請問電池串接問題

drung0418

其實我想說的是....
不管串聯、並聯，只要能正常放電的就是好聯！

我覺得其實根本不用想太多，以鋰聚的特性來說，還沒等到兩顆電池行[充放電反應]到沒電，兩顆電池就先膨龜或是劣化了！
所以我想答案是肯定的！忘了它，把電池充飽出去多飛個幾趟吧！

shouzama

1.是的,您知道我的意思了 ^^
一般在講到電池時,我們會以"內電阻"來講它的狀況,
缺電的電池內電阻低,所以加一充電電壓給它,
充電電流會大(V/R↓=I↑),當電池越飽電時內電阻越高,
所以同樣的充電電壓下,充電電流會變小(V/R↑=I↓)
所以跟您所假設的應該是相反的,應該是內阻高的(飽電)
對內阻低的(缺電)充電才對

2.自放電在短時間內當然可以忽略不計,不過自放電是常時存在,
並不是放電的那五分鐘才存在,電池放置越久,自放電效應才會
被突顯出來,我之所以會談到自放電,是因為您只要將電池並聯
接上,自放電就會變成一個交互影響的因子,原本只是針對單一電池
來講的特性,卻會影響另一顆電池

當您將電池串聯時,自放電效應同樣是存在,但並不會影響其他電池,
因為串聯電池在接上負載前,並沒有回路造成電池間的充放電效應
而產生交互影響,但並聯就會產生回路

3.當然,E=V*I,要產生相同的 E 功率值,若電壓差一倍,電流就會差 1/2 倍,
好比說 2200W 的電器用品,當它額定 110V 時耗電 20A,額定 220V 時
耗電只有 10A,自然導線線徑的選用就會不同,不過我想這不是探討主題

OK,假設有一 74W 的負載,當我們使用 7.4V(即 2S)當電源時,消耗電流
=74/7.4=10A ,假設電池是 500mah,那麼放電能力的要求就是 10000/500=20C,
這時,電線的設計規格一定會滿足 10A 這個要件,但是,電池規格怎麼配?

1.並聯:拿 2 顆 7.4V 250mah 20C電池並聯,總容量=250*2=500mah ,放電
需求 10A ,每一顆電池只要出力 5A 即可達到需求,5000/250=20,單單 5A
的出力電流,也已經達到 250mah 電池的 20C 最大出力

伴隨而來的,是 2 顆電池間的充放電交互作用--這個從電池一併聯就
出現的效應,即便您負載沒接,作用依然存在(除非電池拆開)

2.串聯:拿 2 顆 3.7V 500mah 20C電池串聯,總容量500mah 不變,電壓倍增
為適合的需求電壓 7.4V,放電需求 10A ,每一顆電池一樣要出力 10A 來
達到需求,10000/500=20,一樣是 500mah 電池的 20C 最大出力

但串聯不會產生 2 顆電池間的充放電交互作用,
這是我所談到"電池組串聯比並聯來得好"的考量

OK,若要再談到電池退化所產生的影響,假設其中一顆
已退化到只有 10C 的放電能力,那麼同前假設:
1.並聯 2 顆 7.4V 250mah 電池所能提供的最大出力電流=
250*20+250*10=7500=7.5A

當負載強制要求 10A 的電流下, 好的電池會被要求 >20C
的放電係數,不好的電池會被要求 >10C 的放電係數,
二顆電池都有機會過放(這只是我的假設 )

2.串聯 2 顆 3.7V 500mah 電池所能提供的最大出力電流=
500*10=5000=5A ,因為串聯的作用下,流過電流受限於
較差的那顆 10C 電池,理論上應只能流通 10C 電流,
以這個出力電流來講,的確是比並聯來得差

當負載強制要求 10A 的電流下, 好的電池會被要求 =20C
的放電係數,不好的電池也會被要求 =20C 的放電係數,
那麼只有不好的電池有機會過放,好的依然還仍勝任,不好的
會更快壞掉(這也是我的假設 )

如果有想錯的地方,尚請提出來大家繼續檢討

kuniaki

原帖由 shouzama 於 2010年8月21日 10:27 PM 發表 當負載強制要求 10A 的電流下, 好的電池會被要求 =20C
的放電係數,不好的電池也會被要求 =20C 的放電係數,
那麼只有不好的電池有機會過放,好的依然還仍勝任,不好的
會更快壞掉(這也是我的假設 ) ...

不好意思, 剛才又跑去河濱公園玩電直, 今天風好大, 450仍然被風吹來吹去.
我大概看了一下, 您上面的說法, 小弟認為是有問題的.
您的假設是A,B這2顆電池都是20C的放電能力(這是廠商標的, 我們無法改變), 那就是說, 這顆電池最多最多, 它只能放出這麼大的電流= 20C x 電池標稱容量.
B電池是已經衰退的, 它無法達到20C(我們假設它可以10C放電好了), 那麼當電變要抽30C以上的電流時, 會發生什麼事呢?
1. A電池最多就放20C....超過沒有, 因為廠商說, A電池只能20C放電.
2. B電池最多就放10C, 能不能超過呢? 不行, 因為它已經衰退了, 這是我們的假設.


所以, 如果電變要求抽35C時, 電池組(A+B並聯)會跟電變說, "很抱歉, 我們只能供應30C的電流, 多的沒有".
別忘了, 因為A跟B這2顆電池是"並聯"在一起, 所以不管什麼時候, A的電壓就會等於B的電壓, 所以, 不會有過放的情況. (除非您要讓它過放)
用這種電池組(不正常的), 您會看到的現象只有...."怎麼這麼軟"
如再回想小弟說的, 鋰聚的每一片電芯都是"並聯"組成的, 那就更容易理解. 原來電池是20C的, 現在容量不變, 電芯衰退造成電芯只能吐15C的電流出來. (您是不可能要求它吐20C電流出來, 因為它根本吐不出來. 既然吐不出20C來, 您用20C的條件去看會過放, 這樣子是否就不對了呢? )

shouzama

是的,我也說了那只是我的猜測,"假設"當然也有可能
錯誤(想偏了,想錯了)

依我對電池粗淺的見識,它的放電能力有極限,
但一顆被要求過度放電電流的電池,它的直接反應
就是電壓會下降得很快、很低,比方說,一顆明明
3.9V 的電池就是飛不動,另一顆 3.7V 的仍然飛得起來,
就是因為前者放電 C 數退化到無法提供正常放電電流,
所以要求正常 C 數電流時電壓會被拉低,因此飛不起來;
而另一顆雖然只有 3.7V ,但是它放電 C 數夠,電壓電流
都還能維持一定程度給負載使用,所以飛得起來。

我前面所想的,是因為 I=V/R ,負載 R 不變,只要電壓 V 一樣,
理論上耗電電流 I 也不會變,需求電流就是那麼大。
可是退化的電池無法應付 I 的需求(變低),連帶會拉低自身電壓 V,
I↓*V↓=E↓↓ ,輸出功率被以等比級數拉低,完全無法應付負載需求

那麼,對於電壓被拉低到安全範圍(3.7V↓)的電池,是否可視為"過放狀態"?
即便電流輸出被限定在 20C、10C ,但電壓卻突破安全範圍造成
本身電化學反應結構的永久性破壞,有如骨牌效應一樣,很快就會
GAME OVER 了,您認為這樣來想,還可以接受吧?
這也就是為什麼即使還能飛,我們也都建議不要硬撐電池
將它放到低電壓狀態(3.7V↓)

再補充一下我上一篇的假設(雖然您應該懂我的意思了 ):
當電池 A、B 並聯時,負載電流 10A 二顆電池平分,A 能提供 5A,
B 卻只有 2.5A,當負載要 10A 時,AB同時被要求要多一點電流,
補不出來? AB電池電壓開始往下掉,您也知道 B 電池狀況不佳,
所以電壓掉得更快,慘! A 除了要應付負載,連 B 也變成負載找它
要電回充,A的電壓也掉更快...您想,會不會出現這樣的情況呢?

當 A、B 串聯時,電流受限於 B 電池只有 5A 出力,所以A也樂得輕鬆
有能力出 10 A 卻只輸出 5A ,這時 B 的電壓開始往下掉,對 A 有什麼
影響? 我認為沒啥影響,A 絕對沒事,B 卻更慘

大致上就是這樣,有錯請再提出檢討

Azisg

感謝各位大大指導..真的獲益良多..

kuniaki

原帖由 shouzama 於 2010年8月22日 08:41 AM 發表 再補充一下我上一篇的假設(雖然您應該懂我的意思了 ):當電池 A、B 並聯時,負載電流 10A 二顆電池平分,A 能提供 5A,B 卻只有 2.5A,當負載要 10A 時,AB同時被要求要多一點電流,補不出來? AB電池電壓開始往下掉,您也知道 B 電池狀況不佳,所以電壓掉得更快,慘! A 除了要應付負載,連 B 也變成負載找它要電回充,A的電壓也掉更快...您想,會不會出現這樣的情況呢? 當 A、B 串聯時,電流受限於 B 電池只有 5A 出力,所以A也樂得輕鬆有能力出 10 A 卻只輸出 5A ,這時 B 的電壓開始往下掉,對 A 有什麼影響? 我認為沒啥影響,A 絕對沒事,B 卻更慘 ...

您前面那段提的, 老實說, 我看不是很懂, 所以看了2天, 不知道應該怎麼說.
但這裡, 小弟提供一下看法.
上面那樣的說法, 是有問題的, 因為立足點不平等....
這麼說吧, A, B是一樣的電池, 它們的電壓假設是X
A, B並聯時, 電變跟這組"電源"抽15A, 此時這組電源所提供的功率是X(V) x 15(A)= 15X (Watts)
您的串聯情況下, 電變抽5A的電, 但此時電壓是X x 2 = 2X (V)
這組電源所提供的功率是2X (V) x 5(A) = 10X (Watts)
串聯情況下, A, B合計只要輸出10X (Watts), 對電池來說, 當然比並聯時來的輕鬆, 但這樣子立足點沒有平等, 這樣比法應該是沒意義的.
也就是說, 如果真要比, 在串聯下, 這個電池組必須要輸出7.5A(而不是5A), 電源對負載的輸出功率才會一樣, 才是apple to apple compare....
這, 不知道您同意嗎?
如果是這樣, A, B串聯時輸出7.5A, 那依您的假設, 情況又是如何呢?

其實我想說的是, 電池不管是串聯還是並聯, 能輸出多少能量是固定的, 不會說串聯時就能輸出比較多, 並聯時就輸出比較少(那就違反能量不滅了不是嗎? )
只是, 在低電壓的情況下, 電阻的差異, 就變得非常重要, 而不可忽略, 電線的長度(真要算的話, 繞在馬達裡的那堆漆包線也要算哦, 加上電變的損失等等....) 所以實務上才會利用串聯來做. 電壓一提高, 導線電阻的損耗就相對來說比較沒那麼大.
(這就是台電要用高電壓輸送電力的原因)

下面是我自己的經驗, 跟主題沒關係.
我都是在飛場大電流快充, 我自己有做過實驗....
2014充電器直接夾汽車電瓶頭, 每個channel最大可以輸出到15-16A (充3S時)
但若不直接夾汽車電瓶頭, 用救車線拉出來, 再接上充電器, 同樣讓它以最大功率下去充時, 則充電器會因為電壓過低而自動跳掉. (救車線非常地粗, 能夠流過的電流也很大, 但....它仍然是造成了壓降)

[ 本帖最後由 kuniaki 於 2010年8月24日 07:25 PM 編輯 ]