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Calcolo pacco batterie (18650 e 21700)

Scegli la cella e quante metterne in serie e in parallelo: ottieni la tensione, la capacità, l’energia e la corrente massima del pacco, il BMS e il caricabatterie che servono, e quanto dura con il tuo carico.

Pacco
14,4 V · 6 Ah
4S2P · 8 celle
Energia
86,4 Wh
Corrente continua massima
30 A
Celle
8 · 384 g
Disposizione
−+4S2P
Pacco
S

Le celle in serie sommano la tensione.

P

Le celle in parallelo sommano capacità e corrente.

Cella

Le celle con il nome usano i dati del loro datasheet. Quelle generiche hanno valori tipici: sostituiscili con quelli del datasheet delle tue celle.

V
V
V
mAh
A
g
Carico (facoltativo)

Potenza o corrente ai morsetti del pacco. Lascia vuoto se ti servono solo i dati del pacco.

Dati del pacco

Tensione: carico / nominale / fine scarica16,8 V / 14,4 V / 10 V
Capacità6 Ah
Energia86,4 Wh
Corrente continua massima30 A
BMS4S, almeno 5 A continui
CaricabatterieCC/CV 16,8 V, circa 3 A (la carica standard del datasheet)
Autonomia con il carico2,9 h
Corrente per cella con il carico1,5 A per cella (0,5 C)
Massa delle celle384 g

Prima di costruirlo

Testo semplice, per i tuoi appunti o un forum.

Come funzionano serie e parallelo

Le celle in serie (S) sommano le tensioni; quelle in parallelo (P) sommano capacità e corrente. Un pacco 4S2P ha quattro gruppi in serie, ognuno fatto di due celle in parallelo: otto celle in tutto.

V = S × V_cella
Ah = P × Ah_cella
Wh = V × Ah
I_max = P × I_max,cella

Esempio con celle Samsung 30Q (3000 mAh, 15 A): 4S2P dà 4 × 3,6 = 14,4 V nominali, 16,8 V a piena carica e 10 V alla fine scarica di 2,5 V, 2 × 3 = 6 Ah, 14,4 × 6 = 86,4 Wh e fino a 2 × 15 = 30 A.

Configurazioni comuni

SerieNominale (3,6–3,7 V per cella)Carica completa (4,2 V per cella)Detto spesso
1S3,6–3,7 V4,2 V
2S7,2–7,4 V8,4 V
3S10,8–11,1 V12,6 V12 V
4S14,4–14,8 V16,8 V
5S18–18,5 V21 V
6S21,6–22,2 V25,2 V
7S25,2–25,9 V29,4 V24 V
10S36–37 V42 V36 V
13S46,8–48,1 V54,6 V48 V
14S50,4–51,8 V58,8 V52 V

Celle Li-ion: 3,6–3,7 V nominali e 4,2 V a piena carica. La fine scarica è tra 2,5 e 3,0 V per cella a seconda della cella; le celle LiFePO4 hanno 3,2 V nominali e 3,6–3,65 V a piena carica.

BMS, caricabatterie e fusibile

Il BMS (sistema di gestione della batteria) controlla ogni gruppo in serie e stacca il pacco in caso di sovraccarica, scarica eccessiva, sovracorrente e cortocircuito. Sceglilo per lo stesso numero di gruppi in serie e la stessa chimica, con una corrente nominale superiore al tuo carico massimo. Il caricabatterie deve essere CC/CV, impostato su S × 4,2 V (S × 3,6–3,65 V per le LiFePO4). Metti un fusibile sul cavo principale, dimensionato tra la corrente del carico e quella che celle e cavi reggono.

Viaggiare in aereo con un pacco batterie

Regole IATA per le batterie al litio di scorta portate dai passeggeri: fino a 100 Wh nel bagaglio a mano; da 100 a 160 Wh solo con l’approvazione della compagnia aerea e al massimo due; oltre 160 Wh solo come merce pericolosa. Le batterie di scorta non vanno mai in stiva, e le compagnie possono essere più restrittive. Possono volare solo batterie di un tipo collaudato secondo UN 38.3, e un pacco autocostruito di solito non lo è; copri i terminali con nastro isolante o cappucci.

Domande frequenti

Quante celle 18650 servono per 12 V?

Tre in serie (3S): 10,8–11,1 V nominali e 12,6 V a piena carica. Se la tensione deve restare sopra i 12 V per quasi tutta la scarica, usane quattro (4S, 14,4 V nominali, 16,8 V a piena carica) con un regolatore. Aggiungi celle in parallelo per avere più capacità.

E per 24 V o 36 V?

I dispositivi a 24 V di solito usano 7S (25,2 V nominali, 29,4 V a piena carica); i pacchi da 36 V delle bici elettriche sono 10S (36 V nominali, 42 V a piena carica). Con le LiFePO4, 4S dà 12,8 V e 8S 25,6 V.

Come si calcolano i Wh?

Moltiplica la tensione nominale per la capacità in Ah. Un pacco 4S2P di celle da 3 Ah fa 14,4 V × 6 Ah = 86,4 Wh, cioè otto celle da 10,8 Wh ciascuna.

Che BMS mi serve?

Uno per lo stesso numero di gruppi in serie e la stessa chimica (un BMS 4S Li-ion per un pacco 4S Li-ion), con una corrente continua nominale superiore al tuo carico massimo. Un BMS con bilanciamento mantiene i gruppi alla stessa tensione.

Posso mescolare celle di capacità diverse?

No. In serie la cella più piccola si scarica per prima e decide la capacità di tutto il pacco; in parallelo celle di tipo o età diversi si dividono male la corrente. Usa celle dello stesso modello, meglio se dello stesso lotto.

18650 o 21700?

Una cella 21700 misura 21 × 70 mm invece di 18 × 65 mm: 4000–5000 mAh invece di 3000–3500, con circa il 45 % di massa in più. Lo stesso pacco richiede meno celle e meno saldature.

Perché la tensione scende sotto carico?

Ogni cella ha una piccola resistenza interna: ad alta corrente la tensione cala, e risale a riposo. La fine scarica arriva quindi prima, e la capacità che ottieni ad alta corrente, e al freddo, è inferiore a quella nominale.