Guide de sélection des séries de batteries parallèles et PCM

Les éléments de base: Comment fonctionnent les séries et les parallèles

Les connexions en série augmentent la tension

Les cellules ont une tension nominale fixée par la chimie - à peu près 3.6 à 3,7 V pour une cellule cylindrique Li-ion et environ 3,2 V pour LiFePO4. Une seule cellule ne peut pas fournir la tension de classe 12 V que la plupart des appareils portables, les outils électriques et les systèmes de sauvegarde s'attendent à. Connecter des cellules en série, abrégé S, empile leurs tensions: deux cellules Li-ion en série fournissent environ 7,4 V, quatre en série environ 14.4 à 14,8 V. La capacité en ampères-heures reste à la valeur d'une seule cellule, tandis que l'énergie totale en wattheures augmente à mesure que la tension augmente.

Le compromis est que le câblage en série expose la cellule la plus faible de la chaîne.. Sous charge, la cellule avec la capacité la plus faible atteint la surtension en premier; en cours de décharge, il atteint d'abord la décharge excessive. C'est pourquoi les chaînes en série ont besoin à la fois d'un panneau de protection et, idéalement, cellules qui ont été sous tension- et capacité adaptée avant l'assemblage.

Les connexions parallèles augmentent la capacité

Connecter des cellules en parallèle, P abrégé, fait le contraire: la tension totale reste sur une cellule's valeur nominale, tandis que la capacité en ampères-heures s'additionne. Deux cellules de 3 500 mAh en parallèle fournissent 7 000 mAh en même temps 3.6 à 3,7 V. Les chaînes parallèles divisent également le courant de charge, Ainsi, chaque cellule contribue moins et le pack peut fournir un courant total plus élevé avec moins d'affaissement de tension..

Le risque en parallèle est un court-circuit à faible résistance. Parce que les cellules parallèles se trouvent toutes au même nœud, tout court-circuit interne dans une cellule y déverse le courant des autres. L'appariement des cellules et les interconnexions soigneusement soudées sont donc essentielles. Le tableau ci-dessous résume les deux directions côte à côte.

Combiner série et parallèle: Configurations S/P

Exemples de packs réels de Keeppower

Des packs pratiques combinent les deux: le numéro S définit la tension et le numéro P définit la capacité. Garder le pouvoir'Le catalogue comprend des packs personnalisés représentatifs qui rendent ce béton. Le 4S2P 21700 paquet c'est quatre cellules en série et deux en parallèle, donnant un 14,4 V nominal (14.8V) et 12Ah avec un minimum de 10Ah, construit avec 21700 cellules, un circuit de protection IC japonais et un connecteur Amass XT30U, taille 178.0 × 75.0 × 22,5 mm et évalué pour plus de 500 cycles (par pages de produits Keeppower). Le 4Pack S6P A123 LiFePO4 utilise quatre séries par six parallèles sur 26650 cellules - 24 cellules au total - pour un nominal de 13,2 V, 15Pack Ah avec un minimum de 14,4 Ah, plus que 1000 cycles et une fenêtre de fonctionnement de −30 à +55°C.

Dimensionnement des cellules: capacité, l'énergie et pourquoi c'est important

Pour choisir un nombre S/P, partir de la charge. Décidez de la tension du système, qui définit S, puis divisez les wattheures requis par l'énergie par cellule pour décider P. N'oubliez pas que la capacité d'une chaîne parallèle est limitée par la cellule la plus faible, et que les seuils de protection sont appliqués par cellule série plutôt que par groupe parallèle. Les packs personnalisés Keeppower peuvent être spécifiés pour la capacité, courant de décharge maximum, marque privée, fils, connecteurs et emballage, le nombre de S/P n'est donc que le point de départ de la conception. Pour une visite plus approfondie, voir le Présentation des batteries série et parallèle.

Choisir la carte de protection PCM

Ce qu'un PCM protège réellement

Le PCM — module de circuit de protection, souvent appelé PCB de protection - est la petite carte qui se trouve entre le réseau cellulaire et les fils de sortie. Il surveille chaque cellule de la chaîne en série et coupe la puissance de charge ou de décharge lorsqu'un seuil est franchi.. Un PCM Li-ion de base offre quatre fonctions: détection de surcharge, détection de décharge excessive, détection de surintensité et protection contre les courts-circuits. Garder le pouvoir'Les cellules et packs protégés intègrent un circuit intégré de protection de fabrication japonaise dans toute sa gamme de produits., et le Catégorie PCM couvre les modèles 1S à 4S avec des seuils personnalisables.

Seuils de protection contre la lecture: l'exemple 4S-1548

Choisir un PCM, c'est adapter ses seuils aux cellules et à l'application. Garder le pouvoir's 4PCM à quatre séries S-1548 est une référence utile: il détecte une surcharge à 4.27 ± 0,025 V par cellule, décharge excessive à 2.3 ± 0,05 V par cellule, décharge de surintensité à 10 ± 5A avec un 20 délai de ± 3 ms, et court-circuit avec un 300 Réponse ± 200µs; le conseil d'administration mesure 48 × 15 × 1,0 mm et est construit autour d'un circuit intégré japonais (par pages de produits Keeppower). Ces chiffres publiés constituent un modèle pratique pour comparer les panneaux de protection que vous évaluez..

Assemblée, Points de soudure et mécaniques

Soudage par points versus brasage et correspondance de cellules

Une fois la conception électrique définie, l'assemblage mécanique détermine la fiabilité réelle. Les cellules d'une chaîne doivent être sous tension- et capacité adaptée avant l'assemblage; les cellules incompatibles se séparent cycle après cycle et raccourcissent la durée de vie du pack. Les interconnexions sont normalement des languettes en nickel soudées par points plutôt que soudées à la main., car la chaleur de soudure peut endommager les cellules et créer des joints incohérents. Garder le pouvoir'Des cellules protégées avec des languettes en nickel illustrent l'approche, et les packs personnalisés utilisent le même style de jeu de barres soudé en interne.

Connecteurs, les entretoises et le pack physique

La meute a encore besoin d’un foyer mécanique sûr: des entretoises ou des supports fixent les cellules, l'isolation empêche les courts-circuits, et le connecteur de sortie doit transporter le courant de décharge. Keeppower fournit des accessoires aux côtés de ses packs - connecteurs comme l'Amass XT60, entretoises et supports de batterie, boîtiers de batterie et adaptateurs USB. Pour un aperçu de la façon dont connecteurs, PCM, les boîtiers et les entretoises fonctionnent ensemble, le guide des accessoires est une référence pratique avant qu'un devis personnalisé ne soit demandé.

Du prototype à la production: Le processus de pack personnalisé

Définir les exigences

Avant la création d'un pack, la fiche d'exigences doit indiquer la tension et la capacité cibles, le courant de décharge continu et de pointe, la méthode de facturation, les dimensions et le montage, le type de connecteur, la plage de température de fonctionnement, les certifications nécessaires, et toute exigence en matière de marque privée ou d'emballage. Plus cette fiche est complète, plus l'échantillon est rapide. Les acheteurs qui découvrent le sourcing personnalisé peuvent utiliser le Liste de contrôle de conception de pack Li-ion personnalisée comme modèle de départ.

Le workflow personnalisé en cinq étapes

Garder le pouvoir'sa propre FAQ sur le page de contact décrit le flux personnalisé standard: vous indiquez vos besoins en tension, capacité, courant de charge et de décharge, taille, connecteur et apparence; Keeppower propose une solution; vous confirmez le prix, quantité et conditions de paiement; vous approuvez les échantillons; et la production suit. Keeppower prend en charge le Li-ion, Li-polymère, Chimie prismatique et LiFePO4, des packs personnalisés sont organisés par le catégorie de batterie personnalisée, et la société rapporte que 95% des commandes sont expédiées dans un délai d'une semaine – une mesure utile lorsque le calendrier du programme est important.

FAQ

Que signifie 4S2P dans une batterie?

4S signifie quatre cellules en série, ce qui règle la tension à environ 14.4 à 14,8 V pour Li-ion, et 2P signifie deux cellules en parallèle dans chaque position en série, doubler environ la capacité. Garder le pouvoir'4S2P 21700 le pack est un vrai exemple: 14.4V et 12Ah, construit avec un circuit de protection intégré.

Dois-je ajouter des cellules en série ou en parallèle pour plus de temps d'exécution?

Pour plus d’autonomie et de capacité, ajouter des cellules en parallèle. Pour une tension plus élevée, ajouter des cellules en série. La plupart des vrais packs combinent les deux: le compte S définit la tension du système et le compte P définit la durée d'exécution. Une construction 4S2P, Par exemple, augmente la tension quatre fois et la capacité deux fois.

Qu'est-ce qu'un PCM et pourquoi une batterie en a-t-elle besoin?

Un module de circuit de protection surveille chaque cellule en série et déconnecte le pack en cas de surcharge, trop décharger, surintensité ou court-circuit. Sans ça, une seule cellule faible peut être endommagée ou surchauffée. Le Keeppower 4S-1548 est le PCM de référence de la série 4 avec des seuils publiés de surcharge de 4,27 V et de détection de surcharge de 2,3 V..

Comment choisir la bonne tension et le courant nominal PCM?

Faites correspondre le nombre de séries (1S, 2S, 3S, 4S ou au-delà) à votre chaîne de cellules, définissez les seuils de surcharge et de décharge excessive en fonction de la chimie de vos cellules, et choisissez un indice de surintensité au-dessus de votre pack's charge continue maximale avec marge. La vitesse de réponse est importante pour la protection contre les courts-circuits; le 4S-1548 répond à un court-circuit en environ 300 microsecondes.

Combien de temps prend un pack Keeppower personnalisé?

Le flux standard correspond aux exigences, une solution proposée, prix et paiement confirmés, échantillons approuvés, puis production de masse. Keeppower rapporte que 95% des commandes sont expédiées en une semaine et que ses ingénieurs commerciaux ont en moyenne neuf ans d'expérience, ce qui raccourcit le cycle d'itération pour les packs personnalisés.