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锂电池的电压和容量怎么计算?如何得出几串几并?
303 2024-10-14
    要想计算锂电池的电压和容量,我们就得先了解不同正极材料的电压来计算额定电压。
一、电压计算
1、单电芯电压:不同类型的锂电池单电芯额定电压有所不同。例如,三元锂电池的额定电压一般为 3.6V 或 3.7V(充满电后的电压通常为 4.2V);磷酸铁锂电池的额定电压为 3.2V(充满电后的电压约为 3.65V)。这是固定的电压参数,可根据电芯类型直接确定。
2、电池组电压(串联情况):当多个电芯串联时,电池组的总电压等于各个电芯的电压之和。例如,将 10 个额定电压为 3.6V 的三元锂电芯串联,电池组电压为 3.6V×10 = 36V;将 15 个额定电压为 3.2V 的磷酸铁锂电芯串联,电池组电压为 3.2V×15 = 48V。
3、电池组电压(并联情况):多个电芯并联时,电压不变,与单个电芯的电压相同。例如,无论并联多少个 3.7V 的三元锂电池电芯,电池组的电压始终是 3.7V。
二、容量计算
1、单电芯容量:电芯的容量通常以安时(Ah)或毫安时(mAh)为单位,表示在一定放电条件下电池能够提供的电量。例如,一个电芯的容量为 2600mAh,表示该电芯在特定放电条件下可以以 2600 毫安的电流持续放电 1 小时。
2、电池组容量(串联情况):串联时,电池组的容量与单个电芯的容量相同。因为串联只是增加了电压,而电流通路没有改变,所以容量不变。
3、电池组容量(并联情况):并联时,电池组的容量等于各个电芯的容量之和。例如,将 10 个容量为 2600mAh 的三元锂电芯并联,电池组容量为 2600mAh×10 = 26000mAh。
三、确定几串几并
1、确定串联数:根据所需的电池组总电压和单电芯的额定电压来确定串联的电芯数量。公式为:串联数 = 电池组总电压 ÷ 单电芯额定电压。例如,要组装一个 48V 的三元锂电池组,三元锂电池的额定电压为 3.7V,则串联数 = 48 ÷ 3.7 ≈ 13(一般取整数且需根据实际情况进行调整,可能取 13 串或 14 串,13 串时充电电压为 54.6V,14 串时充电电压为 58.8V);如果是组装 48V 的磷酸铁锂电池组,磷酸铁锂电池的额定电压为 3.2V,则串联数 = 48 ÷ 3.2 = 15 串。
2、确定并联数:根据所需的电池组总容量和单电芯的容量来确定并联的电芯数量。公式为:并联数 = 电池组总容量 ÷ 单电芯容量。例如,要组装一个 48V、20Ah 的三元锂电池组,使用单颗容量为 2Ah 的 18650 电芯,先根据电压确定串联数为 48 ÷ 3.7 ≈ 13 串,然后根据容量确定并联数 = 20Ah ÷ 2Ah = 10 并,所以总共需要的电芯数量为 13×10 = 130 颗。