第5节 实际考虑 - 电池(修订中)
[TOC]
当将电池连接在一起形成更大的“电池组”(_电池_组?)时,组成电池必须相互匹配,以免造成问题。
# 串联电池
首先,我们将考虑串联电池以获得更大的电压:

我们知道串联电路 (opens new window)中所有点的电流都相等,因此任何一个串联电池中的电流量对于所有其他电池来说都必须相同。出于这个原因,每个电池必须具有相同的安培小时额定值,否则一些电池将比其他电池更快耗尽,从而影响整个银行的容量。请注意,该系列电池组的总安时容量不受电池数量的影响。
# 电池并联
接下来,我们将考虑并联电池以获得更大的电流容量(更低的内阻)或更大的安培小时容量:

我们知道并联电路的所有分支上的电压都是相等的,因此我们必须确保这些电池的电压相等。如果不是这样,我们将有相对较大的电流从一个电池循环到另一个电池,高压电池会压倒低压电池。这是不好的。
# 过流保护
在同样的主题上,我们必须确保以有效的方式安装任何过流保护 (opens new window)(断路器或保险丝)。对于我们的串联电池组,一个保险丝足以保护线路免受过电流的影响,因为串联电路中的任何断路都会阻止电流通过电路的所有部分:

对于并联电池组,一个保险丝足以保护线路免受负载过电流(在并联电池和负载之间)的影响,但我们还有其他问题需要保护。众所周知,电池内部短路,由于电极分离器故障,引起问题,与不等电压的电池并联的情况不同:好的电池会压倒故障(较低电压)的电池,导致相对较大的电流在电池的连接线内。为了防止这种情况发生,除了负载保险丝外,我们还应该使用单独的电池保险丝保护每个电池免受过流:

在处理二次电池时,必须特别注意充电的方法和时间。不同类型和结构的电池有不同的充电需求,制造商的建议可能是设计或维护系统时遵循的最佳指南。电池充电的两个不同问题是_循环_和_过度充电_. 循环是指将电池充电至“充满”状态,然后将其放电至较低状态的过程。所有电池都有有限的(有限的)循环寿命,并且允许的循环“深度”(在任何时候应该放电多远)因设计而异。过度充电是电流继续被迫通过二次电池超过电池已完全充电的点的情况。特别是对于铅酸电池,过度充电会导致水电解(将水从电池中“煮沸”)并缩短寿命。
电解液中含有水的任何电池都会因电解而产生氢气。对于过度充电的铅酸电池尤其如此,但并非仅限于该类型。氢气是一种极易燃气体(特别是在存在由相同电解过程产生的游离氧的情况下),无味无色。即使在正常操作条件下,此类电池也会造成爆炸威胁,因此必须予以尊重。作者是铅酸电池爆炸的第一手目击者,从汽车电池中取出电池充电器(小型直流电源)产生的火花点燃了电池盒内的氢气,将电池顶部炸毁到处都是硫酸。这发生在一家高中汽车商店,同样如此。
将充电设备与电池连接和断开连接时,始终在远离电池本身的位置进行最后连接(或第一次断开连接)(例如在其中一条电池电缆上的某个点,距离电池至少一英尺) ,因此任何产生的火花都很少或根本没有机会点燃氢气。
在大型、永久安装的电池组中,电池在每个电池上方都配备了通风盖,氢气通过电池上方的通风罩排放到电池室外。氢气很轻,上升很快。最大的危险是当它被允许积聚在一个区域等待点燃时。
更现代的铅酸电池设计是密封的,制造用于将电解的氢气和氧气重新结合到电池外壳内部的水中。充足的通风可能仍然是一个好主意,以防电池发生泄漏。
# 总结
- 串联电池会增加电压,但不会增加总安时容量。
- 串联组中的所有电池_必须_具有相同的安培小时额定值。
- 并联电池通过降低总电阻来增加总电流容量,并且还增加了总安时容量。
- 并联组中的所有电池_必须_具有相同的额定电压。
- _过度循环_和_过度充电_会损坏电池。
- 水基电解质电池会产生爆炸性氢气,不得在区域内积聚。
相关练习: