如何连接两个相同的电池以延长消费者的使用寿命?

电器工程 电池 基本的 力量
2022-01-12 12:01:45

如果我有一个使用单个电池的设备,并且使用单个电池,该设备可以持续一个小时,而我希望该设备可以持续两个小时,我假设我可以连接两个电池并且它应该可以工作. 但是怎么做?我是要加倍电压(如此串行)还是加倍电流?(如此平行。)

无论哪种方式,如果设备正常使用两节电池,并且我想将运行时间加倍,我会做 2 个并联串联 2 个串联电池的组合,对吗?但是如果我想将运行时间增加三倍,那是 3p2s 还是 2p3s?

谢谢。

4个回答

当您将两节电池并联时,您实际上是在将放电率减半,同时将容量增加一倍——实际上是电池寿命加倍,正如您打算做的那样。

串行连接不会增加寿命,而是增加一些设备需要的工作电压。如果您的设备有两个串联电池,那么您需要将另外两个串联电池并联。

如果它们不会在您放置它们的配置中充电,那么您应该能够将它们并联连接。它们最终会通过相互充电而消耗少量电力,但您可能会看到电池寿命增加一倍以上。

如果您从电池中汲取大量电力,您会发现其电池容量会降低,并导致电流消耗过大从而缩短寿命,而容量降低会缩短寿命。网上有关于电池的一些很好的解释。我给出的链接更侧重于锂,但一般知识适用于大多数电池。该链接专门针对放电率及其对电池寿命的影响。

希望这可以帮助。如果您对任何不清楚的地方发表评论,我将对其进行编辑和扩展。

如果设备是现成的产品,并且您无法知道里面有什么,那么并联额外的电池是一种安全的选择,它在盒子内部的电路上是安全的,因为它可以保持电池的电压范围相同的。要获得 2 倍电池寿命,请并联 2 根电线,要获得 3 倍电池寿命,请并联 3 根电线。不是 3p2s 或 2p3s 等,因为串联添加任何会增加电池组电压,设备的电路可能无法处理。

但是您应该注意,并联电池对电池本身并非没有危险。如果电池不匹配,例如容量(大小)、使用年限、充电状态、温度等不同,那么当您第一次连接它们时,您可以从一个电池到另一个电池获得大电流,直到它们的电压相等。该电流可以高到足以对电池造成永久性损坏。

此外,还有容量稍微不匹配的问题,在放电循环结束时,其中一个电池将在另一个之前是空的,因此剩余能量很少的电池将提供所有电流。同样的事情发生在充电结束时,其中一个更早充满,另一个以两倍的名义费率充电。除非您不厌其烦地在每个电池上安装电流表,否则这是一个看不见的问题,但在许多充电/放电循环中,它会对过度工作的电池造成严重损坏,甚至可能发生火灾或爆炸。当三洋从联想召回一些锂离子电池时,问题出在 3s3p 扩展组,3s2p 中的相同电池没问题。并行的单元越多,不平衡问题就越严重,这就是为什么你通常看不到> 商业产品中的 3p。电池在您第一次使用时可能不会着火,但从统计上看,在大量发货的产品中,故障率可能会更高。对于一个爱好项目,您可以通过使用新电池(不是从不同的旧笔记本电脑包中回收)并在并联电池之间添加一个电阻器作为电流限制器来缓解这种情况,至少直到它们均衡为止。

以上所有仅适用于锂离子。如果您使用的是 NiMH 或 NiCd,您可能根本不想将它们并联。锂离子很容易充电,因为您只需将其连接到电流和电压限制的电源,并在电流低于某个阈值或超过超时(或安全标志等)时关闭充电器作为温度)。NiCd/NiMH 充电(快速)要麻烦得多,您需要一个可以观察电压曲线、温度等的电路(除非您是涓流充电)。不平衡问题会更加困难。可能已经完成了,但是当笔记本电脑使用镍镉电池时,电池组的电压更高,因为电池都是串联的。一次性碱性电池始终串联,因为您可以期望用户从抽屉中挑选任何旧电池,而不考虑充电状态。如果过度放电,它们已经可能泄漏,将它们并联只会使问题变得更糟。想象一下,有人将不同容量和饱满度的 NiMH 和碱性 AA 随机串联和并联 - 产品很快就会被毁掉。对于一个爱好项目,没有人会关心你是否破坏了一些 Energizers,但对于你将交给别人的任何东西,你应该更加小心。

除了并联额外的电池之外,还有其他方法可以延长电池寿命。可能最简单的方法就是使用更大的单元格。对于碱性电池或镍氢/镍镉电池,从 AAA 切换到 AA 电池寿命会增加一倍以上,而对于更多容量,您可以使用 C 或 D 电池。对于锂聚合物,有多种尺寸可供选择,包括根据需要定制的尺寸。如果您使用一次性 AA 或 AAA 电池,您可以通过从碱性电池切换到 Energizer 锂电池来延长电池寿命。它们的成本是原来的两倍多,因此以美元/Wh 计更贵,但它们的重量也只有一半,而且它们仍然可以放入设备中。

其他海报似乎认为该设备是一个黑匣子,因此如果您可以控制整个设计并以串联而不是并联的方式添加额外的单元,那么可能不值得深入讨论会发生什么。基本上你必须重新设计整个电源部分——从更高电压的墙上适配器、稍微不同的电池充电器和保护电路、不同的输入电压范围到任何稳压器,可能对任何直接由电池而不是稳压器供电的东西进行整体重新设计.

您想并联添加电池,保持恒定电压。

你是对的,如果一个设备串联两个电池,你想并联添加额外的串联对。

容量(即毫安时或 mAh)决定了使用寿命。容量是并行增加的,因此将 + 连接到 + 并将 - 连接到 -。