ما هي حاسبة مجموعة البطاريات (توالي/توازي)؟
تحسب هذه الأداة إجمالي الجهد والسعة والطاقة لمجموعة بطاريات مبنية من خلايا متماثلة موصّلة بنظام توالي–توازي (SxP). وهي أداة لا غنى عنها عند بناء بطاريات الدراجات الكهربائية، وبنوك تخزين الطاقة الشمسية، وجدران الطاقة المنزلية (DIY Power Wall)، وبطاريات أجهزة التحكم عن بُعد (RC)، وأي مشروع يعتمد على خلايا من نوع 18650 أو LiFePO4 أو خلايا الجراب (Pouch).
كيفية الاستخدام
أدخل الجهد الاسمي للخلية الواحدة (مثلاً 3.7 فولت لخلية ليثيوم-أيون نموذجية) وسعتها بالأمبير·ساعة (Ah). ثم أدخل عدد الخلايا الموصّلة على التوالي وعدد السلاسل الموصّلة على التوازي. تعرض الحاسبة فورًا جهد المجموعة وسعتها وإجمالي الطاقة المخزّنة (واط·ساعة) والعدد الكلي للخلايا.
شرح المعادلة
عند توصيل الخلايا على التوالي تتجمع قيم جهدها بينما تبقى السعة ثابتة، لذا:
$$V_{pack} = \text{Cell V} \times \text{Series}$$وعند توصيل الخلايا على التوازي تتجمع سعاتها بينما يبقى الجهد ثابتًا، لذا:
$$Ah_{pack} = \text{Cell Ah} \times \text{Parallel}$$أما إجمالي الطاقة بالواط·ساعة فيساوي ببساطة جهد المجموعة × سعة المجموعة. والعدد الكلي للخلايا = التوالي × التوازي.
$$Wh_{pack} = V_{pack} \times Ah_{pack} \qquad N_{cells} = \text{Series} \times \text{Parallel}$$
مثال محلول
لنفترض أنك تستخدم خلايا 18650 بجهد 3.7 فولت وسعة 3.0 أمبير·ساعة في مجموعة 4S3P (4 على التوالي و3 على التوازي). جهد المجموعة:
$$V_{pack} = 3.7 \times 4 = 14.8 \text{ فولت}$$سعة المجموعة:
$$Ah_{pack} = 3.0 \times 3 = 9.0 {\text{ أمبير}\cdot\text{ساعة}}$$الطاقة:
$$Wh_{pack} = 14.8 \times 9.0 = 133.2 {\text{ واط}\cdot\text{ساعة}}$$وستحتاج إلى \(4 \times 3 = 12\) خلية إجمالًا.
الأسئلة الشائعة
هل يزيد التوصيل على التوالي من السعة؟ لا — التوالي يزيد الجهد، والتوازي يزيد السعة (الأمبير·ساعة). أما الطاقة (الواط·ساعة) فتزداد في الحالتين.
ما الجهد الذي ينبغي استخدامه لكل خلية؟ استخدم الجهد الاسمي: نحو 3.7 فولت لليثيوم-أيون، و3.2 فولت لـ LiFePO4، و2.0 فولت لخلايا الرصاص الحمضية، و1.2 فولت لخلايا النيكل-هيدريد الفلزي (NiMH).
لماذا تهمّ قيمة الواط·ساعة؟ يقيس الواط·ساعة إجمالي الطاقة المخزّنة بصرف النظر عن طريقة التوصيل، ما يجعله أفضل وسيلة لمقارنة المجموعات وتقدير زمن التشغيل.
