Beim Bau eines 48-V-20-Ah-Akkupacks ist es für die richtige Konfiguration entscheidend, wie viele 18650-Akkus Sie benötigen. Der 18650-Akku ist einer der am häufigsten verwendeten wiederaufladbaren Lithium-Ionen-Akkus in verschiedenen Anwendungen, darunter Elektrofahrzeuge (EVs), Solarenergiespeichersysteme und sogar in selbstgebauten Akkupacks. In diesem Artikel untersuchen wir die Anzahl der benötigten 18650-Akkus für ein 48-V-20-Ah-Akkupack und geben Einblicke in die Berechnung der richtigen Akkukonfiguration.

• Die Grundlagen von 18650-Batterien verstehen
• Bestimmung der Kapazität von 18650-Batterien für ein 20-Ah-Paket
• Optimierung des Batteriepack-Designs
• Vorteile der Verwendung von 18650-Batterien
• Anwendungen für 48V 20Ah Akkupacks
• So warten Sie einen 18650-Akku

Die Grundlagen von 18650-Batterien verstehen

Der 18650-Akku, benannt nach seiner Größe (18 mm Durchmesser und 65 mm Länge), bietet typischerweise eine Nennspannung von 3,7 V und eine typische Kapazität zwischen 2000 mAh (2 Ah) und 3500 mAh (3,5 Ah), je nach Hersteller und Modell. Beim Erstellen eines Akkupacks für eine bestimmte Spannung und Kapazität ist es wichtig zu wissen, wie diese Akkus in Reihe und parallel geschaltet werden, um die gewünschte Leistung zu erzielen.

So sind 18650-Batterien konfiguriert

Um einen individuellen Akkupack, beispielsweise einen 48-V-20-Ah-Akkupack, zu bauen, werden zwei Hauptanschlussarten verwendet: Reihen- und Parallelschaltung. Reihengeschaltete Akkus erhöhen die Spannung, parallelgeschaltete Akkus hingegen die Kapazität (Amperestunden oder Ah).

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Berechnung des Spannungsbedarfs

Um die Anzahl der benötigten 18650-Akkus zu ermitteln, muss zunächst der Spannungsbedarf berechnet werden. Ein Standard-18650-Akku liefert eine Nennspannung von 3,7 V (bei einer Ladespannung von 4,2 V und einer Entladespannung von 3,0 V). Für ein 48-V-System benötigen wir einen Akkupack, der die gewünschte Spannung liefert.

Um 48 V zu erreichen, müssten Sie 13 dieser 18650-Batterien in Reihe schalten, da 13 x 3,7 V = 48,1 V. Dies liegt nahe genug am 48-V-Ziel, wenn man bedenkt, dass die Batterien auf eine volle Spannung von 4,2 V aufgeladen werden, wodurch die Gesamtspannung bei voller Ladung 54,6 V beträgt.

Bestimmung der Kapazität von 18650-Batterien für ein 20-Ah-Paket

Sobald der Spannungsbedarf erfüllt ist, besteht der nächste Schritt darin, zu bestimmen, wie viele Batterien benötigt werden, um die Kapazität von 20 Ah zu erreichen.

Reihenschaltung: Spannungsüberlegungen

Wie bereits erwähnt, liefern 13 in Reihe geschaltete 18650-Akkus die benötigten 48 V. Die Reihenschaltung der Akkus hat jedoch keinen Einfluss auf die Gesamtkapazität; sie erhöht lediglich die Spannung. Um die gewünschte Kapazität von 20 Ah zu erreichen, müssen zusätzliche Akkus parallel geschaltet werden.

Parallelschaltung: Überlegungen zur Kapazität

Jeder 18650-Akku hat typischerweise eine Kapazität von etwa 2 bis 3 Ah. Für einen 20-Ah-Akkupack benötigen Sie genügend parallel geschaltete Akkus, um die gesamte benötigte Kapazität bereitzustellen. Wenn jeder 18650-Akku eine Kapazität von 2 Ah hat, benötigen Sie mindestens 10 parallel geschaltete Akkus, um die 20-Ah-Kapazität zu erreichen (10 x 2 Ah = 20 Ah).

Um einen 48-V-20-Ah-Akkupack zu bauen, benötigen Sie also eine Kombination aus 13 in Reihe geschalteten Akkus, um die erforderliche Spannung zu erreichen, und 10 parallel geschalteten Akkus, um die gewünschte Kapazität zu erreichen.

Damit beträgt die Gesamtzahl der 18650-Batterien 13 x 10 = 130 Batterien. Mit dieser Konfiguration erhalten Sie einen 48-V-Akku mit einer Gesamtkapazität von 20 Ah.

Optimierung des Batteriepack-Designs

Verwendung von 18650-Batterien mit hoher Kapazität

Während für einen 48-V-20-Ah-Akkupack mit 2-Ah-Akkus 130 18650-Akkus benötigt werden, lässt sich die Gesamtzahl der Akkus durch den Einsatz von Zellen mit höherer Kapazität reduzieren. Bei Verwendung von 3-Ah-18650-Akkus benötigen Sie beispielsweise nur 7 parallel geschaltete Akkus (7 x 3 Ah = 21 Ah), wodurch sich die Gesamtzahl der benötigten Akkus verringert.

Wenn also 13 Batterien in Reihe geschaltet sind und parallel 3-Ah-18650-Batterien verwendet werden, verringert sich die Gesamtzahl der Batterien auf 13 x 7 = 91 Batterien.

Batteriekonfigurationen für mehr Effizienz

Bei der Entwicklung eines Akkupacks ist es wichtig, die Konfiguration hinsichtlich Effizienz und Sicherheit zu berücksichtigen. Die ordnungsgemäße Verwaltung der Zellen durch ein Batteriemanagementsystem (BMS) ist entscheidend, um ein Überladen oder Entladen einzelner Zellen zu vermeiden und den sicheren und effizienten Betrieb des Akkupacks zu gewährleisten. Ein BMS hilft, die Ladung zwischen den Zellen auszugleichen und so Schäden am Akkupack zu vermeiden.

Vorteile der Verwendung von 18650-Batterien

Energiedichte und Langlebigkeit

Einer der Gründe für die Beliebtheit von 18650-Akkus im Akkupackbau ist ihre hohe Energiedichte , die eine relativ kompakte Bauweise bei hoher Leistung ermöglicht. Diese Akkus bieten zudem eine hervorragende Lebensdauer und erreichen je nach Nutzung und Wartung typischerweise 500 bis 1000 Ladezyklen.

Kosteneffizienz

Im Vergleich zu anderen Batterietypen bieten 18650-Zellen eine kostengünstige Lösung für den Bau eines Hochleistungs-Akkupacks. Ihre Verfügbarkeit, Erschwinglichkeit und relativ einfache Integration in kundenspezifische Packs machen sie zur ersten Wahl für Heimwerkerprojekte und kommerzielle Anwendungen.

Anwendungen für 48V 20Ah Akkupacks

Ein 48-V-20-Ah-Akkupack mit 18650-Batterien kann in verschiedenen Anwendungen eingesetzt werden, darunter:

• Elektrofahrzeuge (EVs) : Viele E-Bikes, Roller und andere kleine Elektrofahrzeuge verwenden 48-V-Systeme, die von 18650-Batterien gespeist werden.
• Speicherung von Solarenergie : 48-V-Systeme werden häufig in netzunabhängigen Solarstromspeichersystemen verwendet, in denen tagsüber erzeugte Energie für die Nutzung in der Nacht gespeichert wird.
• Unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV) : Für Notstromlösungen bietet ein 48-V-20-Ah-Akkupack genügend Kapazität, um wichtige Geräte während eines Stromausfalls am Laufen zu halten.

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So warten Sie einen 18650-Akku

Die Erhaltung des Zustands Ihres 18650-Akkus ist wichtig, um Langlebigkeit und optimale Leistung zu gewährleisten. Hier sind einige Tipps:

• Lade- und Entladezyklen : Vermeiden Sie Tiefentladungen und Überladungen. Idealerweise sollte der Akku zwischen 20 % und 80 % geladen sein.
• Temperaturmanagement : Bewahren Sie Ihren Akku in einer kühlen, trockenen Umgebung auf, um eine Überhitzung zu vermeiden, die die Leistung und Lebensdauer des Akkus beeinträchtigen kann.
• Regelmäßige Überwachung : Verwenden Sie ein Batteriemanagementsystem (BMS), um den Zustand jeder Zelle zu überwachen und sicherzustellen, dass alle Zellen ausgeglichen sind und ordnungsgemäß funktionieren.

Ein 48-V-Akkupack mit 20 Ah benötigt 13 in Reihe geschaltete 18650-Akkus, um den Spannungsbedarf zu decken. Um die gewünschte Kapazität zu erreichen, benötigen Sie bei 2-Ah-Zellen 10 parallel geschaltete Akkus oder weniger Akkus bei 18650-Zellen mit höherer Kapazität (z. B. 3 Ah). Durch sorgfältige Auswahl der richtigen Akkus und Konfiguration können Sie ein effizientes und leistungsstarkes 48-V-Akkupack für verschiedene Anwendungen erstellen. Das Verständnis der Rolle von Reihen- und Parallelschaltungen ist entscheidend für die Entwicklung des passenden Akkupacks für Ihre Anforderungen.

Beim Bau eines 48-V-20-Ah-Akkupacks ist es wichtig, Kapazität, Spannung und Konfiguration der 18650-Akkus zu berücksichtigen, um die gewünschte Leistung zu erzielen. Ob Heimwerkerprojekt oder Systementwicklung für den gewerblichen Einsatz – dank ihrer Vielseitigkeit und Effizienz eignen sich 18650-Akkus hervorragend für die Herstellung leistungsstarker Akkupacks.