Сборка 4S-аккумулятора начинается не с пайки, а с проверки каждой из четырёх ячеек: если хотя бы одна банка отличается по ёмкости или внутреннему сопротивлению, вся батарея будет работать нестабильно и быстро деградирует. Обозначение 4S означает последовательное соединение четырёх литиевых элементов, что даёт номинальное напряжение около 14,8 В (при использовании ячеек с номиналом 3,6–3,7 В) и полный заряд до 16,8 В. Такие сборки применяют в радиоуправляемых моделях, электроинструменте, самодельных электровелосипедах, переносных светильниках и источниках резервного питания.

Ниже разберём, как подобрать ячейки, какую схему соединения использовать, как правильно подключить плату защиты BMS и какие ошибки при сборке чаще всего приводят к выходу батареи из строя. Материал ориентирован на тех, кто уже имеет базовые навыки работы с паяльником и мультиметром.

Что такое 4S-сборка и где она применяется

Буква S в маркировке аккумуляторов обозначает последовательное соединение (от английского series). При последовательном включении напряжения ячеек суммируются, а ёмкость остаётся равной ёмкости одной ячейки. Четыре литий-ионных элемента по 3,6–3,7 В дают сборку с номиналом 14,4–14,8 В и напряжением полного заряда 16,8 В (4,2 В на ячейку).

Если нужна большая ёмкость, добавляют параллельные группы — тогда получают конфигурации вроде 4S2P или 4S3P, где буква P означает параллельное соединение. В такой схеме сначала объединяют ячейки в параллельные группы, а затем эти группы соединяют последовательно.

Типичные области применения 4S-батарей:

  • 🔋 радиоуправляемые модели — автомодели, катера, квадрокоптеры среднего класса;
  • 🔋 самодельные и переделанные аккумуляторы для шуруповёртов и электроинструмента;
  • 🔋 переносное освещение, кемпинговые фонари, питание видеорегистраторов;
  • 🔋 источники бесперебойного питания для роутеров и маломощной электроники;
  • 🔋 лёгкий электротранспорт — самокаты и велосипеды с невысокой мощностью привода.

Выбор ячеек: тип, ёмкость и внутреннее сопротивление

Чаще всего для самодельных сборок используют цилиндрические ячейки формата 18650 или 21700, реже — литий-полимерные пакеты (LiPo). Выбор формата зависит от задачи: 18650 доступны и недороги, 21700 дают большую ёмкость и токоотдачу при меньшем количестве элементов.

Ключевое правило — все ячейки в сборке должны быть одной модели, одной партии и по возможности с одинаковым уровнем износа. Смешивание разных элементов приводит к разбалансировке: слабейшая ячейка разряжается глубже остальных, перезаряжается при зарядке и выходит из строя первой, утягивая за собой всю батарею.

Перед сборкой каждую ячейку стоит проверить:

  • 🔍 напряжение покоя — у заряженных ячеек оно должно быть примерно одинаковым, разброс более 0,05–0,1 В уже требует выравнивания;
  • 🔍 фактическую ёмкость — замеряется разрядным тестом на специальном зарядном устройстве;
  • 🔍 внутреннее сопротивление — чем оно ниже и чем ближе значения между ячейками, тем лучше;
  • 🔍 внешнее состояние — вздутие, следы электролита, повреждения термоусадки делают ячейку непригодной.
💡

Если собираете батарею из бывших в употреблении элементов (например, из старых ноутбучных аккумуляторов), отберите в два-три раза больше ячеек, чем нужно, — после тестирования ёмкости и сопротивления значительная часть отбракуется.