vailla olevia soluja tai akkuja rinnakkain ilman valvottua rakennetta.
Väärä BMS-johdotus voi vahingoittaa elektroniikkaa tai jättää kennot suojaamattomiksi. Noudata tarkkaa kytkentäjärjestystä ja kaaviota pakkauksen suunnittelussa. Loppukäyttäjien ei tule koota tai korjata litiumionipakkauksia, elleivät he ole koulutettuja ja valtuutettuja kyseiseen järjestelmään.
Sovellus- ja OEM-näkökohdat
1S-paketti sopii pienjänniteelektroniikkaan ja virtapankkityyliseen muuntamiseen. Kaksi- ja kolmen sarjan pakkaukset näkyvät instrumenteissa, valaistus, ja kompaktit laitteet. Neljän sarjan pakkaukset voivat palvella 14.4/14.8 V nimellisjärjestelmät, kuten kannettavat laitteet ja robotiikka. Sovellus määrittää edelleen kemian, solumuoto, ja nykyinen kyky.
OEM-suunnittelijoiden tulee mallintaa vikavirta, lämmöntuotanto, soluvälit, kotelon tuuletus, liittimen kosketussuojaus, palvelumenettely, kuljetuskunto, ja lataaminen. Tuotanto edellyttää solujen yhteensovittamista, jäljitettävyys, hitsin ohjaus, eristyksen tarkastus, ja lopputestaus.
Toiminut esimerkki
Laite tarvitsee 60 W 4S nimellisarvosta 14.4 V-paketti. Tappioiden huomioimatta jättäminen, virta on noin 4.2 A. Jos käyttöaika vaatii 86 Wh, 4S2P-suunnittelua käyttäen 3 Ah solut tarjoaa karkeasti 86.4 Wh nimellinen. Suunnitteluryhmän on silti vahvistettava, että jokainen soluryhmä, BMS, hitsata, lanka, ja liitin tukee jatkuvaa ja huippuvirtaa riittävällä marginaalilla.
Turvallisuus, vahvistusta, ja ostokuri
Akun valinnan ei tulisi koskaan perustua pelkästään suurimman kapasiteetin määrään. Varmista laitteen valmistajan sallimat kemiat, nimellisjännite, enimmäislatausjännite, vastakkaisuus, terminaalin tyyli, fyysinen kirjekuori, ja jatkuvat ja huippuvirtavaatimukset. Mekaanisesti sopiva kenno voi silti olla sähköisesti viallinen. Sarja- ja rinnakkaisakuille, turvallisin tapa on käsitellä laiteopasta ja akun tietolehteä yhteensovitettuna parina sen sijaan, että oletetaan, että kaksi samannimistä kennoa ovat keskenään vaihdettavissa.
Osta jäljitettävältä toimittajalta ja tarkista nykyinen tekniset tiedot, suojauksen yksityiskohdat, testidokumentaatio, ja tarkan mallin kuljetustiedot. Pidä solut poissa irtonaisista metalliesineistä, vettä, murskaamalla, puhkaisu, liiallinen kuumuus, ja luvaton muuttaminen. Lopeta epätavallisen kuuman akun käyttö, turvonnut, kolhuttu, syöpynyt, vuotaa, tai mekaanisesti vaurioitunut. Käytä yhteensopivaa laturia äläkä koskaan ylitä ilmoitettua latausvirtaa tai -jännitettä. Nämä käytännöt tukevat luotettavaa toimintaa, mutta eivät korvaa laitteen mukana toimitettuja ohjeita, laturi, tai akku.
Käytännöllinen valintatyönkulku
- Aloita kuormituksesta. Tallenna nimellisjännite, käyttövirta, huippuvirta, suoritusaikatavoite, ja käyttömäärä.
- Tarkista lokero. Mittaa käytettävissä oleva halkaisija, pituus, liittimen välys, terminaalin tyyppi, ja jousen puristus.
- Valitse turvallisuusarkkitehtuuri. Päätä, odottaako sovellus suojattua solua, suojaamaton solu, jota isäntä hallitsee, tai täydellinen pakkaus BMS:llä tai PCM:llä.
- Vastaa latausta. Tarkista kemia, enimmäislatausjännite, latausvirta, lopetusmenetelmä, ja lämpötilarajat.
- Vahvista todellinen järjestelmä. Testaa edustavia akkuja lopullisessa laitteessa odotetulla lämpötila- ja kuormitusalueella ennen tuotannon hyväksymistä.
Tämä työnkulku on erityisen tärkeä OEM-ohjelmille. Akun käyttäytyminen riippuu solukemian vuorovaikutuksesta, suojaelektroniikkaa, mekaaninen pakkaus, laiteohjelmisto, lataaminen, ja käyttäjäympäristö. Varhainen validointi on halvempaa kuin akkutilan tai tehovaiheen uudelleensuunnittelu työkalujen valmistumisen jälkeen.
Usein kysytyt kysymykset
Lisääkö sarja kapasiteettia Ah:ssa?
Ei. Sarja lisää jännitettä; Ah jää yhden rinnakkaisryhmän kapasiteettiin.
Nostaako rinnakkain jännitettä?
Ei. Rinnakkais lisää Ah ja potentiaalivirran jakamista samalla kun jännite pysyy yhden ryhmän jännitteenä.
Mitä 4S2P tarkoittaa?
Neljä ryhmää on kytketty sarjaan ja jokainen ryhmä sisältää kaksi rinnakkaista solua, yhteensä kahdeksalle solulle.
Voinko käyttää samaa laturia 3S- ja 4S-paketeille?
Ei. Laturin ja suojajärjestelmän on vastattava tarkkaa kemiaa ja sarjamäärää.
Aiheeseen liittyvät Keeppower-resurssit
- Räätälöidyt akkupaketit
- Lisävarusteet ja suojapiirilevyt
- Suojattu 18650 paristot
- Suojattu 21700 paristot
- Valitut solut
- Laturit ja virtapankit
- Robottien akkuratkaisut
- Ota yhteyttä Keeppoweriin
Johtopäätös
Sarja- ja rinnakkaisliitännät muuttavat erilaisia ominaisuuksia: sarja nostaa jännitettä, rinnakkain nostaa ampeerituntikapasiteettia ja jakaa virran. Valitse laitteen jännitteestä S count ja energia- ja virtavaatimuksista P count, Suunnittele sitten laturi, BMS, toisiinsa, kotelo, ja validointi tarkan kokoonpanon ympärillä.
Tarvitsetko apua akun yhdistämisessä laitteeseen tai OEM-ratkaisun kehittämiseen? Ota yhteyttä Keeppoweriin jännitteen kanssa, nykyinen, suoritusaika, mitat, liitin, lataustapa, ja hankkeesi ympäristövaatimukset.
