电池配置(串联和并联)及其保护

一个单元格对于某些设备来说是不够的。为了达到所需的电压，电池串联连接以增加电池的电压。为了达到预期的容量，电池并行连接，通过增加安培小时(Ah)来获得高容量。这种电池组合称为电池。
有时候，电池组在两种配置中同时使用，以获得所需的电压和高容量。这种结构在笔记本电池中可以找到，它有4个3.6 v 的锂离子电池串联起来得到14.4 v，每个电池彼此并联，得到6800毫安时的双倍容量。

笔记本电池配置。
连接在配置中的电池应该具有相同的电压和容量，因为较弱的电池导致不平衡。在串联结构中，电池和电池链中的薄弱环节一样强，因此高容量的电池不能比较弱的电池充电更多。较弱的电池也会先放电和充电，这也会导致设备出现过放电和过充电等问题。
单电池配置
单电池配置是最简单的电池组。这种配置可以在挂钟、内存备份和手表中使用。这些都是低功耗设备，所以他们使用1.5 v 的硷性电池。移动电话和平板电脑也有3.6 v 锂离子电池的单芯配置。下面的图片显示了锂离子电池的单电池配置。

正如我们所看到的，单个锂离子电池的标称电压为3.6伏。镍基电池的标称电压为1.2 v，硷性电池电池的标称电压约为1.5 v。另一种锂基电池的电压在3.0 v 到3.9 v 之间，锂磷酸盐为3.2 v，锂钛酸盐为2.4 v，锂锰和其他锂基电池通常使用3.7 v 或更高的电压。
系列配置
串联结构用于单个电池电压不足的场合。串联配置是通过连接一个细胞的正片到另一个细胞的负片来实现的，如下图所示。4个3.6 v 的锂离子电池串联在一起，可以产生14.4 v 的电压，这种结构被称为4s，因为4个电池串联在一起。

电池的数量可以根据单个电池的电压而改变。铅酸蓄电池的额定电压为2伏，因此需要串联六个电池才能达到12伏。六个电压为1.5 v 的碱性电池串联在一起，可以给你9伏电压。
如果设备需要一个奇数的电压，例如10伏，那么三个锂离子电池可以串联。但是当设备需要8.5伏的锂离子电压时，你需要知道设备的规格。如果它可以处理10v，那么它可以直接连接; 否则，一个降压或升压是用来达到8.5 v。
如果一个电池串联是错误的，电池匹配是一个挑战，在老化包在电池更换时。新的电池比其他电池有更高的容量，从而导致不平衡。这就是为什么电池组通常更换单位。
如下图所示，BMS (电池管理系统)或其控制器可以通过测量电池各点的电压来确定故障电池。其中一个电池出现故障，电池电压由3.6 v 降至2.8 v。由于这个原因，电池电压崩溃，并且设备会因为低电量信息而提前关闭。你可以通过更换这个电池来修理你的电池组。

并行配置
如果设备需要更高的电流，但是没有足够的空间容纳电池，则电池并联连接以满足更高的电流容量要求。该装置可以使用平行配置，以适应大电流能力在一个小的空间。并联的四个单元结构称为 P4，并联的三个单元结构称为 P3。下面的图片显示了 p4配置。电池组中的电压保持不变，但是电流容量(Ah)增加了。

产生高电阻或开路的电池在并联电路中的关键性不如串联电路，但是失效的电池会降低总的电流容量。另一方面，电短路更严重，因为有缺陷的电池从其他电池吸收能量，引起火灾。短波通过反向极化或枝晶生长发生。大型电池包括一个保险丝，当电池短路时可以断开它。在下面的图片中，蓝盒子中的第三个电池失效，容量降低到1500毫安时。它不影响电压，但降低了总容量。

串并联结构
在这种配置中，单元以串联和并联方式连接。串并联结构可以在尽可能小的尺寸下给出所需的电压和容量。你可以在下面的图片中看到两个3.6 v 3400mAh 电池并联连接，使电池容量从3400mah 提高到6800mah。由于这些并联组件串联在一起，电压也会从3.6 v 翻倍到7.2 v。这个电池组的总功率现在是48.96 Wh。这种配置称为2sp2。如果配置包括8个配置为4sp2的单元，两个单元并联，这个并联组合的四个单元串联在一起。这个电池组产生的总功率是97.92 Wh。

电池的保护
IEC 62133协调了便携式应用的镍基和锂基电池和电池的安全要求。锂离子电池是同类电池中最危险的一种，因为电池的化学成分具有炸药。电池需要保护，以防止任何损害，由于大电流放电，过充，温度上升等。保护可以内置在电池的结构中，或者可以使用外部保护电路断开电池。
电池内置保护装置
一些电池在电池结构中带有安全功能。下图展示了18650锂离子电池的安全特性。PTC (正热系数)是指在常温下电阻非常低。但当温度超过临界值时，电阻增大，电流减小。当温度低于临界范围时，PTC 就处于正常电阻下。
CID (电流中断装置)是一种熔丝型装置，当电池压力、温度或电压范围超过其极限时，它会永久性地切断电路。如果内部压力增加约1,000千帕，则顶部阀瓣与金属箔断开，与电流断开。在顶部有一个排气口，可以释放气体，并可以再次关闭。
蓄电池保护电路
大约18650个锂离子电池配有保护电路。保护电路的基本功能是保护蓄电池不受过电压、欠电压、过电流和过低温度的影响。这是 BMS 的一部分。为了安全操作，BMS 监控电池的状态，并在电池出现故障时将信号发送到保护电路。当保护电路连接到蓄电池的正极时，称为高侧保护。当它连接到电池的负面，然后它被称为负面保护。
下面给出了保护电路框图。这是一个高端保护电路。电池配置为 S4(串联四个) ，电池正极连接一个保险丝，当电流超过极限时关闭电池。有 BMS 监测每个小区电压的平衡和故障检测。当前的传感单元将感知充电和放电的电流，它发送到 BMS。如果任何电压或电流读数超过极限，BMS 就会将信号发送到用充电器或负载切断电池的保护电路。

蓄电池保护电路。
市场上有一些预先制造的电路，它们是根据你的电压或电流要求而固定的。你只需要知道电池保护模块的电流和电压规格，或者你也可以用市场上的 mosfet 和 BMS 建立你自己的模块。

白纪龙老师从事电子行业已经有15个年头到目前为止已开发过的产品超上百款，目前大部分都已经量产上市从2018年开始花了5年的时间
潜心录制了上千集的实战级电子工程师系列课程获取更多干货知识，好文阅读可微信搜索“纪客老白”公众号、视频号
老白的初心是“愿天下工程师不走弯路”

电池配置(串联和并联)及其保护相关推荐

创意电子-第05课：串联和并联
更多的知识请参考:sparkfun工程基础初识串联.并联电路在串联电路中,电流要先通过一个元件,再通过另一个元件.备选方法就是把它们并排并联起来. 串联电阻器是一个接一个排布的. 并联电阻器是并排 ...
vimrc配置鼠标光标_在“提示”框中：即时调整窗口大小，包含鼠标光标并了解电池配置...
vimrc配置鼠标光标 Every week we dip into the reader mail bag and pull out tips and tricks to share. This ...
变频电源串联与并联的八大区别
变频电源是电源产品的重要类型之一,这是一个交流电转换器,可将直流电转换为固定频率,恒定电压或调频交流电(通常为220V,50Hz正弦波),它使用脉宽频率调制技术,电子产品,车辆动力存储等领域都有广泛的 ...
PL7022/PL7022B原厂双节/两节锂电池串联充电IC和保护IC
双节锂电池串联管理系列选型表: 型号封装功能 PL7022B SOT23-6 双节4.2V锂电池串联保护电路 PL7022 SOT23-6 双节4.35V锂电池串联保护电路 PL7501C ESO ...
串联型或并联型电压基准的选择
本文介绍了不同类型电压基准芯片的选择,提供了选择串联型和并联型电压基准时需要考虑的几项指标. 串联型电压基准串联型电压基准具有三个端子:VIN.VOUT和GND,类似于线性稳压器,但其输出电流较低. ...
锂电池串联放电并联充电自动转换电路
直接通过5v充电器给串联锂电池组充电可以大大提高充电器的利用率, 毕竟现在手机充电器都有, 再去买个专用的锂电池平衡充电器又感觉没啥必要, 一般给串联锂电池组充电的方案就是通过升压模块将5v升压后再充 ...
电力电子技术（8）——器件的串联和并联使用
目录晶闸管的串联静态均压措施动态均压措施晶闸管的并联均流措施电力MOSFET和IGBT并联运行的特点电力MOSFET并联运行的特点 IGBT并联运行的特点晶闸管的串联目的:当晶闸管额 ...
并联串联混合的电压和电流_电流互感器一次绕组串联、并联，二次绕组串联、并联的相关问题...
电流互感器一二次绕组的串并联这个问题其实在工作中并不常见,但是在各种考试中却很常出现,而且总是搞懂一次下次又忘了,或者搞混淆了,所以记下来作为分享. 首先分清楚问题,一次绕组串并联时,通常讨论的是电流 ...
STM32工作笔记0027---理解电阻的串联和并联
技术交流QQ群[JAVA,C++,Python,.NET,BigData,AI]:170933152 1 串联简介串联是连接电路元件的基本方式之一.将电路元件(如电阻.电容.电感,用电器等)逐个顺次 ...

电池配置(串联和并联)及其保护

电池配置(串联和并联)及其保护相关推荐

最新文章

热门文章