LiPoバッテリー構成における電圧差の理解

5年2025月XNUMX日

リー・パン博士

湖北大学理学博士、中南大学材料科学工学博士。高性能電極材料、防爆電池、低温電池の分野で長年研究を行い、確固たる科学研究のバックグラウンドと豊富な実務経験を有する。

LiPoバッテリーの電圧は、リチウムポリマーバッテリーの電位を指し、性能と互換性を左右する重要な要素です。各LiPoセルの公称電圧は3.7Vです。1S、2S、3Sといった構成では、複数のセルを直列に接続することで、多様な用途に合わせて電圧を調整できます。例えば、

1S: 公称3.7V
2S: 公称7.4V
3S: 公称11.1V

このようなバリエーションにより、ドローン、RC 車両、産業用ツールなどのデバイスの電力ニーズを満たすことができます。

主要なポイント（要点）

LiPoバッテリーは通常、セルあたり3.7Vです。1S、2S、3Sなどの構成では、デバイスの電圧が上がります。
LiPoバッテリーの電圧を頻繁にチェックし、過充電や過放電を防ぎましょう。これにより、バッテリーの寿命が長くなり、安全性も高まります。
適切なLiPoバッテリーを選ぶことが重要です。最適な結果を得るには、バッテリーの電圧とサイズをデバイスに合わせてください。

パート1：LiPoバッテリーの電圧を理解する

1.1 単一セルの電圧範囲

LiPoバッテリー（リチウムポリマーバッテリー）は、高いエネルギー密度と汎用性で知られています。LiPoバッテリーの各セルの公称電圧は3.7Vです。この値は放電時の平均電圧を表しています。ただし、実際の電圧範囲は充電状態によって異なります。完全に充電されたセルは4.2Vに達しますが、放電したセルは約3.0Vまで低下します。この範囲外での使用は、バッテリーを損傷したり、寿命を縮めたりする可能性があります。

単一セルの電圧範囲は、バッテリーパック全体の性能を決定する上で非常に重要です。例えば、安定した出力を必要とするデバイスは、LiPoセルが提供する安定した電圧に依存しています。この特性により、LiPoセルはドローン、ロボット工学、民生用電子機器などの用途に最適です。

先端過充電や過放電を防ぐため、バッテリー管理システム（BMS）を使用してLiPoバッテリーの電圧を常に監視してください。BMSの詳細については、こちらをご覧ください。バッテリー管理システムの動作とコンポーネント.

1.2 構成に応じて電圧がどのように変化するか

LiPoバッテリーは、複数のセルを直列に接続することで、より高い電圧出力を実現します。セルを追加するごとに、合計電圧は3.7V（公称値）増加します。例えば、2セル直列接続の7.4S LiPoバッテリーの公称電圧は3Vです。同様に、11.1S構成ではXNUMXVとなります。このスケーリング動作により、特定のデバイスの要件に合わせてバッテリーの電圧をカスタマイズできます。

次の表は、さまざまな構成とセルタイプによって電圧がどのように変化するかを示しています。

	細胞数	電圧出力
1S（リポ）	1	3.7V
2S（リポ）	2	7.4V
3S（リポ）	3	11.1V
4S（リチウムイオン）	4	14.4V
電動自転車バッテリー	36V（リチウムイオン）	36V
スターターバッテリー	18（鉛蓄電池）	42V

このスケーラビリティにより、LiPoバッテリーは小型家電から産業用ツールまで、幅広い用途に適しています。例えば、2S LiPoバッテリーはラジコンカーによく使用され、より高容量のバッテリーはドローンやUAVに使用されます。

1.3 一般的な構成の電圧範囲表

一般的なLiPo構成の電圧範囲を理解することは、パフォーマンスを最適化し、安全性を確保する上で不可欠です。以下の表は、1S、2S、3S構成における公称電圧、完全充電電圧、および放電電圧の詳細な内訳を示しています。

	公称電圧	完全に充電された	枯渇
1S	3.7V	4.2V	3.0V
2S	7.4V	8.4V	6.0V
3S	11.1V	12.6V	9.0V

さらに、3S LiPo バッテリーの充電状態は次のようにまとめられます。

充電の状態	電圧
完全に充電された	12.6V
50％充電済み	11.1V
枯渇	9.0V

これらの値は、動作中の電圧レベルを監視することの重要性を浮き彫りにしています。指定範囲を超える過充電または放電は、性能低下、過熱、さらには安全上の危険につながる可能性があります。

お願い: アプリケーションに適切な構成が不明な場合は、専門家に相談することを検討してください。 Large Power オファーカスタムバッテリーソリューションあなたのニーズに合わせて。

パート2：電圧と構成の比較

2.1 1S構成：特徴と使用例

1S LiPoバッテリーは、公称電圧3.7Vのリチウムポリマーセル1個で構成されています。この構成は軽量コンパクトであるため、サイズと重量が重要となる用途に最適です。ウェアラブル機器、小型ドローン、ポータブル家電製品などのデバイスでは、そのシンプルさと効率性から、XNUMXSバッテリーがよく使用されています。

1S LiPoバッテリーの主な特徴：

軽量LiPo バッテリーの柔軟なケースにより、従来の充電式バッテリーに比べて重量が軽減されます。
高エネルギー密度これらのバッテリーは、サイズに比べて大きなエネルギーを蓄え、小型デバイスの動作時間を延長します。
より高い排出率1S 構成は高い放電率を実現し、急激な電力を必要とするデバイスをサポートします。

先端: パフォーマンスの低下や安全上のリスクにつながる可能性がある過放電を防止するために、1S LiPo バッテリーの電圧を定期的に監視してください。

2.2 2S LiPoバッテリー：特性と使用例

2S LiPoバッテリーは7.4つのセルを直列に接続したもので、公称電圧は2Vです。この構成は出力とサイズのバランスが取れており、中距離用途に適しています。ラジコンカー、ドローン、一部の産業用ツールでは、信頼性の高い性能からXNUMXS LiPoバッテリーがよく使用されています。

性能比較：2S LiPo vs. リチウムイオン電池

以下の表は、2S LiPo バッテリーとリチウムイオンバッテリーの違いを示しています。

特性	2S LiPo	リチウムイオン
公称電圧	7.4V	3.6～3.7V（単セル）
エネルギー密度	130〜200 Wh / kg	150〜250 Wh / kg
最大排出率	通常30℃以上	通常1℃～3℃、高性能の場合は最大10℃
充電率	通常1C～2C	通常0.5℃～1℃
サイクル寿命	300〜500サイクル	500〜1000サイクル
自己放電率	より高い	低い、約1～2％/月
柔軟性	高くて形を変えられる	低く、通常は硬いケーシング
安全性	より敏感なので、慎重な取り扱いが必要です	比較的安定しているが、依然として注意が必要
主な用途	RCモデル、ドローン、ウェアラブル	スマートフォン、ノートパソコン、電気自動車

2S構成は放電率が高く柔軟性が高いため、高性能デバイスに適しています。ただし、過充電や物理的な損傷を避けるため、慎重な取り扱いが必要です。

2.3 3S以上の構成：特徴と使用例

3S LiPoバッテリーは11.1つのセルを直列に接続し、公称電圧4Vを供給します。6SやXNUMXSといった高電圧構成ではさらに電圧が高く、電力要件の厳しいデバイスにも対応できます。これらの構成は、ドローン、ラジコン航空機、産業用機器などで一般的に使用されています。

3S以上のLiPoバッテリーの利点:

ハイパワー出力: ドローンやRC車両など、大きなエネルギーを必要とする用途に適しています。
軽量これらのバッテリーは強力であるにもかかわらず軽量であり、ドローンなどのデバイスの機敏性を保証します。
コンパクトなフォームファクタ: 狭いスペースにも収まる設計で、汎用性を高めています。
急速充電: ダウンタイムを短縮し、より迅速な運用準備を可能にします。

3S以上のLiPoバッテリーの制限:

安全性の懸念これらのバッテリーは過充電や物理的な損傷に敏感なので、適切な保管と取り扱いが必要です。
寿命の短縮: LiFePO4 バッテリーと比較すると、3S 構成のサイクル寿命は短くなります。
費用: 大容量モデルは高価になる可能性があり、予算の考慮に影響します。
メンテナンスの必要性: バッテリーの状態を維持するには、定期的な監視とメンテナンスが不可欠です。

お願い: 産業用アプリケーションの場合、ニーズに最適な構成を決定するには専門家に相談することを検討してください。 Large Power 特定の要件に合わせてカスタマイズされたバッテリーソリューションを提供します。

1S、2S、3S、そしてそれ以上の構成の選択は、デバイスの電力需要と動作環境によって異なります。これらの違いを理解することで、最適なパフォーマンスと安全性を実現する適切なバッテリーを選択できます。

パート3：LiPo構成の応用

3.1 ドローンと無人航空機

LiPoバッテリーは、ドローンやUAV（無人航空機）の動力源として重要な役割を果たします。高いエネルギー密度により、余分な重量を増やすことなく飛行時間を延ばすことができます。一般向けドローンでは3Sまたは4S構成が一般的に使用されていますが、プロ仕様のUAVでは、より高い性能を得るために6S以上の構成が求められることがよくあります。

LiPoバッテリーは軽量であるため、ドローンは飛行中に機敏性と安定性を維持できます。さらに、高い放電率を実現できるため、急速な操縦や離陸時のモーターの電力需要にも対応できます。しかし、この用途では安全性への配慮が不可欠です。過充電や物理的な損傷は過熱につながり、ドローンの動作に支障をきたす可能性があります。

先端: 電圧レベルを監視し、安全な動作を確保するため、必ずバッテリー管理システム（BMS）を使用してください。BMSの詳細については、こちらをご覧ください。バッテリー管理システムの動作とコンポーネント.

3.2 RC車両とボート

RCカーやボートは、高出力と軽量設計のため、LiPoバッテリーに大きく依存しています。ほとんどのRCカーでは2Sまたは3S構成が理想的ですが、大型モデルやボートでは、最適なパフォーマンスを得るために4S以上の構成が必要になる場合があります。

LiPoバッテリーはエネルギー密度が高いため、RC愛好家は頻繁な充電をすることなく、より長時間の走行を楽しむことができます。さらに、バーストパワーを発揮できるため、素早い加速と高速走行が可能です。ただし、バッテリーの健全性を維持するために、過放電を避けるなどの安全対策を講じる必要があります。

お願い: RCのニーズに合わせたカスタムバッテリーソリューションについては、 Large Powerの専門家はこちら: カスタムバッテリーソリューション.

3.3 産業用および商業用電子機器

産業用および商業用電子機器において、LiPoバッテリーはその汎用性と効率性から高く評価されています。用途はロボット工学から医療機器、さらにはセキュリティシステムまで多岐にわたります。軽量設計と高いエネルギー密度により、携帯型工具や機器に最適です。

産業グレードのアプリケーションでは、厳しい電力要件を満たすために、6Sや8Sといった高容量構成のバッテリーがよく使用されます。これらのバッテリーは、過酷な環境でも安定した性能を発揮します。ただし、運用リスクを回避するためには、適切な保管や取り扱いといった安全上の配慮が不可欠です。

サステナビリティノートLiPoバッテリーは、産業用途における持続可能なエネルギーソリューションに貢献しています。持続可能性への取り組みについて詳しくは、こちらをご覧ください。での持続可能性 Large Power.

信頼性が高く、アプリケーションに特化したソリューションを求める企業にとって、 Large Power お客様独自の要件に合わせて設計されたカスタムバッテリー構成をご提供いたします。当社の製品ラインナップはこちらをご覧ください。カスタムバッテリーソリューション.

LiPoバッテリーの電圧と構成を理解することは、デバイスのパフォーマンスを最適化し、運用上の安全性を確保する上で不可欠です。適切な構成を選択することで、効率性を高め、過熱や過充電などのリスクを軽減できます。企業は、アプリケーション固有のニーズを優先し、安全性プロトコルを遵守することで、信頼性とコンプライアンスを維持する必要があります。

安全面	詳細説明
電気安全	過充電や過放電など、通常時および故障時の安全な動作を保証します。
機械的安全性	穴あけ、圧縮、衝撃による損傷に対する物理的な完全性を評価します。
熱的安全性	高温および低温条件下でのパフォーマンスを評価します。
環境安全	湿度と振動にさらされた状態での動作を調べます。
電磁両立性	有害な電磁干渉が放出されず、外部フィールドに対する耐性があることを保証します。
認定のメリット	安全保証：火災や爆発のリスクを軽減します。
	企業コンプライアンス：市場で受け入れられるための基準を満たしています。
	品質と信頼性: ユーザーに信頼感を与えます。
	世界市場へのアクセス: 国際貿易を促進します。
	責任軽減: メーカーと小売業者のリスクを軽減します。