Сборка из одинаковых элементов описывается двумя числами: S — сколько групп соединено последовательно, P — сколько элементов в каждой группе параллельно. Последовательное соединение складывает напряжения и сопротивления, параллельное — ёмкости, токи и проводимости. Калькулятор считает идеальную сборку с одинаковыми элементами и равным делением тока; реальные элементы различаются, поэтому группы и балансируют.
Как считается
Напряжения заряда и конца разряда — S · 4,2 и S · 2,5 В у элементов Molicel; заряжают сборку методом CC-CV до S · 4,2 В. Допустимые токи заряда и разряда умножаются на P. Если нагрузка задана мощностью, ток I = Pнагр/U растёт к концу разряда: наихудший случай — при S · Uконца разряда. Просадка под нагрузкой — I · R, нагрев сборки — I2R. Если в даташите есть только сопротивление на 1 кГц (как у P26A), просадка получается оптимистичной: сопротивление постоянному току больше.
Элементы
| Элемент | Ёмкость | Энергия | Заряд | Разряд | Сопротивление | Масса |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Molicel P28A | 2800 мА·ч | 10,3 Вт·ч | 2,8 / 8,4 А | до 35 А | 20 мОм | 46 г |
| Molicel P26A | 2600 мА·ч | 9,5 Вт·ч | 2,6 / 6,0 А | до 35 А | ≤ 20 мОм | ≤ 50 г |
| Molicel M35A | 3450 мА·ч | 12,5 Вт·ч | 1,7 А | 10 А длительно | не указано | ≤ 48 г |
У всех трёх номинальное напряжение 3,6 В, конец заряда 4,2 В, конец разряда 2,5 В. У P28A и P26A даташит называет 35 А наибольшим током разряда, но не говорит, что он длительный. Для других элементов введите параметры из их даташита — значения «с этикетки» перепроданных элементов часто завышены.
BMS и балансировка
Каждой последовательной группе нужна защита от перезаряда и переразряда. BQ29700 — протектор для одной банки (1S) с порогами 4,275 В и 2,800 В; в многобаночную сборку его по одному на группу не ставят — для неё нужна микросхема на нужное число элементов. Порог 2,8 В выше конца разряда Molicel 2,5 В, поэтому за такой защитой часть паспортной ёмкости останется в элементах. Для 3–5 групп есть мониторы вроде BQ76920: он измеряет каждую группу и может балансировать её, разряжая внутренним ключом током до 50 мА, но сам решений не принимает — какую группу и когда балансировать, задаёт управляющий микроконтроллер (разд. 8.3.1.3.3). Балансировка включена около 70 % времени (остальное занимает измерение), поэтому время выравнивания:
Пример
Велосипедная батарея 10S4P из M35A на 500 Вт: 36 В номинально, 42 В заряженная, 25 В разряженная; 13,8 А·ч и 500 Вт·ч; 40 элементов, 1,92 кг. Ток 13,9 А при номинальном напряжении и 20 А в конце разряда — по 5 А на элемент при допустимых 10 А длительно; время работы на полной мощности — около часа. Сопротивление M35A в даташите не указано, поэтому просадку калькулятор не считает, пока вы не введёте своё значение.
Сколько проработает устройство при малых токах, удобнее считать в калькуляторе времени работы от батареи, а ток заряда одной банки — в калькуляторе заряда Li-ion. Химия и типы аккумуляторов разобраны в статье «Батарейки и аккумуляторы для электроники», а частая проблема собранных батарей — в ответе «Почему 18650 с платой защиты отключается под нагрузкой».
Частые вопросы
Как посчитать напряжение и ёмкость сборки 4S3P?
Последовательные элементы складывают напряжения, параллельные — ёмкости. 4S3P из Molicel INR-18650-P28A: 4 × 3,6 = 14,4 В номинально, 16,8 В заряженная и 10 В разряженная; ёмкость 3 × 2,8 = 8,4 А·ч, энергия 12 × 10,3 = 123,6 Вт·ч. Всего 12 элементов массой 552 г без корпуса, перемычек и BMS.
Сколько элементов 18650 ставить параллельно?
Не меньше, чем нужно по ёмкости, и не меньше, чем нужно по току. Ток считают в конце разряда: при постоянной мощности он растёт по мере падения напряжения. Нагрузка 100 Вт на 4S даёт 6,9 А при 14,4 В и 10 А при 10 В, то есть 3,3 А на элемент в группе 3P. Для M35A с длительным разрядом 10 А это допустимо, для слаботочных элементов — нет.
Какой ток должна выдерживать BMS?
Не меньше наибольшего тока нагрузки — того, что в конце разряда, — и пусковых токов двигателя или инвертора. Пороги защиты по напряжению зависят от микросхемы: у однобаночного протектора BQ29700 перезаряд 4,275 В и переразряд 2,800 В. Если защита срабатывает под нагрузкой раньше времени, причина часто в просадке на сопротивлении элементов и перемычек.
Сколько времени занимает балансировка?
Время ≈ разбаланс в ампер-часах, делённый на ток балансировки и долю времени, когда она включена. У BQ76920 внутренние ключи балансировки пропускают до 50 мА, включаются по команде микроконтроллера и работают около 70 % времени: 100 мА·ч разбаланса уходят примерно за 2,9 часа. Большой разбаланс пассивной балансировкой не исправить — группы перед сборкой заряжают до одинакового напряжения.
Источники
- E-One Moli Energy (Molicel). INR-18650-P28A Product Data Sheet (Version 1.3) — 2800 мА·ч и 10,3 Вт·ч типично; 3,6 / 4,2 / 2,5 В; заряд 2,8 А стандартный, 8,4 А наибольший; разряд до 35 А; сопротивление 20 мОм (AC 1 кГц — не больше, DC 10 А / 1 с); 46 г
- E-One Moli Energy (Molicel). INR-18650-P26A Product Data Sheet (Version 1.4) — 2600 мА·ч, 9,5 Вт·ч; 3,6 / 4,2 / 2,5 В; заряд 2,6 / 6,0 А; разряд до 35 А; не больше 20 мОм на 1 кГц; не больше 50 г
- E-One Moli Energy (Molicel). INR-18650-M35A Product Data Sheet (Version 1.4) — 3450 мА·ч, 12,5 Вт·ч; 3,6 / 4,2 / 2,5 В; заряд 1,7 А; длительный разряд до 10 А; не больше 48 г; сопротивление не указано
- Texas Instruments. BQ297xx Voltage Protection for 1-Series Cell Li-Ion Batteries (SLUSBU9I, March 2014, revised August 2024) — разд. 4: BQ29700 — перезаряд 4,275 В, переразряд 2,800 В на элемент
- Texas Instruments. BQ769x0 3-Series to 15-Series Cell Battery Monitor Family (SLUSBK2I, October 2013, revised March 2022) — BQ76920 — от 3 до 5 элементов последовательно; разд. 6.5 и 8.3.1.3.3: внутренняя пассивная балансировка до 50 мА на элемент, около 70 % времени каждые 250 мс, соседние элементы одновременно не балансируют
Встроить калькулятор на свой сайт
Скопируйте код и вставьте его в HTML страницы, статьи или вики. Виджет бесплатный, без рекламы, счётчиков и cookie. Условие одно — ссылка на GAW под рамкой остаётся на месте. Подробнее о виджетах
<iframe src="https://gaw.ru/embed/battery-pack/" title="Калькулятор аккумуляторной сборки из 18650" width="100%" height="640" style="border:1px solid #e3e5e9;border-radius:8px" loading="lazy" allow="clipboard-write"></iframe>
<p style="margin:6px 0 0;font-size:14px">Калькулятор: <a href="https://gaw.ru/tools/battery-pack/">Калькулятор аккумуляторной сборки из 18650</a> — GAW.ru</p>Автоподстройка высоты рамки
Если сайт разрешает скрипты, добавьте этот код один раз в любом месте страницы: рамка будет менять высоту вместе с результатом расчёта.
<script>window.addEventListener("message",function(e){if(e.origin!=="https://gaw.ru"||!e.data||e.data.type!=="gaw:embed-height")return;var f=document.querySelectorAll('iframe[src^="https://gaw.ru/embed/"]');for(var i=0;i<f.length;i++)if(f[i].contentWindow===e.source)f[i].style.height=e.data.height+"px"})</script>Обновлено .
Нашли ошибку в расчёте? ·