Bei Lithium-Akkupacks stoßen wir häufig auf Bezeichnungen wie „1S2P“ oder „15S1P“. Für Laien können diese Symbole verwirrend sein. Die Kenntnis ihrer Bedeutung ist jedoch unerlässlich, um den Aufbau und die Leistung von Lithium-Akkupacks zu verstehen. In diesem Artikel erläutern wir die Bedeutung von „S“ und „P“ und untersuchen ihre Auswirkungen auf Akkupacks.
Was bedeutet S in einem Lithium-Akkupack?
Bei einem Akkupack steht „S“ für „Seriell“. Werden mehrere Akkuzellen in Reihe geschaltet, addieren sich ihre Spannungen, während die Gesamtkapazität des Akkupacks (üblicherweise in mAh oder Ah angegeben) unverändert bleibt. Hat beispielsweise jede Akkuzelle eine Nennspannung von 3,7 V, wird ein Akkupack mit drei in Reihe geschalteten Akkuzellen als „3S“ bezeichnet, und die Gesamtspannung erreicht 11,1 V (3,7 V x 3). Der Hauptzweck der Reihenschaltung besteht darin, die Spannung des Akkupacks zu erhöhen, um den Anforderungen von Anwendungen gerecht zu werden, die höhere Spannungen erfordern, wie z. B. Elektrowerkzeuge, Drohnen oder Elektrofahrzeuge.
Was bedeutet P in einem Lithium-Akkupack?
„P“ steht für „Parallel“. Bei der Parallelschaltung mehrerer Batteriezellen addieren sich ihre Kapazitäten, während die Gesamtspannung des Akkupacks der Spannung einer einzelnen Batteriezelle entspricht. Am Beispiel einer 3,7-V-Lithiumbatterie verdoppelt sich die Kapazität des Akkupacks, wenn zwei solcher Zellen parallel geschaltet werden, während die Spannung bei 3,7 V bleibt. Diese Konfiguration wird „2P“ genannt. Der Hauptzweck der Parallelschaltung besteht darin, die Kapazität des Akkupacks zu erhöhen, um die Nutzungsdauer des Geräts zu verlängern oder eine höhere Stromabgabe zu ermöglichen.
Warum S- oder P-Konfiguration verwenden?
In der Praxis werden Akkupacks üblicherweise mit einer Kombination aus Reihen- und Parallelschaltungen kombiniert, um ein optimales Verhältnis zwischen Spannung und Kapazität zu gewährleisten. Beispielsweise besteht ein „3S2P“-Akkupack aus drei in Reihe geschalteten Akkuzellen und zwei Gruppen dieser Reihenzellen parallel. Eine solche Konfiguration kann Spannung und Kapazität des Akkupacks gleichzeitig erhöhen und so spezifische Anwendungsanforderungen erfüllen. Durch die flexible Anpassung der Anzahl von S und P kann das Akkupack an die Spannungs- und Kapazitätsspezifikationen verschiedener Geräte angepasst werden.
Der Einfluss von S und P auf den Akkupack
Spannungs- und Kapazitätsregelung:
Durch Erhöhen der Anzahl der S (Serie) kann die Spannung des Akkupacks erhöht werden, was für Geräte, die eine hohe Spannung benötigen, sehr nützlich ist.
Durch Erhöhen der P-Anzahl (parallel) können Kapazität und Ausgangsstrom des Akkupacks erhöht werden, was insbesondere bei Geräten wichtig ist, die einen Langzeitbetrieb oder hohen Strom benötigen.
Optimierung der Energiedichte:
Durch Auswahl der geeigneten Kombination aus S und P kann die Energiedichte des Akkupacks optimiert werden, wodurch sichergestellt wird, dass das Akkupack unter den Bedingungen von Größen- und Gewichtsbeschränkungen immer noch ausreichend Leistung liefern kann.
Sicherheit und Zuverlässigkeit:
Eine sinnvolle Konfiguration von S und P kann sich auch auf die Sicherheit und Zuverlässigkeit des Akkupacks auswirken. Beispielsweise kann eine Erhöhung der Anzahl parallel geschalteter Batteriezellen die Belastung einer einzelnen Batteriezelle reduzieren, wodurch die Batterielebensdauer verlängert und das Risiko einer Überhitzung verringert wird.
Anpassbarkeit an Anwendungsszenarien:
Unterschiedliche Anwendungsszenarien stellen unterschiedliche Anforderungen an Spannung und Kapazität. Die Flexibilität der S- und P-Konfiguration ermöglicht es Akkupacks, sich diesen unterschiedlichen Anforderungen besser anzupassen. Beispielsweise benötigen Elektrofahrzeuge in der Regel Akkupacks mit hoher Spannung und großer Kapazität, während Smartphones Akkupacks mit großer Kapazität und kleinem Volumen benötigen.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass S und P bei Akkupacks eine entscheidende Rolle spielen. Sie bestimmen nicht nur die grundlegenden elektrischen Eigenschaften des Akkupacks, sondern beeinflussen auch dessen Gesamtleistung, Einsatzszenarien und Lebensdauer. Das Verständnis der Bedeutung und Rolle von S und P hilft uns, Akkupacks, die spezifische Anforderungen erfüllen, besser auszuwählen und zu konstruieren und sicherzustellen, dass die Geräte in der Praxis eine gute Leistung erbringen.
Veröffentlichungszeit: 21. August 2024