18650 batarya paketi, hücreler önce paralel gruplara, sonra bu gruplar seriye bağlanarak yapılır. Örneğin 3S2P pakette altı hücre bulunur; nominal 11,1V, tam şarjda 12,6V verir ve kapasite tek hücrenin iki katıdır. Hücreler eşleştirilmeli, bağlantılar punta kaynağıyla yapılmalı ve paket mutlaka bir BMS ile korunmalıdır.
Elektrikli bisiklet, taşınabilir güç kutusu, robot ya da akülü alet için 18650 hücrelerden batarya paketi yapmak mümkündür. Ancak Li-ion hücreler yanlış bağlandığında ısınabilir, alev alabilir ve söndürülmesi zor yangınlara yol açabilir. Bu yazıda seri ve paralel bağlantının mantığını, 3S2P örnek paketi, BMS bağlantısını, hücre eşleştirmeyi ve neden lehim yerine punta kaynağı kullanıldığını anlatıyoruz. Tek hücrenin temel özellikleri için 18650 pil rehberimize bakabilirsiniz.
Güvenlik uyarısı: Li-ion hücreler kısa devrede çok yüksek akım verir; bir anahtar, tel ya da cımbız bile kıvılcım ve yanığa neden olabilir. Çalışırken metal takı takmayın, hücre kutuplarını yalıtın ve yanmaz bir zeminde çalışın. Ezilmiş, şişmiş, kılıfı yırtık ya da ısınan hücreyi pakete koymayın.
18650 batarya paketi nedir?
18650 batarya paketi, birden fazla 18650 Li-ion hücrenin seri ve paralel bağlanıp bir koruma devresiyle (BMS) birleştirildiği, istenen gerilim ve kapasiteyi veren bir enerji kaynağıdır. Paketin adı genellikle "3S2P" gibi yazılır. S seri bağlı grup sayısını, P her gruptaki paralel hücre sayısını gösterir.
Seri ve paralel bağlantı paketi nasıl etkiler?
Seri bağlantı gerilimi, paralel bağlantı kapasiteyi ve verilebilecek akımı artırır. Seri bağlı hücrelerde gerilimler toplanır, kapasite değişmez. Paralel bağlı hücrelerde gerilim aynı kalır, kapasiteler toplanır. Bu konunun temeli seri ve paralel bağlantı yazımızda ayrıntılı anlatılıyor.
| Paket | Hücre sayısı | Nominal gerilim | Tam şarj | Kapasite (2600 mAh hücre) |
|---|---|---|---|---|
| 1S2P | 2 | 3,7V | 4,2V | 5200 mAh |
| 2S2P | 4 | 7,4V | 8,4V | 5200 mAh |
| 3S1P | 3 | 11,1V | 12,6V | 2600 mAh |
| 3S2P | 6 | 11,1V | 12,6V | 5200 mAh |
| 4S2P | 8 | 14,8V | 16,8V | 5200 mAh |
Tablodaki değerler 3,7V nominal ve 4,2V tam şarj gerilimli hücrelere göredir. Örneğin 3,7V 2600mAh 18650 Li-ion başsız pil ile kurulan 3S2P paketin enerjisi yaklaşık 11,1V × 5,2Ah ≈ 57,7 Wh eder.
3S2P batarya paketi nasıl bağlanır?
3S2P pakette önce hücreler ikişer ikişer paralel bağlanır, sonra bu üç grup seri bağlanır ve BMS denge kabloları grupların arasına takılır. Aşağıdaki adımlar genel bir yöntemdir; kullandığınız BMS'nin bağlantı şemasına mutlaka uyun.
- Altı hücrenin gerilimini ölçün; paralel bağlanacak hücrelerin gerilimleri birbirine çok yakın olmalıdır.
- Hücreleri tutucu ya da ayırıcı ile yerleştirin; her paralel grupta iki hücrenin artı kutbu aynı yöne bakmalıdır.
- Her grubun iki hücresini nikel şeritle paralel bağlayın (P1, P2, P3).
- P1'in artısını P2'nin eksisine, P2'nin artısını P3'ün eksisine bağlayarak grupları seri hale getirin.
- BMS'nin B- ucunu P1'in eksisine, B1 ucunu P1 ile P2'nin birleşimine, B2 ucunu P2 ile P3'ün birleşimine, B+ ucunu P3'ün artısına bağlayın.
- Yükü ve şarj cihazını BMS'nin P- ucu ile paketin artısı arasına bağlayın.
- Paketin toplam gerilimini ölçün, kutupları yalıtın ve paketi makaronla kaplayın.
Bu yapı için 3S 10A 18650 BMS koruma devresi gibi bir 3S BMS kullanılır. Daha yüksek akım gereken projelerde 3S 20A 12,6V Li-ion BMS tercih edilebilir; seçilen BMS'nin akımı, yükün çektiği en yüksek akımın üzerinde olmalıdır. BMS'nin görevleri ve bağlantısının ayrıntıları BMS nedir, nasıl bağlanır yazımızdadır.
Hücre eşleştirme neden önemlidir?
Eşleşmeyen hücreler pakette farklı hızda dolup boşalır; zayıf hücre her döngüde daha fazla zorlanır ve paketin ömrünü belirler. Seri bağlı gruplardan biri diğerlerinden önce boşalırsa BMS paketi erken keser ve kullanılabilir kapasite düşer. Bu nedenle bir pakette aynı marka, aynı model ve mümkünse aynı üretim partisinden hücreler kullanılır.
- Kapasite: Hücrelerin kapasitesini 18650 kapasite ölçer deşarj modülü gibi bir cihazla ölçüp birbirine yakın olanları aynı pakete koyun.
- Gerilim: Paralel bağlamadan önce hücreleri aynı gerilime getirin; farklı gerilimdeki hücreler bağlandığı anda birbirine yüksek akımla şarj olur.
- Kullanılmış hücreler: Eski dizüstü bilgisayar hücrelerini yeni hücrelerle karıştırmayın.
Punta kaynak mı lehim mi kullanılmalı?
18650 hücreler punta (nokta) kaynağıyla bağlanmalıdır; hücreye doğrudan lehim yapmak önerilmez. Havya, hücre kutbuna uzun süre ısı verir ve bu ısı hücrenin içindeki ayırıcıya ve kimyasal yapıya zarar verebilir. Hasar dışarıdan görünmeyebilir ama hücrenin ömrünü kısaltabilir ve güvenliğini azaltabilir.
Punta kaynağı çok kısa süreli yüksek bir akım darbesiyle nikel şeridi hücreye kaynatır; ısı küçük bir noktada ve kısa sürede kalır. Bu iş için DH30 ekranlı punta nokta kaynak modülü ve 4'lü nikel şerit punta teli kullanılabilir. Hücrelerin artı kutbundaki kenar yalıtımı için 18650 izolasyon contası ezilmeye karşı ek koruma sağlar.
Pakete uygun hücreleri lityum iyon pil kategorisinde kapasite ve başlık tipine göre seçebilirsiniz.
Sık sorulan sorular
3S2P paket kaç volt verir?
3,7V nominal hücrelerle kurulan 3S2P paket nominal 11,1V, tam şarjda 12,6V verir. Seri bağlı üç grubun gerilimleri toplanır; paralel bağlı hücre sayısı gerilimi değiştirmez. Paket boşaldıkça gerilim düşer ve BMS, hücre gerilimi alt sınıra indiğinde çıkışı keser. Kesme gerilimi kullanılan BMS'ye ve hücre veri sayfasına göre değişir.
BMS olmadan 18650 paket kullanılır mı?
Kullanılmamalıdır. BMS, hücreleri aşırı şarja, aşırı deşarja, aşırı akıma ve kısa devreye karşı korur. Seri bağlı paketlerde hücre gruplarının gerilimlerini ayrı ayrı izler. BMS olmadan bir grup aşırı şarj olabilir ya da çok derin boşalabilir. Bu durum hücre hasarına, ısınmaya ve yangın riskine yol açar; dengeli şarj için balanslı BMS tercih edilir.
Farklı kapasitedeki hücreler aynı pakette kullanılır mı?
Önerilmez. Farklı kapasitedeki hücreler aynı akımla farklı hızda dolar ve boşalır. Seri bağlantıda küçük kapasiteli hücre önce boşalır ve paketin tamamının kapasitesini belirler; zamanla daha hızlı yıpranır. Aynı paketteki tüm hücrelerin aynı model olması, kapasitelerinin ölçülüp eşleştirilmesi ve birlikte kullanılmaya başlanması en sağlıklı yoldur.
18650 hücreye lehim yapılırsa ne olur?
Lehim sırasında havyanın ısısı hücrenin kutbundan içeri iletilir. Uzun süre ısıtılan bir hücrede ayırıcı ve elektrolit zarar görebilir; bu hasar kapasite kaybı, iç direnç artışı ya da ileride ısınma olarak ortaya çıkabilir. Hasar her zaman hemen görülmez. Bu nedenle paket yapımında nikel şerit ve punta kaynağı kullanılması tavsiye edilir.
Paralel bağlanacak hücrelerin gerilimi ne kadar yakın olmalı?
Mümkün olduğunca yakın olmalıdır. Gerilim farkı büyükse, hücreler bağlandığı anda yüksek gerilimli hücre düşük gerilimliyi yüksek akımla şarj eder. Bu akım hücreleri ısıtabilir ve bağlantı noktasında kıvılcım oluşturabilir. Pratikte hücreler bağlanmadan önce aynı şarj cihazında aynı seviyeye getirilir ve gerilimleri multimetreyle ölçülerek karşılaştırılır.
Özet
- Seri bağlantı gerilimi, paralel bağlantı kapasiteyi artırır; 3S2P paket 6 hücreden oluşur.
- 2600 mAh hücrelerle 3S2P paket nominal 11,1V, tam şarjda 12,6V ve 5200 mAh verir.
- BMS'nin B-, B1, B2 ve B+ uçları seri grupların uçlarına ve birleşim noktalarına bağlanır.
- Hücreler aynı model olmalı, kapasite ve gerilimleri eşleştirilmelidir.
- Bağlantılar nikel şerit ve punta kaynağıyla yapılmalı, hücreye doğrudan lehim yapılmamalıdır.