如何正確串并聯電池使用聽起來很簡單,遵循一些簡單的規則就可以防止出現不必要的問題。
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,則應將電池并聯。 還有一些電池組結合了串聯和并聯兩種方式。 筆記本電腦電池可串聯四節3.6V鋰離子電池,總電流達到14.4V; 之后將兩組串聯的電池進行并聯,使電池組的總電量從提升至。 這些連接方式也稱為“四串兩并”,即:由四塊省級電池并聯而成的兩組電池組串聯而成。
節電裝置通常用于手表、備份存儲器和移動電話。 鎳基電池的標稱電流為1.2V,酸性電池為1.5V,氧化銀電池為1.6V,鎳鎘電池為2V,鋰電池為3V,鋰電池的標稱電流離子電池為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。 如果你想獲得像 11.1V 這樣的不常見電流,你必須串聯三個這樣的電池。 隨著現代微電子技術的發展,我們已經能夠使用3.6V鋰離子電池為蜂窩電話和低幀率便攜式通信產品供電。 20世紀60年代,廣泛應用于亮度計的水銀電板,如今出于環保考慮已完全退出市場。
鎳基電池的標稱電流為1.2V或1.25V。 它們之間沒有區別,不僅僅是市場偏好。 大多數商用電子板,每個節電器的電流為1.2V; 工業電板、航空電板、軍用電板,每個節電器電池的電流仍為1.25V。
系列中
需要高功率的便攜式設備通常由與兩個或多個低功率電池串聯的電池組供電。 如果使用高電流電池,則導體和開關可以做得非常小。 中等價位的工業電動工具通常使用 12V 至 19.2V 電池; 中檔電動工具使用24V至36V電池以獲得更大的功率。 汽車行業最終將起動火花電池電流從12V(實際上是14V)提高到36V,甚至42V。 該電池組由18節鎳鎘電池串聯而成。 在最初的混合動力汽車中,用于供電的電池組的電流為148V。 較新車型采用的電池組電流高達450V至500V,且大多為鎳基物理極板。 由400節鎳氫電池串聯而成,電流為480V的鎳氫電池組。 一些混合動力汽車也使用鎳鎘電池進行了測試。
42V 汽車電池價格昂貴,但它們在開關上產生的電弧往往比 12V 面板更多。 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。 這就像一條鏈條串聯和并聯 電路,串聯的電池越多,發生這種情況的概率就越高。 每當電池出現問題時,其電流就會增加。 最終,“斷開”的電池可能會中斷電壓傳輸。 而且更換“壞”電池并不容易,因為新舊電池不匹配。 一般來說,新電池的容量比舊電池高很多。
我們來看一個面板組示例,其中第三塊電池僅消耗 0.6V,而不是正常的 1.2V(圖 1)。 隨著工作電流的增大,它比普通電池組更快地達到放電結束的臨界點,同時其使用壽命也縮短了。 一旦設備因大電流而切斷電源,剩下的三塊完好的電池就無法提供儲存的電力。 此時,第三節電池仍然呈現較大的電阻。 如果此時有負載,整個電板鏈的輸出電流會大幅下降。 在串聯電池中,性能不好的電池就像一個蓋子堵住了水管,會形成巨大的電阻,阻止電壓流過。 第三塊電池也會漏電,使終端電流升高到3.6V,否則電池組的鏈接就會斷裂,電壓就會被切斷。 電池組的性能取決于最差電池組的性能。
在平行下
為了獲得更多的電力,可以并聯兩個或多個面板。 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,該方法并不適合所有情況。 據悉,大型電池并不適合特種電池所需的尺寸。 大多數物理電池都可以并聯使用,而鋰離子電池最適合并聯使用。 由四節省級電池并聯組成的電池組將電流保持在1.2V,而電壓和運行時間則降低至四倍。
電池組示例 高阻抗或“開路”電池在并聯電池電路中的影響小于串聯電池,并且并聯電池組會降低負載容量和運行時間。 它就像一個只激活三個汽缸的底盤。 電路泄漏造成的損害甚至更大,因為一旦發生泄漏,故障電池會迅速耗盡其他電池并引起火災(圖 2)。
串聯和并聯
當這些連接方法串聯和并聯使用時,設計非常靈活,用標準電池規格即可達到所需的額定電流和電壓(圖3)。 需要注意的是,總電量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。
對于鋰離子電池來說,串并聯連接是很常見的。 最常見的電池組類型是 18650(半徑 18 毫米,寬度 650 毫米)。 它有一個保護電路來監控串聯的每個節電電池,因此它的最大實際電流為14.4V。 該保護電路還可用于監視并聯的每個電池保護器的狀態。
家用電池
后面提到的電池的串聯和并聯連接是針對將電池永久釬焊在一起的可充電電池組。 不僅將幾塊電板放入安裝電池的電池室中,并串聯起來,而且其中提到的規則也適用于家用電池。 多塊電氣板串聯使用時串聯和并聯 電路,必須遵循以下基本要求:
●保持電池連接點清潔。 當四節電池串聯使用時,總共有八個連接點(從電池到電池室的連接點,從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,如果減少連接點,可能會影響整個電池組的性能。
●請勿混用電池。 當電池電量不足時,請更換所有電池。 串聯使用時,請使用同一型號的電池。
●請勿對不可充電電池充電。 給不可充電電池充電時,會形成氫氣,可能導致爆燃。
●注意電池的極性。 如果其中一顆電池的極性接反,不但不會減少電流,還會減少整串電池的電流。
●從暫停的設備中取出已完全放電的電池。 舊電池更容易泄漏和腐蝕。 與碳鋅電池相比,酸性電池的問題要小一些。
●請勿將所有電池放入一個袋子中,否則可能會發生漏電。 電池漏液會導致發熱并引起火災。 請將廢棄電池放入小塑料袋中,使其與外界隔離。
●原裝電池組與酸性電池類似,可以扔進普通垃圾桶。 并且最好將用過的電池送入再生循環。