Kalkulator doboru akumulatorów do pakietów

Jak zwykle przypominam: aby być na bieżąco z nowymi wpisami na blogu, polecam obserwować mój Instagram. Będę tam publikować powiadomienia o nowych wpisach, a może też pisać po prostu o czymś ciekawym — link do profilu

W ostatnim czasie bardzo popularne stało się samodzielne składanie pakietów akumulatorów. Wielu początkujących majsterkowiczów zastanawia się, jak najlepiej rozmieścić ogniwa w takim pakiecie, aby uzyskać jak największą pojemność.
Dziś opowiem o wygodnym kalkulatorze, który pomaga to obliczyć.

Jakiś czas temu znajomy podesłał mi link do wygodnego kalkulatora, który, jak się okazało, jest mało znany. Pomyślałem, że warto nie tylko dodać go na bloga, ale też przetłumaczyć interfejs na rosyjski, żeby korzystanie z niego było wygodniejsze.

Być może niektórzy zauważyli już link do niego w prawej kolumnie. Dziś opowiem, jak z niego korzystać, wyjaśniając przy okazji, po co w ogóle dobierać pojemność ogniw.

Na początek wyobraźmy sobie pakiet złożony z czterech ogniw połączonych szeregowo. Tu wszystko jest bardzo proste: pojemność pakietu będzie zawsze równa pojemności najsłabszego ogniwa, w tym przypadku 800 mAh.


Oczywiście można nieco poprawić sytuację za pomocą aktywnych balanserów. Opowiadałem o nich szczegółowo już kilka razy, na przykład tutaj, tutaj albo tutaj. Gorąco polecam lekturę.


Takie balansery mogą przenosić energię między ogniwami, doładowując słabsze z energii zgromadzonej w bardziej naładowanych.


Często jednak pakiety składa się w układzie szeregowo-równoległym i w takim przypadku można częściowo skorygować tę sytuację.
Weźmy na początek ten sam zestaw ogniw i połączmy je w konfiguracji 4S2P, gdzie S oznacza ogniwa połączone szeregowo, a P — równolegle. Takim zapisem można opisać dowolny pakiet. Na przykład w tytule zdjęcia widać pakiet złożony z dwóch modułów 15S2P, czyli o napięciu 15 × 3,7 V i pojemności 2 × 2500 mAh.
Jeśli połączymy ogniwa „na chybił trafił”, oczywiście nic dobrego z tego nie wyjdzie.


Jak to mówią: „to nie nasza metoda”. Chociaż nie, metoda jest właśnie nasza, ale po co tracić cenną pojemność pakietu, przerzucać ładunek albo się ograniczać, skoro można po prostu efektywniej rozmieścić ogniwa w pakiecie.
Uruchamiamy kalkulator i na początek wpisujemy wszystkie pokazane wyżej wartości pojemności.


Klikamy „dodaj akumulatory” i przechodzimy do zakładki, w której ustawiamy konfigurację pakietu oraz napięcie ogniw. W tym przykładzie jest to 4S2P i 3,7 V.


Po kliknięciu przycisku „generuj pakiety” otrzymujemy obliczony wariant połączenia, w którym ogniwa są zestawione parami. Każda para to równoległy „kawałek” pakietu, a następnie te pary trzeba połączyć szeregowo.
Wyświetlona zostanie również całkowita pojemność pakietu w Ah i Wh, a także jego napięcie.


W tej postaci korzystanie z danych nie jest zbyt wygodne, można więc przełączyć widok na „tryb kompaktowy”.
Wyświetlane jest tu również odchylenie pojemności każdego modułu równoległego od wartości całkowitej.


Składamy pakiet zgodnie z obliczeniami. Kolejność, w jakiej później połączymy uzyskane moduły równoległe, nie ma znaczenia — kluczowe są sekcje równoległe.
W efekcie otrzymujemy pakiet o pojemności 2200 mAh z tych samych ogniw, z których wcześniej uzyskaliśmy zaledwie 1600 mAh. Jak to mówią — czysty zysk!

Warto wyjaśnić, że oczywiście najlepiej zawsze starać się używać jak najbardziej identycznych ogniw. Przy niewielkich prądach rozładowania można jednak stosować nawet ogniwa o znacznie różniących się parametrach, ale trzeba je oczywiście połączyć tak, aby pojemność każdej sekcji równoległej była jak najbardziej zbliżona.


Weźmy jednak przykład bliższy rzeczywistemu zastosowaniu: pakiet akumulatorów do elektronarzędzia.
Kupujemy ładną obudowę z płytką zabezpieczającą. Polecam taką na 10 ogniw 18650. Coraz popularniejsze stają się teraz pakiety na 10 ogniw 21700, na przykład takie, ale zastosowana w nich płytka zabezpieczająca jest mocno okrojona.


Przygotowujemy ogniwa. Załóżmy, że kupiliśmy „na zapas” 12 sztuk, zmierzyliśmy ich pojemność i wpisaliśmy wyniki do tabeli. Podane wartości są przykładowe — rzeczywistej pojemności tych ogniw już nie pamiętam.


Ustawiamy konfigurację pakietu — w tym przypadku 5S2P. Przy okazji, często pytacie mnie o maksymalny prąd akumulatorów. tutaj szczegółowo wyjaśniłem tę kwestię. W skrócie: im większy pakiet, na przykład 5S3P, tym mniejsze wymagania dotyczące maksymalnego prądu.


Otrzymaliśmy obliczenia pakietu. Kalkulator odrzucił przy tym kilka niewykorzystanych ogniw, które w tym przypadku nie pozwoliłyby uzyskać maksymalnej wydajności.
Pojemność pakietu w tym przykładzie wynosi 5,867 Ah, czyli 108 Wh.


Łączymy ogniwa zgrzewaniem lub lutowaniem, zgodnie z obliczeniami.


Można tu też zaznaczać ogniwa już znalezione i odłożone na bok, na przykład jeśli macie ich baaardzo dużo.


Można też wyeksportować wyniki do pliku CSV (choć działa to jakoś krzywo) albo po prostu skopiować je do schowka i wydrukować z pliku TXT — bardzo wygodne.


Obliczyliśmy, złożyliśmy, nakleiliśmy etykiety i otrzymaliśmy maksymalnie wydajny pakiet. Mała podpowiedź: w ten sam sposób można dobrać akumulatory pod względem rezystancji wewnętrznej, wpisując zamiast pojemności wartość impedancji :)


Ten kalkulator przyda się szczególnie osobom składającym pakiety do pojazdów elektrycznych, bo są one znacznie większe.
Przypomnę też, że podczas pomiaru pojemności akumulatorów ważne jest zachowanie identycznych warunków testu, ponieważ na wynik mocno wpływa nawet temperatura powietrza.

To wszystko. Mam nadzieję, że było przydatne. Oby wasze pakiety służyły jak najdłużej :)