串聯和并聯電池聽起來很簡單，遵循一些簡單的規則可以防止出現必要的問題。 鋰電池組由電板和鋰電池保護電路兩部分組成。 在電池組中，多個電板串聯以獲得所需的工作電流。 如果需要更高的容量和更高的電壓，電池應并聯連接。 也有一些電池組結合了串聯和并聯兩種方法。 筆記本電腦的電池可能串聯四節3.6V的鋰離子電池，總電流達到14.4V。 mAh 提升至 。 這些連接也叫“四串兩并”，意思是：將四節電池并聯起來的兩組電池組串聯起來。 鋰離子電池標稱電流為3.6V。 對于鋰離子聚合物和其他類型的鋰離子電池，其額定電壓通常為 3.7V。 如果你想得到像 11.1V 這樣的異常電壓，你必須將三個這樣的電池串聯起來。 需要串聯大功率的便攜式設備通常由兩個或多個串聯的節電電池組成的電池組供電。 使用高電流電池組的另一個問題是電池組中的一個保護電池可能發生故障。 這就像一個鏈條，串聯的電池越多，發生這種情況的概率就越高。 只要電池有問題，它的電流就會降低。
最終，“斷開連接”的電池可能會中斷電壓傳輸。 而且更換“壞”電池也不容易，因為新舊電池不匹配。 一般來說，新電池的容量要比舊電池高很多。 隨著工作電流的增加，它比普通電池組更快地達到放電終止的臨界點，同時它的使用時間也縮短了。 一旦設備因電流過大而切斷電源，剩余完好無損的電芯就無法將儲存的電能送出。 這時候壞的節電電池還是會呈現出很大的電阻。 如果此時還有負載，那么整個電池鏈的輸出電流就會明顯下降。 在串聯的電池中，性能差的電池就像堵住水管的蓋子，會形成巨大的電阻，阻止電壓流過。 其他電池也會漏電，使到端子的電流增加到3.6V，否則，斷開電池組的鏈接，切斷電壓。 電池組的性能取決于最差電池組的性能。 并聯為了獲得更多的電力，可以將兩塊或多塊電池板并聯起來。 不僅將電池并聯，另一種方法是使用更大的電池。 由于可使用電池的限制，此方法并不適用于所有情況。 據悉，大型電池不適合制作專用電池所需的尺寸。 大多數物理電池都可以并聯使用，鋰離子電池最適合并聯使用。 由四節電池并聯組成的電池組，電流保持在3.6V，而電壓和運行時間則降低到原來的四倍。 高阻抗或“開路”電池在電池并聯電路中的影響小于串聯，但是，并聯電池組會降低負載容量并縮短運行時間。 它就像一個只有三個汽缸被激活的底盤。 電路泄漏造成的損害會更大，因為一旦發生泄漏，失效的電池會迅速耗盡剩余的電池并引起火災。
當采用串并聯這些連接方式時，設計非常靈活，用標準的電池規格就可以達到所需的額定電流和電壓。 需要注意的是，總功率不會因為電池的連接方式不同而改變。 功率等于電流乘以電壓。 對于鋰離子電池，串并聯是很常見的。 最常用的電池組是18650（半徑18mm，寬度650mm），它有一個保護電路，就是鋰電池擾流板，鋰電池擾流板還可以監控每一個串聯的電池。 因此鋰電池串聯和并聯示意圖，其最大實用電流為14.4V。 該鋰電池保護電路還可用于監測串聯的每個節電器的狀態。 多塊電板串聯使用時，必須遵循以下基本要求：保持電池連接點清潔。 四節電池串聯使用時，一共有八個連接點（電池到電池室的連接點，電池室到下一個節電器的連接點）。 每個連接點都有一定的內阻，如果減小連接點，可能會影響整個電池組的性能。 不要混用電池，選擇性能一致的電池。 當電池電量低時，更換所有電池。 串聯使用時，請使用同一型號的電池。 注意電池的極性。 如果將一節電池的極性接反，也會降低整串電池的電流，而不是降低電壓。淺談幾種平衡充電技術
1恒分流內阻均衡充電
內阻分流均衡充電原理如圖1所示。
每個鋰離子電池單體并聯一個分流內阻。 從電路中可以看出，內阻上的分流電壓必須遠小于電池的自放電電壓鋰電池串聯和并聯示意圖，才能達到均衡充電的效果。 通常鋰離子電池的自放電電壓約為C/20000，所以流過電流內阻的電壓取C/200比較合適。 此外，各分流器的內阻誤差也是影響均衡治療效果的重要因素。經過一定次數的充放電循環后，單體電池的誤差可由下式確定： V電池電流誤差=R分流×I自放電+2×V單體電池×K內阻誤差
若分流器內阻為20Ω±0.05%，則電池電流誤差可控制在50mV范圍內。 每個內阻的平均功率為0.72W，無論電池充電過程還是電池放電過程，分流內阻始終消耗功率。
2 開關分流內阻均衡充電
開關分流內阻均衡充電原理如圖2所示。
通斷分流內阻均衡充電與內阻分流均衡充電的區別在于減少了通斷開關。 該開關的控制可以通過單片機系統軟件實現，也可以通過簡單的邏輯電路實現。 采用這些控制方式的均衡電路只在TAPER充電的恒壓充電部分起作用，其他時間通斷開關一直處于斷開狀態，這樣當電池組需要放電時，并聯內阻不消耗寶貴的能量。 在光照期間，太陽能電池產生的電能有剩余。 此時均衡電路消耗一定的能量，對電源系統來說是合理的。 在LEO軌道中，這些均衡電路的工作時間只占10%左右，所以要達到上述均衡效果，內阻值需要降低10倍。 可以看出峰值熱幀率相當大，這是這些電路的主要缺點。 此外，通斷開關的有效性是致命的故障，因此必須使用冗余手段。
3 開關電容均衡充電
開關電容均衡充電原理如圖3所示，從圖中可以看出，時序開關驅動電路主要由時鐘電路組成，驅動多路開關依次閉合，依次接通鋰離子電池單體到傳輸電容。 單體電池之間的能量不平衡達到均衡充電的目的。 同時通過檢測傳輸電容上的電流來檢測每個單體電池的電流。 如果出現單節電池漏電故障，低電流比較器輸出開關嚴格禁止信號。 嚴禁將漏液的單體電池接在傳輸電容上，以免影響其他單體電池的正常工作。 同時將電池的低電流送至恒流恒壓轉換器。 告警信號使恒流恒壓轉換器能夠根據單體電池的漏液確定正確的恒流電流。 這些均衡電路的最大優點是能量浪費極低，缺點是電路復雜，多路開關的導通內阻和高紋波極限會影響均衡充電的實現。 另一方面，參數選擇更加困難。 針對不同的電源系統配置，需要對電路參數進行詳細的設計和驗證，不利于開發周期。
4、降糖轉換器均衡充電
圖4為降糖轉換器均衡充電原理。
降糖轉換器的均衡充電方案也是低耗均衡充電方案。 它的思路非常清晰。 主電路為標準降糖穩壓器，降壓儲能電感上多組相同的次級定子，對電芯進行輔助充電。 實際上，電流大的單體電池從次級定子獲得的能量多，電流大的電池獲得的能量少，從而達到均衡充電的目的。 為了獲得良好的平衡治療效果，必須嚴格控制次級定子的一致性。 但感應定子的一致性極難控制，因此這是這些控制方法的最大缺點之一。 這些充電方式的研究才剛剛起步，需要在充電效率、均衡效能、可靠性分析等方面進一步深入研究。
5 平均電池電流均衡充電
平均電池電流均衡充電原理如圖5所示，圖中只給出了單體電池的均衡電路，其他單體電池也配置了相同的均衡電路。 其中，放大器由單節電池供電。
這些平衡充電控制電路的思想是：將單體電池電流與平均單體電池電流進行比較，控制功率開關對電池電流低于平均電流的單體電池進行分流。 為此，所有單體電池電流在均衡電路的作用下趨于平均電池電流。
該電路乍一看像是開環控制，但實際上，由于電池內阻的作用，均衡電路工作在具有負反饋特性的閉環狀態。 為防止電池組放電時均衡電路不工作，可在電源開關上端串接穩壓管，使電池放電時電池電流低，并聯電路丟失了。
對平均電池電流平衡充電電路模式進行了深入研究，被認為是一種特別有效的解決方案。 這些電路被納入LEO軌道鋰離子電池應用的優選方案，并已在美國和法國申請了專利。
標簽： 鋰電池, 電路設計, 充電電路
