Qué significa 10S4P, 13S5P o 7S3P en una batería de litio

Las expresiones 10S4P, 13S5P o 7S3P describen cómo están conectadas las celdas dentro de una batería. La letra S indica cuántos grupos están conectados en serie y la letra P, cuántas celdas están conectadas en paralelo dentro de cada grupo.

Saber qué significa 10S4P permite calcular el número total de celdas, identificar el voltaje aproximado del pack y conocer cómo se obtiene su capacidad. También es imprescindible para elegir correctamente el BMS y el cargador.

Una configuración no indica por sí sola la química, la capacidad ni la corriente máxima de la batería. Para conocer esos datos también hay que identificar las celdas utilizadas y consultar sus especificaciones.

Qué significan las letras S y P

Las letras S y P representan los dos tipos de conexión utilizados habitualmente para construir un pack de baterías.

Qué significa la letra S

La letra S procede de series y representa el número de grupos conectados en serie.

Al aumentar el número de grupos en serie:

  • aumenta el voltaje del pack;
  • la capacidad en Ah no se suma;
  • aumenta la energía total almacenada;
  • se necesita un BMS compatible con ese número de series;
  • cambia la tensión necesaria del cargador.

Por ejemplo, una batería 10S contiene diez grupos conectados en serie.

Qué significa la letra P

La letra P procede de parallel y representa el número de celdas conectadas en paralelo dentro de cada grupo.

Al aumentar el número de celdas en paralelo:

  • aumenta la capacidad en Ah;
  • aumenta la energía almacenada;
  • puede aumentar la corriente disponible;
  • el voltaje del grupo permanece igual.

Una configuración 4P tiene cuatro celdas conectadas en paralelo en cada grupo.

Victron Energy explica también que una conexión en serie aumenta el voltaje, mientras que una conexión en paralelo aumenta la capacidad, en su guía técnica Wiring Unlimited.

Qué significa 10S4P en una batería de litio

Una batería 10S4P está formada por:

  • 10 grupos conectados en serie;
  • 4 celdas conectadas en paralelo dentro de cada grupo.

Cada grupo paralelo se comporta como una unidad de mayor capacidad. Después, los diez grupos se conectan en serie para obtener el voltaje total del pack.

La configuración puede representarse así:

10 grupos en serie × 4 celdas por grupo = 40 celdas

Por tanto, una batería 10S4P contiene un total de 40 celdas.

Si se utilizan celdas Li-ion convencionales de 3,6 V nominales y 3000 mAh:

  • voltaje nominal: 36 V;
  • voltaje máximo: 42 V;
  • capacidad: 12 Ah;
  • energía nominal aproximada: 432 Wh.

Cómo calcular el número total de celdas

Para calcular cuántas celdas contiene un pack se multiplican los valores S y P:

Número total de celdas = S × P

Algunos ejemplos:

ConfiguraciónCálculoNúmero de celdas
7S3P7 × 321
10S4P10 × 440
13S5P13 × 565
14S6P14 × 684
20S8P20 × 8160

Este cálculo indica únicamente la cantidad de celdas. No permite conocer su capacidad, química, estado o corriente máxima.

Dos baterías 10S4P pueden tener características muy diferentes si utilizan modelos de celda distintos.

Ejemplo de una batería 10S4P

Supongamos que construimos una batería 10S4P con celdas Li-ion de:

  • 3,6 V nominales;
  • 4,2 V de tensión máxima;
  • 3000 mAh de capacidad.

Voltaje nominal

Los diez grupos conectados en serie suman sus voltajes:

10 × 3,6 V = 36 V

La batería tiene una tensión nominal de 36 V.

Voltaje máximo

Cuando las celdas están completamente cargadas:

10 × 4,2 V = 42 V

Por tanto, la batería necesita un cargador adecuado para un pack Li-ion 10S, normalmente con una salida final de 42 V.

Capacidad

Las cuatro celdas conectadas en paralelo suman su capacidad:

4 × 3000 mAh = 12.000 mAh

Esto equivale a:

12.000 mAh = 12 Ah

Energía

La energía nominal aproximada sería:

36 V × 12 Ah = 432 Wh

Este pack contiene 40 celdas y ofrece aproximadamente 36 V, 12 Ah y 432 Wh nominales.

Ejemplo de una batería 13S5P

Una configuración 13S5P contiene:

13 × 5 = 65 celdas

Si utilizamos celdas Li-ion de 3,6 V y 3000 mAh:

Voltaje nominal

13 × 3,6 V = 46,8 V

Este tipo de batería suele comercializarse como una batería de 48 V.

Voltaje máximo

13 × 4,2 V = 54,6 V

El cargador debe ser compatible con la química y configuración del pack. Para este ejemplo Li-ion 13S, la tensión final habitual sería de 54,6 V.

Capacidad

5 × 3000 mAh = 15.000 mAh

La batería tendría una capacidad de 15 Ah.

Energía

46,8 V × 15 Ah = 702 Wh

El resultado sería un pack de aproximadamente 46,8 V nominales, 15 Ah y 702 Wh.

Ejemplo de una batería 7S3P

Una configuración 7S3P contiene:

7 × 3 = 21 celdas

Utilizando nuevamente celdas Li-ion de 3,6 V y 3000 mAh:

Voltaje nominal

7 × 3,6 V = 25,2 V

Este tipo de pack puede aparecer comercialmente identificado como una batería de 24 V.

Voltaje máximo

7 × 4,2 V = 29,4 V

Capacidad

3 × 3000 mAh = 9000 mAh

La capacidad sería de 9 Ah.

Energía

25,2 V × 9 Ah = 226,8 Wh

El pack tendría aproximadamente 25,2 V nominales, 9 Ah y 226,8 Wh.

Cómo afecta la conexión en serie

La conexión en serie se utiliza principalmente para aumentar el voltaje.

Si cada celda tiene una tensión nominal de 3,6 V:

ConfiguraciónVoltaje nominalVoltaje máximo a 4,2 V por celda
3S10,8 V12,6 V
7S25,2 V29,4 V
10S36 V42 V
13S46,8 V54,6 V
14S50,4 V58,8 V

La capacidad del pack no aumenta por añadir más grupos en serie.

Si una celda tiene 3000 mAh, una configuración 10S1P continuará teniendo 3000 mAh, aunque su voltaje y energía total sean mayores.

Cómo afecta la conexión en paralelo

La conexión en paralelo aumenta la capacidad del grupo.

Con celdas de 3000 mAh:

Configuración en paraleloCapacidad resultante
1P3000 mAh
2P6000 mAh
3P9000 mAh
4P12.000 mAh
5P15.000 mAh

El voltaje no aumenta al conectar más celdas en paralelo.

También puede aumentar la corriente disponible, ya que la demanda se reparte entre varias celdas. Sin embargo, la corriente segura del pack no debe calcularse únicamente multiplicando la cifra indicada en la celda.

También hay que considerar:

  • el BMS;
  • las tiras de níquel;
  • los cables;
  • los conectores;
  • la resistencia interna;
  • la temperatura;
  • la calidad de las uniones;
  • el equilibrio entre las celdas.

El componente con menor capacidad de corriente puede limitar todo el pack.

Diferencia entre voltaje nominal y máximo

Una batería no mantiene el mismo voltaje durante toda la descarga.

En muchas celdas Li-ion convencionales podemos encontrar:

  • tensión nominal de 3,6 o 3,7 V;
  • tensión máxima habitual de 4,2 V;
  • tensión mínima determinada por el fabricante y el sistema.

La tensión nominal se utiliza para describir y comparar la batería. La tensión máxima permite seleccionar el cargador adecuado.

Por ejemplo, una batería Li-ion 10S puede describirse como una batería de 36 V, pero alcanza aproximadamente 42 V cuando está completamente cargada.

Del mismo modo, una batería 13S suele venderse como 48 V, aunque su tensión nominal calculada con celdas de 3,6 V sea 46,8 V y alcance 54,6 V al finalizar la carga.

Estos valores no son universales para todas las baterías de litio. Las celdas LiFePO4, LTO y otras químicas trabajan con tensiones diferentes.

La configuración no indica la química de la batería

La expresión 10S4P solo describe la distribución de las celdas. No indica si el pack utiliza:

  • Li-ion;
  • LiFePO4;
  • LTO;
  • otra química recargable.

Una batería Li-ion 10S y una batería LiFePO4 10S no tienen el mismo voltaje nominal ni deben utilizar necesariamente el mismo cargador.

Por eso no debemos seleccionar un BMS o un cargador basándonos solamente en el número de series.

Es necesario comprobar:

  • química de las celdas;
  • tensión nominal;
  • tensión máxima de carga;
  • número de grupos en serie;
  • corriente del sistema;
  • especificaciones del fabricante.

Cómo elegir el BMS según la configuración

El número de series del BMS debe coincidir con el número de grupos en serie de la batería.

Por ejemplo:

  • batería 7S3P: BMS 7S;
  • batería 10S4P: BMS 10S;
  • batería 13S5P: BMS 13S.

La cantidad de celdas en paralelo no cambia el número de series que debe gestionar el BMS.

Además, el BMS debe ser compatible con:

  • la química de la batería;
  • la corriente continua necesaria;
  • los picos de corriente previstos;
  • la corriente de carga;
  • el esquema de conexión;
  • las funciones de protección necesarias.

Un BMS 10S para Li-ion no debe considerarse automáticamente compatible con cualquier batería 10S de otra química.

En Batterybro puedes consultar diferentes BMS y componentes para baterías de litio y comprobar su número de series, química y corriente antes de elegir.

Cómo elegir el cargador según la configuración

El cargador debe coincidir con la química y la tensión máxima del pack.

En celdas Li-ion convencionales con una tensión máxima de 4,2 V por celda:

ConfiguraciónTensión final del cargador
3S12,6 V
7S29,4 V
10S42 V
13S54,6 V
14S58,8 V

Esta tabla no debe aplicarse a químicas con otros límites de tensión.

La corriente del cargador también debe ser adecuada para:

  • las celdas;
  • el número de celdas en paralelo;
  • el BMS;
  • el cableado;
  • el conector de carga.

Puedes ampliar esta información en nuestra guía para elegir cargadores de baterías de litio.

Errores frecuentes al interpretar S y P

Pensar que una batería 10S tiene diez celdas

Solo sería así si fuera 10S1P. Una batería 10S4P tiene 40 celdas.

Confundir la S con la capacidad

La S determina el número de grupos en serie y afecta principalmente al voltaje. La capacidad aumenta con el número de celdas en paralelo.

Elegir el BMS únicamente por los amperios

El BMS también debe coincidir con el número de series y la química de la batería.

Elegir el cargador por el voltaje comercial

Una batería anunciada como 36 V puede necesitar un cargador de 42 V porque 36 V es su tensión nominal, no su tensión máxima.

Suponer que todas las configuraciones 10S4P son iguales

Dos packs 10S4P pueden utilizar celdas de distinta capacidad, corriente, química, calidad o estado.

Mezclar celdas diferentes

Las celdas de un pack deben ser compatibles y estar correctamente seleccionadas. No se deben mezclar modelos, químicas, capacidades o estados diferentes sin una evaluación técnica adecuada.

En Batterybro puedes comparar las características de distintas celdas 18650 y 21700 antes de utilizarlas en un proyecto.

Preguntas frecuentes

¿Cuántas celdas tiene una batería 10S4P?

Tiene 40 celdas:

10 × 4 = 40

¿Cuántas celdas tiene una batería 13S5P?

Tiene 65 celdas:

13 × 5 = 65

¿Cuántas celdas tiene una batería 7S3P?

Tiene 21 celdas:

7 × 3 = 21

¿Qué voltaje tiene una batería 10S4P?

Si utiliza celdas Li-ion convencionales de 3,6 V nominales y 4,2 V de tensión máxima, tendrá aproximadamente:

  • 36 V nominales;
  • 42 V completamente cargada.

La configuración 4P no modifica el voltaje.

¿Qué capacidad tiene una batería 10S4P?

Depende de la capacidad de cada celda.

Con celdas de 3000 mAh:

4 × 3000 mAh = 12.000 mAh = 12 Ah

¿Una batería 13S es de 48 V?

Una batería Li-ion 13S formada por celdas de 3,6 V tiene 46,8 V nominales y suele comercializarse como 48 V. Completamente cargada alcanza aproximadamente 54,6 V.

¿Puedo cambiar una batería 10S4P por una 10S5P?

No debe hacerse automáticamente. Aunque ambas tengan diez grupos en serie, la batería 10S5P contiene más celdas, puede tener mayor capacidad y tendrá unas dimensiones y características diferentes.

Hay que comprobar el espacio disponible, el BMS, el cargador, la corriente, los conectores y la compatibilidad del equipo.

¿Puedo utilizar celdas 21700 en lugar de 18650?

No directamente. Las 21700 son más grandes y pueden tener características eléctricas diferentes.

Puedes consultar nuestra guía sobre la capacidad y características de las baterías 21700 antes de comparar ambos formatos.

Conclusión

Las expresiones 10S4P, 13S5P y 7S3P muestran cómo están organizadas las celdas de una batería:

  • la S representa los grupos conectados en serie y determina principalmente el voltaje;
  • la P representa las celdas conectadas en paralelo y determina principalmente la capacidad;
  • al multiplicar S por P obtenemos el número total de celdas.

Una batería 10S4P tiene 40 celdas, una 13S5P contiene 65 y una 7S3P utiliza 21.

Sin embargo, la configuración no permite conocer por sí sola la química, la corriente máxima ni la calidad del pack. Para elegir correctamente las celdas, el BMS y el cargador también deben comprobarse las especificaciones de todos los componentes.

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