电池串联和并联的性能影响

电池串联和并联电池串联和并联 把电池串联和并联起来使用 这听起来好象很简单 但是 遵循一些简单的规则 就 可以避免不必要的问题 在电池组中是把多个电池串联起来 得到所需要的工作电压 如果所需要的是更高的 容量和更大的电流 那就应该把电池并联起来 另外还有一些电池组 把串联和并联这两 种方法结合起来 一个膝上型电脑的电池有可能是把四节 3 6V 锂离子电池串联起来 总 电压达到 14 4V 然后 再把两组串联在一起的电池并联起来 这样 电池组的总电量就 可以从 2000 毫安时提高到 4000 毫安时 这种接法称作 四串两并 它的意思是 把两组 由四节电池串联在一起的电池组并联起来 在手表 备份用的存储器和蜂窝电话里一般使用一节电池 一节镍基电池的标称电压 是 1 2V 碱性电池是 1 5V 氧化银电池是 1 6V 铅酸性电池是 2V 锂电池是 3V 而锂 离子电池的标称电压则是 3 6V 使用锂离子聚合物和其他类型的锂电池 它的额定电压一 般为 3 7V 如果要想得到像 11 1V 这种不常见的电压 就得把三节这种电池串联在一起 随着现代微电子技术的发展 我们已经可以用一节 3 6V 的锂离子电池 为蜂窝电话和低 功耗的便携通讯产品供电 在上世纪六十年代 在照度计中广泛使用的汞电池 出于环境 保护方面的考虑 如今已经完全退出市场 镍基电池的标称电压为 1 2V 或 1 25V 它们之间 除了市场偏好之外 没有任何差别 大部分的商用电池 每节电池的电压为 1 2V 工业电池 航空电池和军用电池 每节电 池的电压仍是 1 25V 串联 需要高电量的便携设备 一般是由两节或更多节电池串联起来的电池组供电 如果使 用高电压的电池 导体和开关的尺寸可以做得很小 中等价位的工业电动工具一般使用电 压为 12V 至 19 2V 的电池供电 而高级电动工具使用电压为 24V 至 36V 的电池 以获得 更大的电力 汽车工业最终把启动器的点火电池电压从 12V 实际上是 14V 提高到 36V 甚至是 42V 这些电池组是由 18 节串联起来铅酸性电池组成 在早期的混合型汽车中 用来供电的电池组 电压为 148V 比较新的车型所使用的电池组 电压高达 450V 至 5 00V 大部分是镍基化学电池 一个电压为 480V 的镍金属氢电池组是由 400 节镍金属氢 电池串联而成 有一些混合型汽车也用铅酸性电池做过试验 42 V 的汽车用电池价格昂贵 而且 比起 12V 电池 它在开关上会产生更多的电弧 使 用高电压电池组所带来的另一个问题 就是有可能遇到电池组里的某一节电池失效的情况 这就像一个链条 串联在一起的电池越多 出现这种情况的几率就越高 只要一节电池 有问题 它的电压就会降低 到最后 一节 断开 的电池可能会中断电流的输送 而要更 换 坏 电池也绝非易事 因为新老电池是互不匹配的 一般说来 新电池的容量要比老电 池的高得多 我们来看一个电池组的实例 第三节电池仅产生 0 6V 的电压 而不是正常的 1 2V 图 1 随着工作电压的下降 它比正常电池组更快地达到放电结束的临界点 同时 它 的使用时间也急剧缩短 一旦设备因电压过低而切断电源 其余三节仍然完好的电池就不 能把所存储的电量送出来了 这时 第三节电池还呈现很大的内阻 如果此时还带有负载 那么 将会导致整个电池链的输出电压将大幅度下降 在一组串行电池中 一节性能差 的电池 就像是一个堵住水管的塞子 会产生巨大的阻力 阻止电流流过去 第三节电池 也会短路 这将使终端的电压降低至 3 6V 或者 使电池组链路断开并切断电流 一个电 池组的性能是取决于电池组里最差的那块电池的性能 并联 为了得到更多的电量 可以把两个或者更多个电池并联起来 除了把电池并联起来 另一个办法是使用尺寸更大的电池 由于受到可以选用的电池的限制 这个办法并不适用 于所有情况 此外 大尺寸的电池也不适合做成专用电池所需要的外形规格 大部分的化 学电池都可以并联使用 而锂离子电池最适合并联使用 由四节电池并联而成的电池组 电压保持为 1 2V 而电流和运行时间则增大到四倍 与电池串联相比 在电池并联电路中 高阻抗或 开路 电池的影响较小 但是 并联电池 组会减少负载能力 并缩短运行时间 这就好比一个发动机只启动了三个汽缸 电路短路 所造成的破坏会更大 这是因为 在短路时 出现故障的电池会迅速地耗尽其他电池里的 电量 并引起火灾 图 2 串并联 使用串并联这种连接方法时 在设计上很灵活 可以用标准的电池尺寸达到所需要的 额定电压和电流 图 3 应当注意 总功率不会因为电池的不同连接方法而改变 功率 等于电压乘电流 对锂离子电池而言 串并联的连接方法很常见 最常用的一种电池组是 18650 直径 为 18mm 长度为 650mm 它带有保护电路 能够监视串联在一起的每一节电池 因 此 它的最大实际电压为 14 4 V 这个保护电路也可以用于监视并联在一起的每一节电池 的状态 家用电池 前面所谈到的电池串联和并联的连接方法 针对的是可充电电池组 这些电池组里的 电池都是永久性地焊接在一起的 除了把几个电池装进安装电池的电池室 串联起来之外 上面讲的那些规则也适用于家用电池 在把几个电池串联起来使用时 必须遵照下面的 基本要求 保持电池的连接点的洁净 把四节电池串联起来使用时 共有八个连接点 电池到 电池室的连接点 电池室到下一节电池的连接点 每个连接点都存在一定的电阻 如果 增加连接点 有可能会影响整个电池组的性能 不要混用电池 当电池的电量不足时 更换所有的电池 在串联使用时 要用同一 种类型的电池 不要对不可充电型电池进行充电 对不可充电池进行充电时 会产生氢 有可能会 引起爆炸 要注意电池的极性 如果有一节电池的极性装反了 就会减少整串电池的电压 而 不是增加电压 把已经完全放完电的电池从暂停使用的设备中取出 旧电池比较容易出现泄漏和腐 蚀的情况