直列バッテリーパックと並列バッテリーパック: 1s, 2s, 3Sと4Sの説明

リチウム電池パック表記において, S は直列に接続されたセル グループの数を表します, 一方、P は各直列グループ内で並列に接続されたセルの数を表します。. 1S1P パックには 1 つのセルが含まれます. 2S1P パックは 2 つのセルを直列に使用します. 4S2P パックには 4 つのシリーズ グループがあります, 各グループに 2 つのセルを並列に配置, 合計 8 つのセル.

直列に電圧を上げる. 並列により容量が増加し、正しく設計されていれば電流を共有できる. 総細胞数が増加するとエネルギーも増加します, ただし、電圧と電流の経路は異なります. 充電器を選択するには、この違いを理解することが不可欠です, BMS ハードウェア, コネクタ, およびデバイスエレクトロニクス.

SとPの意味

同一のセルの場合, 直列電圧は追加されますが、アンペア時容量は 1 つの並列グループの容量のままです. 公称4 3.6 V セルを直列に接続すると、公称電圧が生成されます。 14.4 Vパック. 並行して, アンペアアワーが追加される間、電圧は同じままです: 二 3 ああ、並列のセルは公称電圧を形成します 3.6 V, 6 ああグループ.

パックの最大充電電圧も直列に追加されます. 従来の 4.2 V最大セルは 8.4 2SのV, 12.6 3SのV, そして 16.8 4SのV. このため、充電器と BMS はシリーズ数を正確に一致させる必要があります。. 4S パックを 3S 充電器または保護ボードに接続することは安全でなく、間違っています.

実機で重要なスペック

公称電圧を定義する, 最大充電電圧, 最低動作電圧, 容量, エネルギー, 連続電流, ピーク電流, 細胞数, そして機械的な配置. 並列電流共有は、一致したセルと低い値に依存します。, 平衡相互接続抵抗. 最も弱いグループが最初に電圧制限に達する可能性があるため、直列ストリングは監視が必要です.

BMS または PCM が過充電を引き起こす可能性があります, 過剰充電, 過電流, 短絡, 温度, 設計に応じて機能のバランスをとる. センス接続の数と配線順序はシリーズ数に固有です. ヒューズ, 絶縁, 間隔, コネクタ定格は引き続き安全アーキテクチャの必要な部分です.

正しい選択をする方法

デバイスの電圧と電力変換設計からシリーズ数を選択. パック電圧を高くすると、同じ電力でも電流を減らすことができます, しかしそれは断熱材を変えます, コンポーネントの定格, 充電器の要件, 規制上の考慮事項. エネルギーから並列数を選択, ランタイム, 現在, 空間, 熱的ニーズ.

既存のデザインにむやみにセルを追加しないでください。. シリーズ数を増やすと負荷が損傷する可能性があります; 並列数を増やすと故障エネルギーが変化します, 充電時間, パックジオメトリ, および電流共有動作. 構成変更には電気的および機械的なレビューが必要です.

避けるべきよくある間違い

よくあるエラーは、アンペアアワーを連続して加算することです。. もう 1 つは、並列セルが抵抗の違いにもかかわらず自動的に均等に共有すると仮定することです。, 温度, または充電状態. 制御された設計なしに、適合しないセルやパックを決して並列に接続しないでください。.

BMS 配線が正しくないと、電子機器が損傷したり、セルが保護されないままになる可能性があります. パック設計の正確な接続順序と図に従ってください。. エンドユーザーは、特定のシステムの訓練を受け、許可されていない限り、リチウムイオンパックを組み立てたり修理したりしないでください。.

アプリケーションと OEM に関する考慮事項

1S パックは、低電圧電子機器およびパワーバンク形式の変換に適しています. 二- および 3 シリーズのパックがインストゥルメントに登場, 点灯, コンパクトな設備. 4シリーズパックで提供可能 14.4/14.8 ポータブル デバイスやロボットなどの V 公称システム. アプリケーションは依然として化学を決定します, セルのフォーマット, そして現在の能力.

OEM 設計者は故障電流をモデル化する必要があります, 発熱, セル間隔, エンクロージャの通気, コネクタタッチセーフティ, サービス手順, 輸送状態, そして充電中. 製造にはセルのマッチングが必要です, トレーサビリティ, 溶接制御, 絶縁検査, そしてライン終了テスト.

作業例

デバイスに必要なもの 60 4S公称値からのW 14.4 Vパック. 損失を無視する, 現在は約です 4.2 あ. ランタイムが必要な場合 86 WH, を使用した 4S2P 設計 3 Ah セルはおおよその情報を提供します 86.4 公称Wh. エンジニアリング チームは、各セル グループが次のことを行っていることを確認する必要があります。, BMS, 溶接, ワイヤー, コネクタは適切なマージンを持って連続電流とピーク電流をサポートします.

安全性, 検証, 購買規律と

バッテリーの選択は、最大容量の数字だけを基準にしてはいけません。. デバイスメーカーが許可する化学物質を確認する, 公称電圧, 最大充電電圧, 極性, 端子のスタイル, 物理的なエンベロープ, 連続およびピーク電流の要件. 機械的に適合するセルでも、電気的に間違っている可能性があります. 直列および並列バッテリーパック用, 最も安全なアプローチは、類似した名前を持つ 2 つのセルが交換可能であると想定するのではなく、機器のマニュアルとバッテリーのデータシートを一致するペアとして扱うことです。.

追跡可能なサプライヤーから購入し、現在の仕様書を確認してください, 保護の詳細, テストドキュメント, 正確なモデルの輸送情報. 細胞を金属製の物体から遠ざける, 水, 粉砕する, 穿刺, 過度の熱, および不正な改変. バッテリーが異常に熱くなった場合は使用を中止してください, 腫れた, 凹んだ, 腐食した, 漏れている, または機械的に損傷している. 互換性のある充電器を使用し、指定された充電電流または電圧を決して超えないようにしてください。. これらの実践は信頼性の高い操作をサポートしますが、デバイスに付属の説明書に代わるものではありません。, 充電器, またはバッテリー.

実用的な選択ワークフロー

1. 負荷から始める. 公称電圧を記録する, 動作電流, ピーク電流, ランタイムターゲット, とデューティサイクル.
2. コンパートメントを確認してください. 使用可能な直径を測定する, 長さ, コネクタのクリアランス, 端子の種類, そしてスプリングの圧縮.
3. 安全アーキテクチャを選択する. アプリケーションが保護されたセルを予期しているかどうかを決定する, ホストによって管理される保護されていないセル, または、BMS または PCM を含む完全なパック.
4. マッチ充電. 化学反応を検証する, 最大充電電圧, 充電電流, 終了方法, と温度制限.
5. 実際のシステムを検証する. 生産を承認する前に、予想される温度と負荷の範囲全体で最終デバイスの代表的なバッテリーをテストします。.

このワークフローは、OEM プログラムにとって特に重要です. バッテリーの動作はセルの化学反応間の相互作用に依存します, 保護電子機器, 機械的梱包, ファームウェア, 充電, そしてユーザー環境も. 早期の検証は、ツールの完成後にバッテリーコンパートメントやパワーステージを再設計するよりも低コストです。.

よくある質問

シリーズで Ah の容量は増加しますか?

いいえ. 直列に電圧を上げる; Ah は 1 つの並列グループの容量のままです.

並列で電圧が増加しますか?

いいえ. 並列では、電圧が 1 つのグループの電圧のままで、Ah と潜在的な電流共有が増加します。.

4S2Pとはどういう意味ですか?

4 つのグループが直列に接続されており、各グループには 2 つの並列セルが含まれています。, 合計 8 つのセル用.

3S パックと 4S パックに同じ充電器を使用できますか?

いいえ. 充電器と保護システムは、化学的性質とシリーズ数が正確に一致する必要があります.

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結論

直列接続と並列接続では異なる特性が変化します: 直列にすると電圧が上がります, 一方、並列はアンペアアワー容量を増加させ、電流を共有します. デバイスの電圧から S カウントを選択し、エネルギーと電流の要件から P カウントを選択します, 次に充電器を設計します, BMS, 相互接続, 囲い, 正確な構成に関する検証.

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