18650 pil paket hesaplama aracı; istenen voltaj ve maksimum akıma göre tek pil, 2S, 3S veya 4S pil paketleri oluşturmak için hazırlanmıştır.
Temel hesaplama bölümümde yalnız gerekli voltaj ve akım girilir. Sistem de buna göre seri sayısını, paralel sayısını, önerilen pil sınıfını, yaklaşık C seviyesini ve BMS/şarj bilgisini söyler. Alttaki gelişmiş bölüm ise isteğe bağlıdır.
Temel hesaplama
Gelişmiş hesaplama
Bu bölüm boş bırakılırsa temel sonuç aynen korunur. Doldurulan alanlar yalnız ek yönlendirme ve kapasite hesabı için kullanılır.
Sonuç
18650 pil paket hesaplama sayfası; istenen voltaj ve maksimum akıma göre tek pil, 2S, 3S veya 4S yapılar arasında hızlı bilgi vermek için hazırlanmıştır. Bu araç profesyonel batarya tasarım yazılımı gibi davranmaz. Amaç, temel kullanıcıya “kaç seri, kaç paralel ve yaklaşık nasıl bir pil gerekir?” sorusunun daha anlaşılır cevabını vermektir.
Aracın temel hesaplama bölümü özellikle sade tutuldu. Kullanıcının tek pil kapasitesi veya C değeri girmesi gerekmez. Kullanıcı yalnız cihazın istediği voltajı ve maksimum akımı girer. Sistem de buna göre uygun seri sayısını, tahmini paralel sayısını, önerilen hücre sınıfını, yaklaşık pil C seviyesini ve BMS / şarj bilgilerini verir.
Alttaki gelişmiş hesaplama bölümü ise isteğe bağlıdır. Burada çalışma süresi, kullanım türü ve ortalama / pik akım gibi bilgiler girilirse sonuç daha detaylı hale gelir. Bu alanlar boş bırakılırsa temel hesaplama uygulanır.
Temel bölümde giriş kolaylığı için bazı yaygın değerler için hızlı voltaj butonları var. Hesaplama yapıldıktan sonra sonuç ekranının altında görünen örnek pil bağlantı şeması 2S, 3S, 4S ve paralel mantığını gösterir. Benzer araçlara göz atmak isterseniz online elektronik hesaplamalar sayfasındaki diğer araçlara da bakabilirsiniz.
Bu araç neyi hesaplar?
İçerik
Temel mantık iki adımdan oluşur:
- Önce voltaj için seri sayısı belirlenir.
- Sonra akım için paralel sayısı belirlenir.
Yani önce “tek pil mi, 2S mi, 3S mi, 4S mi?” sorusu çözülür. Ardından cihazın çektiği akıma göre kaç pilin paralel bağlanması gerektiği belirlenir. Sonuçta da kullanıcıya yaklaşık olarak nasıl bir pil sınıfı gerektiği söylenir.
1S, 2S, 3S ve 4S ne anlama gelir?
“S” harfi seri bağlı hücre sayısını gösterir. Seri bağlantıda voltaj artar. “P” harfi ise paralel pil sayısını gösterir. Paralel bağlantıda voltaj artmaz; kapasite ve akım taşıma tarafı büyür.
| Yapı | Nominal voltaj | Tam dolu voltaj | Ana fikir |
|---|---|---|---|
| 1S | 3.7V | 4.2V | Tek pil seviyesi |
| 2S | 7.4V | 8.4V | Voltaj iki pil seri ile artırılır |
| 3S | 11.1V | 12.6V | 12V sınıfı cihazlarda sık görülür |
| 4S | 14.8V | 16.8V | Daha yüksek voltaj isteyen yapılar için |
Burada unutulmaması gereken nokta şudur: Li-ion pil paketi sabit çıkışlı adaptör gibi davranmaz. Paket tam doluyken daha yüksek voltaj verir, kullanım sırasında ise voltaj düşer. Bu yüzden cihaz gerçekten sabit bir voltaj istiyorsa yalnız seri pil bağlamak yeterli olmayabilir; uygun bir regülatör gerekebilir. Özellikle yüksek akımlı sistemlerde kablo kaybı ve sigorta seçimi de önemlidir; bu noktada DC kablo kesiti, voltaj düşümü ve sigorta hesaplama aracı da yardımcı olabilir.
Örneğin kullanıcı 6V yazarsa sistem büyük ihtimalle 2S pil paketine yönlendirecektir. Çünkü tek pil bu voltajı karşılamaz. Ancak 2S paketin nominal voltajı yaklaşık 7.4V, tam dolu voltajı ise 8.4V olur. Yani doğrudan sabit 6V elde edilmez. Böyle bir durumda çıkışta DC regülatör düşünülmelidir.
Paralel sayısı nasıl bulunur?
Paralel bağlantı doğrudan voltajı artırmaz. Asıl görevi kapasiteyi ve akım taşıma tarafını büyütmektir. Bu nedenle cihaz daha fazla akım çekiyorsa, çözüm çoğu zaman seri sayısını değil paralel sayısını artırmaktır.
Bu araçta kullanıcıya tek pil kapasitesi ve C değeri sordurulmaz. Bunun yerine sistem, girilen maksimum akıma göre hücre başına yaklaşık ne kadar yük düştüğünü hesaplar ve buna uygun bir hücre sınıfı önerir. Sonuçta da şu bilgiler verilir:
- kaç pilin paralel bağlanması gerektiği,
- hücre başına yaklaşık kaç amper düştüğü,
- önerilen minimum sürekli akım sınıfı,
- yaklaşık C seviyesi,
- 2000 / 2500 / 3000mAh gibi yaygın hücrelerde oluşabilecek yaklaşık paket kapasitesi.
Böylece temel kullanıcı doğrudan teknik hücre verisi girmek zorunda kalmaz; sistem ona hangi sınıfta pile yönelmesi gerektiğini söyler.
C değeri nasıl yorumlanmalı?
18650 pil nedir? yazısında da değinildiği gibi C değeri, pilin kapasitesine göre ne kadar akım verebildiğini yaklaşık olarak anlatır. Örneğin 2500mAh yani 2.5Ah bir hücre 5C seviyesindeyse teorik karşılığı yaklaşık 12.5A olur. Ancak pratikte sadece kâğıt üzerindeki C değeri yeterli değildir. Hücrenin gerçek markası, iç direnci, ısınması ve veri sayfası da önemlidir.
Bu araç sonuç ekranında yaklaşık bir minimum C seviyesi verir. Bu değer, özellikle kullanıcıya “bu iş için sakin hücre mi gerekir, yoksa high-drain pil mi gerekir?” sorusunda yol göstermek içindir.
Özellikle motor, matkap ve yüksek güç isteyen uygulamalarda daha yüksek akım sınıfı ve daha güçlü hücre gerekir. Bu tür kullanımlarda bazen 12C ve üzeri sınıfına yaklaşan high-drain yapı daha uygun olabilir. Bu nedenle motorlu yüklerde sonuç ekranındaki uyarıların daha dikkatli değerlendirilmesi gerekir. Paketin fiziksel kurulumu ve yerleşimi için el yapımı Li-ion pil paketi yazısı da pratik fikir verebilir.
Gelişmiş hesaplama bölümü ne işe yarar?
Temel bölüm yalnız voltaj ve maksimum akım üzerinden hızlı yönlendirme yapar. Ancak bazı kullanıcılar için çalışma süresi de önemlidir. Kullanım süresini ayrıca görmek isterseniz pil / akü ömrü hesaplama aracı da faydalı olabilir. Bu nedenle altta isteğe bağlı bir gelişmiş hesaplama bölümü bulunur.
Bu bölümde şu alanlar yer alır:
- İstenen çalışma süresi
- Kullanım türü (genel, LED, ses sistemi, motor / matkap)
- Ortalama akım
- Pik / kalkış akımı
- Daha gerçekçi şarj akımı yorumu
Bu bilgiler boş bırakılırsa sistem bunu açıkça söyler ve temel hesap değişmez. Yani gelişmiş bölüm, temel kullanıcıyı zorlamak için değil; ihtiyaç duyan kullanıcıya ikinci bir katman sunmak için eklenmiştir.
Örneğin LED seçildiğinde pik / kalkış alanı gizlenir. Çünkü tipik LED yüklerinde motorlardaki gibi bir kalkış akımı beklenmez. Motor veya ses sistemi gibi seçeneklerde ise bu alan görünür kalır ve girilen değer varsa hesapta ayrıca dikkate alınır.
BMS ve şarj cihazı bilgisi nasıl yorumlanmalı?
Araç sonuç kısmında yaklaşık bir BMS amper önerisi de verir. Seri kart seçimi, bağlantı uçları ve balans mantığı için ayrıca BMS nedir? yazısına bakılabilir. Buradaki temel kural şudur: BMS kartının seri sayısı, pil paketi ile aynı olmalıdır. Yani 2S paket için 2S BMS, 3S paket için 3S BMS, 4S paket için 4S BMS gerekir.
Şarj cihazı tarafında da temel voltaj bilgisi verilir. Yaklaşık şarj süresini ayrıca hesaplamak isteyenler Akü ve 18650 / Li-ion şarj süresi hesaplama aracı ile devam edebilir. Paket tam dolu voltajı ne ise, şarj cihazı da buna uygun olmalıdır. Örneğin:
- 1S için yaklaşık 4.2V
- 2S için yaklaşık 8.4V
- 3S için yaklaşık 12.6V
- 4S için yaklaşık 16.8V
Şarj akımı kısmında ise tek bir sayıdan çok minimum / önerilen / üst seviye mantığı daha faydalıdır. Bu yüzden sonuç ekranında yaklaşık bir aralık verilir. Pratikte yavaş ve daha nazik şarj için daha düşük akım, günlük kullanım için orta seviye akım, daha hızlı şarj için ise yalnız uygun hücre varsa daha yüksek akım düşünülmelidir.
Örneğin araç bir paket için yaklaşık 1A – 2A – 3A gibi bir yönlendirme veriyorsa bu şu anlama gelir: alt sınır daha yumuşak şarjı, ortadaki değer çoğu kullanıcı için makul seviyeyi, üst sınır ise ancak hücre veri sayfası uygunsa düşünülmesi gereken daha hızlı şarj tarafını temsil eder. Burada gerçek sınırı belirleyen şey, paketin seri sayısından çok kullanılan hücrenin güvenli şarj akımıdır.
Sık sorulan sorular
3S2P paket kaç pil eder?
3 seri ve 2 paralel olduğu için toplam 6 adet pil gerekir.
Paralel bağlantı voltajı artırır mı?
Hayır. Paralel bağlantı voltajı artırmaz; kapasiteyi ve akım taşıma tarafını artırır.
Seri bağlantı kapasiteyi artırır mı?
Hayır. Seri bağlantıda asıl artan şey voltajdır. Paket kapasitesi Ah cinsinden yaklaşık aynı sınıfta kalır. Kapasiteyi asıl yükselten taraf paralel sayısıdır.
6V isteyen cihazı 2S paketle doğrudan besleyebilir miyim?
Çoğu durumda dikkatli olunmalıdır. 2S paketin voltajı sabit 6V değildir; yaklaşık 8.4V ile 6.0V civarı arasında değişir. Sabit 6V gerekiyorsa regülatör daha doğru olur.
Büyük mAh her zaman daha güçlü pil demek midir?
Hayır. mAh daha çok kapasiteyi anlatır. Yüksek akım tarafı için hücrenin akım sınıfı, C seviyesi ve gerçek veri sayfası da değerlendirilmelidir.
Kısa güvenlik notu
Pil paketi hazırlanırken farklı marka, farklı kapasite, farklı yaş ve farklı doluluk seviyesindeki hücreler aynı pakette birlikte kullanılmamalıdır. Hücreler mümkünse aynı model ve aynı grup olmalı; izoleleme, nikel şerit bağlantısı, puntalama ve BMS kablolaması dikkatli yapılmalıdır. Puntalama tarafı için taşınabilir pil puntalama devresi içeriği de fikir verebilir.
Sonuç
18650 pil paketi planlarken doğru sıra genelde şöyledir: önce voltaj ihtiyacı, sonra akım ihtiyacı, sonra gerekiyorsa çalışma süresi. Bu sıra korunursa tek pil mi, 2S mi, 3S mi, 4S mi kullanılacağı daha net anlaşılır. Ardından paralel sayısı belirlenir ve yaklaşık paket kapasitesi ortaya çıkar. Farklı pil kimyalarının davranışını karşılaştırmak isterseniz Li-ion, Li-Po ve LiFePO4 piller hakkında yazısı da yararlı olabilir.
Bu araç da tam olarak bu mantıkla hazırlanmıştır. Üst bölüm temel kullanıcı için olabildiğince sade tutulmuştur. Alt bölüm ise isteyen kullanıcıya biraz daha ayrıntılı yönlendirme verir. Kısacası amaç, pil paketi mantığını gereksiz teknik yük bindirmeden daha anlaşılır hale getirmektir.