电池组电芯配置计算器

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最近，自己组装电池组越来越流行，许多刚入门的 DIY 爱好者都会遇到一个问题：怎样合理安排电芯，才能让电池组的容量最大化？
今天就来介绍一款方便的电池组计算器。

前段时间，一位朋友给我发来一个好用的链接，不过后来发现，这个计算器相当冷门。想了想，我决定不仅把它添加到博客里，还把界面翻译成中文，方便大家使用。

也许有些读者已经注意到，右侧栏里有它的链接。今天我就来讲讲怎么用，顺便解释一下为什么要匹配电芯容量。

先来看一个由4节电芯串联组成的电池组。这种情况很简单：串联时，电池组的容量始终等于容量最小的那节电芯。本例中就是800 mAh。


当然，也可以用主动均衡器稍微改善这种情况。我之前详细介绍过好几次，比如这里、这里或这里，强烈建议看看。


这类均衡器可以在电芯之间重新分配能量，用电量较高的电芯为电量较低的电芯充电。


不过，电池组通常采用串并联结构，这种情况下就能在一定程度上改善上述问题。
先拿出同一组电芯，按4S2P方式连接。S表示串联的电芯，P则表示并联。用这种标记方式可以表示各种电池组。例如，照片标题中的电池由两个15S2P模块组成，因此电压为15×3.7 V，容量为2×2500 mAh。
如果把电芯随便连接，当然不会有什么好结果。


俗话说，“这不是我们的做法”——不对，这恰恰是我们的做法。不过，既然可以更合理地安排电芯，为什么还要浪费宝贵的电池容量、来回转移电量，或者限制自己的使用呢？
打开计算器，先把上面显示的所有容量数值输入进去。


点击“添加电芯”，切换到设置电池组配置和电芯电压的选项卡。本例中设置为4S2P，电压为3.7 V。


点击“生成电池包”后，就会得到计算出的组装方案：电芯两两成组，每一对构成电池组中的一个并联单元，之后再将这些并联单元串联起来。
这里还会显示电池组的总容量（Ah和Wh）以及电压。


不过，这种显示方式不太方便，可以切换到“紧凑模式”。
这里还会显示每个并联模块的容量与总容量之间的偏差。


按照计算结果组装电池组。之后以什么顺序连接各个并联模块并不重要，关键是并联部分的容量要匹配。
最后，用同一批电芯组装出的电池组容量达到了2200 mAh，而按前面那种方式只能得到1600 mAh。正所谓——赚到了！

顺便说明一下，当然最好始终尽量使用参数完全一致的电芯。不过，在放电电流较小的情况下，即使电芯之间差异较大也可以使用，但一定要合理搭配，让每个并联单元的容量尽可能一致。


再来看一个更贴近实际应用的例子：组装电动工具电池。
我们买来一个带保护板的漂亮电池盒，我推荐这种款式，可装10节18650电芯。现在可装10节21700电芯的电池也越来越流行，比如这种，不过它的保护板功能缩水得比较厉害。


准备好电芯。比如多买一些，一共买12节，测量容量后填进表格。这里的数值只是举例，我已经不记得这些电芯的实际容量了。


设置好电池组配置，本例中为5S2P。 顺便说一下，经常有人问我电池组的最大电流问题，这里我详细解释过这个问题。简单来说，电池组规模越大，比如5S3P，对最大电流的要求就越宽松。


电池组的计算结果出来了，计算器还挑出了几个用不上的电芯，因为在这种情况下，它们无法带来最高效率。
本例中电池组容量为5.867 Ah，即108 Wh。


按照计算结果，将电芯点焊或焊接在一起。


顺便说一下，这里还可以标记已经找到并放在一旁的电芯，比如电芯特别特别多的时候。


此外，还可以将结果导出为CSV格式（不过这个功能不太好用），或者直接复制到剪贴板，再打印到txt文件里，非常方便。


计算好、组装好、贴上标签，就得到了一组效率最高的电池。小提示：用同样的方法也可以按内阻筛选电池，只要把阻抗值填在容量栏里就行了 :)


这个计算器尤其适合组装电动交通工具电池的人，因为这类电池组的规模要大得多。
另外提醒一下，测量电池容量时，测试条件必须保持一致，因为连空气温度都会对结果产生很大影响。

就说到这里，希望这篇内容对你有帮助，也祝你的电池组尽可能长久地服役 :)