リチウムバッテリーパックには何個のセルが必要ですか?

リチウムバッテリーパック内のセル数は、動作電圧、必要な容量、放電電流の3つの要件に依存します。直列に接続されたセルは電圧を増加させ、並列に接続すると容量と利用可能な電流が増加します。選定されたセルの仕様が最終的なリチウム電池パックセル数を決定します。

バッテリーパックにおける直列・並列とは何を意味するのか?

バッテリー構成は一般的に2S3Pまたは4S2Pと表記されます。Sは直列に接続されたセルの数を表し、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。

これらの例は公称電圧を使用します。充電および保護仕様は全電圧範囲を考慮しなければなりません。

直列のセル数はどうやって計算すればいいですか?

必要なパック電圧を1セルの公称電圧で割ります:

シリーズ数(S)= 必要なパック電圧 ÷ セル電圧

標準的な14.8Vリチウムイオン電池用に設計され、3.7Vセルを使用するデバイスの場合:

14.8 ÷ 3.7 = 4

4つのセルを直列にして、4Sと表記する必要があります。

デバイスがパックの全動作電圧範囲を受け入れているか確認してください。例えば、4つの従来の4.2V最大リチウムイオン電池は満充電時に16.8Vに達します。

セルの仕様や充電制限は常に四捨五入計算よりも優先されます。

並列セルの数はどうやって計算すればいいですか?

次に、目標パック容量を1セルの定格容量で割ります。

並列カウント(P)= ターゲットパック容量÷セル容量

設計が7.5Ahを必要とし、2.5Ahセルを選択した場合:

7.5 ÷ 2.5 = 3

直列グループごとに3つの並列セル、つまり3Pが必要です。

結果が整数でなければ、切り上げてパックがサイズや重量の制約に合っているか確認してください。

まだ必要な能力を確立していないなら、まずは以下から始めましょうデバイスのバッテリー容量の計算方法.

合計セル数はどうやって計算すればいいですか?

系列数に並列数を掛ける:

総セル数 = S から P ×

例を続けると、3.7V、2.5Ahセルから作られた14.8V、7.5Ahのパックは4S3P、つまり合計12セルを必要とします。

これらはあくまで説明的な構成であり、すべての用途に推奨される設計ではありません。

ワット時を使ってセルカウントを計算できますか?

はい。ワット時(Wh)はエネルギーを表現し、製品の消費電力や運転時間が分かっている場合に特に有用です。

必要なエネルギー(Wh)= 平均負荷電力(W)×稼働時間(時間)

例えば、15Wの機器が6時間稼働する場合、理論上は90Wが必要です。

変換損失、使用可能容量、温度、経年劣化を考慮すると、指定されたパックに追加のエネルギーが必要になる場合があります。

パック電圧を選択したら、必要なWhを公称電圧で割ってAhを推定します。その後、並列カウントを計算します。

また、当社のガイドを使って運用時間を推定することもできます:AhとWhからバッテリーランタイムをどう計算すればいいですか?

セル数は放電電流にも依存するのでしょうか?

もちろんです。パックは電圧と容量の目標を達成しても、デバイスのピーク負荷を供給できません。

実際のセルデータシートで連続放電とパルス放電の定格を確認してください。

例えば、負荷が20Aを消費し、選択した各セルが意図された条件下で5A連続放電に対応している場合、4つの並列セルは理論上の20Aの合計定格を提供します。

これはあくまで初期の確認に過ぎません。温度、電圧低下、劣化、相互接続、工学的余裕などには異なる構成が必要になることがあります。

BMSはシリーズ数や現在の要件にも一致しなければなりません。

ガイドをご覧くださいリチウムバッテリーパック用のBMS選び.

細胞化学は計算を変えますか?

はい。セルの標準電圧は化学成分によって異なります。

一般的なリチウムイオンセルやリポセルは3.6〜3.7Vの定格が一般的ですが、LiFePO4セルは一般的に3.2Vの定格がされています。

4つの3.2V LiFePO4セルを直列に組み合わせると、14.8Vではなく、標準的な12.8Vパックが生成されます。

セル化学を混ぜたり、充電制限を共有したりしないでください。

化学的成分はまた、利用可能な容量、排出能力、温度性能、パックの寸法にも影響します。

デザインを最終決定する前に他に確認すべきことは何でしょうか?

計算されたセル数は出発点であり、完全なパック設計ではありません。

選んだセルがBMS、絶縁材、配線、コネクター、筐体と物理的に合っているか確認してください。

適切にマッチングされたセルを使用し、製造公差、期待寿命、充電要件、関連する安全性試験を考慮してください。

規制された用途や高電流用途では、計算だけに頼らず、資格を持つバッテリーエンジニアリングチームに電気的および機械的設計の検証を依頼してください。

GLOFLUXはセル選択、BMS統合、コネクター、機械的配置を含むカスタムパック設計をサポートしています。

製品図面やスペース制約のある筐体をお持ちの場合は、当社の記事をご覧ください。製品図面からバッテリーパックを開発する.

FAQ

容量の異なるセルを1つのパックで使ってもいいですか?

容量、年齢、化学成分、性能特性の異なるセルを混用しないでください。セルは承認されたパック設計に従ってマッチングする必要があります。

直列に接続するセルは増加しますか?

いいえ。直列接続は電圧を増加させます。直列ストリングは約1セルのAh定格を保持します。

セルを並列に接続すると電圧は上がりますか?

いいえ。並列接続は総Ahと電位電流容量を増加させ、公称電圧はほぼ変わらないままです。

12Vバッテリーには18650セルを何個必要ですか?

化学成分、実際のセル仕様、デバイスの許容電圧範囲、容量目標、電流消費によります。すべての12Vアプリケーションに対して正しいカウントは存在しません。

4S2Pパックは8セルですか?

はい。4つの直列グループで、それぞれのグループに並列に2セルがある場合、合計8セルが必要です。

電圧を変えずに容量を増やすことはできますか?

通常、マッチングパラレルセルやグループを追加することで、直列グループ数は変わらず名目容量が増加します。設計およびBMSは依然として検証が必要です。