En notation de la batterie au lithium, S décrit le nombre de groupes de cellules connectés en série, tandis que P décrit combien de cellules sont connectées en parallèle au sein de chaque groupe en série. Un pack 1S1P contient une cellule. Un pack 2S1P utilise deux cellules en série. Un pack 4S2P comporte quatre groupes de séries, avec deux cellules en parallèle dans chaque groupe, pour un total de huit cellules.
La série augmente la tension. Le parallèle augmente la capacité et peut partager le courant lorsqu'il est conçu correctement. L'énergie augmente chaque fois que le nombre total de cellules augmente, mais le chemin de tension et de courant change différemment. Comprendre cette distinction est essentiel pour choisir les chargeurs, Matériel GTB, connecteurs, et l'électronique des appareils.
Que signifient S et P
Pour des cellules identiques, la tension série s'ajoute tandis que la capacité en ampères-heure reste celle d'un groupe parallèle. Quatre nominaux 3.6 Les cellules V en série créent un nominal 14.4 Pack V. En parallèle, la tension reste la même tandis que les ampères-heures s'ajoutent: deux 3 Les cellules Ah en parallèle forment un nominal 3.6 V, 6 Ah le groupe.
La tension de charge maximale du pack s'ajoute également en série. Un conventionnel 4.2 V cellule maximale devient 8.4 V en 2S, 12.6 V en 3S, et 16.8 V en 4S. C'est pourquoi un chargeur et un BMS doivent correspondre exactement au nombre de séries.. Connecter un pack 4S à un chargeur ou une carte de protection 3S est dangereux et incorrect.
Spécifications qui comptent dans l’appareil réel
Définir la tension nominale, tension de charge maximale, tension de fonctionnement minimale, capacité, énergie, courant continu, courant de pointe, nombre de cellules, et disposition mécanique. Le partage de courant parallèle dépend des cellules appariées et de la faible, résistance d'interconnexion équilibrée. Les chaînes en série nécessitent une surveillance car le groupe le plus faible peut atteindre les limites de tension en premier.
Un BMS ou un PCM peut fournir une surcharge, trop décharger, surintensité, court-circuit, température, et fonctions d'équilibrage en fonction de la conception. Le nombre de connexions de détection et l'ordre de câblage sont spécifiques au nombre de séries. Fusibles, isolation, espacement, et les caractéristiques des connecteurs restent des éléments nécessaires de l'architecture de sécurité.
| Configuration | Effet nominal | Exemple avec 3 Ah les cellules |
|---|---|---|
| 1S1P | Tension de base et capacité | 3.6 V, 3 Ah |
| 2S1P | Deux fois la tension | 7.2 V, 3 Ah |
| 1S2P | Deux fois la capacité | 3.6 V, 6 Ah |
| 4S2P | Tension quatre fois supérieure, deux fois la capacité | 14.4 V, 6 Ah |
Comment faire le bon choix
Choisissez le nombre de séries à partir de la tension de l'appareil et de la conception de conversion de puissance. Une tension de bloc plus élevée peut réduire le courant pour la même puissance, mais ça change l'isolation, évaluations des composants, exigences du chargeur, et considérations réglementaires. Choisissez le comptage parallèle à partir de l'énergie, durée d'exécution, actuel, espace, et besoins thermiques.
N'ajoutez pas de cellules avec désinvolture à une conception existante. L'augmentation du nombre de séries peut endommager la charge; l'augmentation du nombre parallèle modifie l'énergie du défaut, temps de charge, géométrie du paquet, et comportement de partage de courant. Tout changement de configuration nécessite une révision électrique et mécanique.
Erreurs courantes à éviter
Une erreur fréquente consiste à ajouter des ampères-heures en série. Une autre suppose que les cellules parallèles partagent automatiquement un partage égal malgré les différences de résistance., température, ou état de charge. Ne connectez jamais des cellules ou des packs inégalés en parallèle sans une conception contrôlée.
Un câblage incorrect du BMS peut endommager l'électronique ou laisser les cellules sans protection. Suivez la séquence de connexion exacte et le schéma pour la conception du pack. Les utilisateurs finaux ne doivent pas assembler ou réparer des packs lithium-ion à moins d'être formés et autorisés pour le système spécifique..
Considérations relatives aux applications et aux OEM
Un pack 1S convient à l'électronique basse tension et à la conversion de type batterie externe. Deux- et des packs de trois séries apparaissent dans les instruments, éclairage, et des équipements compacts. Les packs de quatre séries peuvent servir 14.4/14.8 V systèmes nominaux tels que les appareils portables et la robotique. L'application détermine toujours la chimie, format de cellule, et capacité actuelle.
Les concepteurs OEM devraient modéliser le courant de défaut, génération de chaleur, espacement des cellules, ventilation de l'enceinte, sécurité tactile du connecteur, procédure de service, état de transport, et recharger. La production nécessite une correspondance de cellules, traçabilité, contrôle des soudures, inspection de l'isolation, et tests de fin de ligne.
Exemple travaillé
Un appareil a besoin 60 W à partir d'un nominal 4S 14.4 Pack V. Ignorer les pertes, le courant est d'environ 4.2 UN. Si l'exécution nécessite 86 What, une conception 4S2P utilisant 3 Les cellules Ah fournissent environ 86.4 Wh nominal. L'équipe d'ingénierie doit encore confirmer que chaque groupe de cellules, GTC, souder, fil, et le connecteur prend en charge le courant continu et de pointe avec une marge adéquate.
Sécurité, vérification, et discipline d'achat
La sélection de la batterie ne doit jamais être basée uniquement sur le plus grand nombre de capacités.. Confirmer la chimie autorisée par le fabricant de l'appareil, tension nominale, tension de charge maximale, polarité, style de terminal, enveloppe physique, et exigences en matière de courant continu et de pointe. Une cellule qui s'ajuste mécaniquement peut toujours être électriquement erronée. Pour les batteries série et parallèle, l'approche la plus sûre consiste à traiter le manuel de l'équipement et la fiche technique de la batterie comme une paire assortie plutôt que de supposer que deux cellules portant des noms similaires sont interchangeables..
Achetez auprès d'un fournisseur traçable et consultez la fiche technique actuelle, détails de protection, documentation des tests, et informations de transport pour le modèle exact. Éloignez les cellules des objets métalliques lâches, eau, écrasement, ponction, chaleur excessive, et modification non autorisée. Arrêtez d'utiliser une batterie qui devient inhabituellement chaude, gonflé, bosselé, corrodé, fuite, ou endommagé mécaniquement. Utilisez un chargeur compatible et ne dépassez jamais le courant ou la tension de charge indiqué. Ces pratiques garantissent un fonctionnement fiable mais ne remplacent pas les instructions fournies avec l'appareil., chargeur, ou batterie.
Un workflow de sélection pratique
- Commencez par la charge. Enregistrer la tension nominale, courant de fonctionnement, courant de pointe, cible d'exécution, et cycle de service.
- Vérifiez le compartiment. Mesurer le diamètre utile, longueur, dégagement du connecteur, type de borne, et compression du ressort.
- Choisissez l'architecture de sécurité. Décidez si l'application attend une cellule protégée, une cellule non protégée gérée par l'hôte, ou un pack complet avec un BMS ou PCM.
- Chargement correspondant. Vérifier la chimie, tension de charge maximale, courant de charge, méthode de résiliation, et limites de température.
- Valider le système réel. Testez les batteries représentatives dans l’appareil final sur la plage de température et de charge prévue avant d’approuver la production.
Ce flux de travail est particulièrement important pour les programmes OEM. Le comportement de la batterie dépend de l'interaction entre la chimie des cellules, électronique de protection, emballage mécanique, micrologiciel, chargement, et l'environnement utilisateur. Une validation précoce est moins coûteuse que la reconception d'un compartiment de batterie ou d'un étage de puissance une fois l'outillage terminé.
Questions fréquemment posées
La série augmente-t-elle la capacité en Ah?
Non. La série augmente la tension; Ah reste la capacité d'un groupe parallèle.
Le parallèle augmente-t-il la tension?
Non. Le parallèle augmente l'Ah et le partage de courant potentiel tandis que la tension reste celle d'un groupe.
Que signifie 4S2P?
Quatre groupes sont connectés en série et chaque groupe contient deux cellules parallèles, pour huit cellules au total.
Puis-je utiliser le même chargeur pour les packs 3S et 4S?
Non. Le chargeur et le système de protection doivent correspondre exactement à la composition chimique et au nombre de séries..
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Conclusion
Les connexions en série et en parallèle modifient différentes propriétés: la série augmente la tension, tandis que le parallèle augmente la capacité en ampères-heure et partage le courant. Sélectionnez le nombre S à partir de la tension de l'appareil et le nombre P à partir des besoins en énergie et en courant., puis concevez le chargeur, GTC, interconnexions, enceinte, et validation autour de la configuration exacte.
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