Der 18650-Akku, ein Grundnahrungsmittel in der Welt der wiederaufladbaren Lithium-Ionen-Zellen, ist zum Synonym für Zuverlässigkeit und Effizienz bei der tragbaren Stromversorgung geworden.Diese zylindrischen Zellen haben typischerweise einen Durchmesser von 18 mm und eine Länge von 65 mm und sind für ihr ausgewogenes Verhältnis von Energiedichte, Langlebigkeit und Stabilität bekannt.Sie finden weit verbreitete Anwendung in allen Bereichen, von Laptops und Elektrowerkzeugen bis hin zu Elektrofahrzeugen und großen Energiespeichersystemen.
Grundlagen der Batteriepackkonstruktion
Entgegen der landläufigen Meinung reicht eine einzelne 18650-Zelle für die meisten Hochleistungsanwendungen oft nicht aus.Stattdessen ist eine Kombination mehrerer Zellen erforderlich, um einen zusammenhängenden und leistungsstarken Batteriesatz zu bilden.Diese Notwendigkeit ergibt sich aus der Notwendigkeit, spezifische Spannungs- und Kapazitätsanforderungen zu erfüllen, die einzelne Zellen nicht erfüllen können.Die Kunst der Batteriepackkonstruktion liegt in der strategischen Anordnung dieser Zellen in Reihen- und Parallelkonfigurationen.Eine Reihenschaltung erhöht die Spannung auf das gewünschte Niveau, während eine Parallelschaltung die Gesamtkapazität (Ah) des Akkus erhöht.
Spannung und Kapazität in 18650-Batterien
Ein Standard18650 ZelleWird normalerweise mit einer Nennspannung von 3,6 oder 3,7 Volt betrieben und erreicht bei voller Ladung bis zu 4,2 Volt.Die Spannung ist jedoch nur ein Teil der Gleichung.Die Kapazität dieser Zellen, angegeben in Milliamperestunden (mAh), variiert stark.Mainstream-18650-Akkus bieten Kapazitäten von 1800 mAh bis 2600 mAh, wobei einige High-End-Zellen sogar Kapazitäten von bis zu 3500 mAh oder 4000 mAh aufweisen.Diese Variation spielt eine entscheidende Rolle bei der Bestimmung, wie viele Zellen in einem bestimmten Akkupack benötigt werden.
Berechnung von Akkupacks: Ein Beispiel für 48V12AH
Die Entwicklung eines Akkupacks wie einer 48V12AH-Einheit erfordert eine sorgfältige Berechnung, um die richtige Zellenkombination sicherzustellen.Dieser Prozess ist entscheidend für die Erfüllung des spezifischen Energiebedarfs der Anwendung.Lassen Sie uns die Berechnungen aufschlüsseln:
Berechnung von Reihenschaltungen (Spannung):
Die Gesamtspannung des Akkupacks wird durch die Nennspannung einer einzelnen Zelle dividiert, um die Anzahl der in Reihe benötigten Zellen zu ermitteln.Für einen 48-V-Akku mit Zellen mit einer Nennspannung von 3,7 V lautet die Berechnung wie folgt:
Gesamtspannung des Akkupacks (48 V) ÷ Nennspannung einer Zelle (3,7 V) = Anzahl der Zellen in Reihe (S)
Reihenanzahl: 48 V ÷ 3,7 V ≈ 13 Zellen in Reihe (13S)
Berechnung paralleler Verbindungen (Kapazität):
Die für den Akkupack gewünschte Gesamtkapazität wird durch die Kapazität einer Zelle dividiert, um die Parallelzahl zu ermitteln.Für einen 12-Ah-Akku mit Zellen mit einer Kapazität von 2000 mAh (oder 2 Ah) lautet die Berechnung:
Gesamtkapazität des Akkupacks (12 AH) ÷ Kapazität einer Zelle (2 AH) = Anzahl der parallel geschalteten Zellen (P)
Parallele Zählung: 12AH ÷ 2AH = 6 Zellen parallel (6P)
Für einen 48V12AH-Akku mit 2000-mAh-Zellen beträgt die Gesamtzahl der erforderlichen Zellen also:
Gesamtzahl der Zellen: 13 Zellen in Reihe (S) × 6 Zellen parallel (P) = 78 Zellen
Individualisierung und Anpassungsfähigkeit
Die kundenspezifische Anpassung von Batteriepaketen bietet die Flexibilität, Energielösungen an spezifische Anforderungen anzupassen.Durch Anpassen der Reihen- und Parallelanzahl ist es möglich, Batteriepakete mit unterschiedlichen Spannungen und Kapazitäten zu erstellen, die für verschiedene Anwendungen geeignet sind.Diese Vielseitigkeit ist besonders in Bereichen von Vorteil, in denen Standardbatteriegrößen und -kapazitäten möglicherweise nicht ausreichen.Kundenspezifische Akkupacks können so so konzipiert werden, dass sie je nach Bedarf in kompakte Räume passen oder längere Laufzeiten bieten.
Das Verständnis der Feinheiten der 18650-Akku-Konfiguration ist für jeden, der an der Entwicklung und Nutzung kundenspezifischer Batterielösungen beteiligt ist, von entscheidender Bedeutung.Mit der Möglichkeit, Akkupacks präzise zu berechnen und anzupassen, können Designer und Ingenieure Stromversorgungslösungen entwickeln, die spezifische Anforderungen erfüllen und so den Weg für Innovation und Effizienz bei der tragbaren Stromversorgung ebnen.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 25. Januar 2024
