소비자의 수명을 늘리기 위해 두 개의 동일한 배터리를 어떻게 연결합니까?


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단일 배터리를 사용하는 장치가 있고 해당 단일 배터리로 장치가 1 시간 동안 지속되고 장치가 2 시간 동안 지속되기를 원하면 2 개의 배터리를 연결할 수 있다고 가정하고 작동해야합니다. . 그러나 어떻게? 전압 (직렬)을 두 배로 늘리거나 전류를 두 배로 늘리고 싶습니까? (따라서 평행)

어느 쪽이든, 장치가 일반적으로 두 개의 배터리를 사용하고 실행 시간을 두 배로 늘리려면 2 개의 직렬 직렬 2 개의 직렬 배터리를 결합하십시오. 그러나 런타임을 3 배로 늘리려면 3p2 또는 2p3입니까?

감사.

답변:


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두 개의 배터리를 병렬로 연결하면 방전 속도를 효과적으로 절반으로 줄이면서 용량을 두 배로 늘리는 동시에 의도 한대로 배터리 수명을 두 배로 늘릴 수 있습니다.

직렬 연결은 수명을 늘리지 않고 작동 전압을 증가시켜 일부 장치에 필요합니다. 장치에 직렬 배터리가 두 개 있으면 다른 두 개의 직렬 배터리를 병렬로 연결해야합니다.

배치 할 구성에서 재충전되지 않으면 병렬로 연결할 수 있어야합니다. 서로를 소량 충전하면 소량의 전력을 사용하게되지만 배터리 수명이 두 배 이상 증가 할 수 있습니다.

배터리에서 많은 전력을 끌어 오면 배터리 용량이 감소하고 과도한 전류 소모로 인해 수명이 줄어들고 용량이 줄어들어 수명이 줄어드는 것을 알 수 있습니다. 온라인 배터리에 대한 훌륭한 설명이 있습니다. 내가 준 링크는 리튬에 중점을두고 있지만 일반적인 지식은 대부분의 배터리에 적용됩니다. 이 링크 는 특히 방전율과 배터리 수명에 미치는 영향에 관한 것입니다.

도움이 되었기를 바랍니다. 명확하지 않은 것에 대해 언급하면 ​​편집하고 확장합니다.


기쁜 마음으로 배터리 대학교에서 시간을 보내는 것이 좋습니다.
Kortuk

@Kortuk : " 소량의 서로 충전하는 소량의 전력을 사용하게됩니다 ." 그들은 서로를 청구합니까?
0xakhil

@oxakhil, 그렇습니다. 두 개의 배터리 만 연결하면 배터리에 차이가있을 수 있으며 연결시 배터리간에 약간의 충전 이동이 발생합니다.
Kortuk

"직렬 연결이 수명을 늘리지 않는다"는 것은 거짓입니다. 두 셀을 직렬로 연결하든 병렬로 연결하든 두 배의 에너지를 얻습니다. 전압 조정기의 입력과 다른 전압 범위를 처리해야합니다. 균형 잡힌 전지 (신제품, 같은 로트 등)를 사용하는 데주의를 기울이면 리튬 이온 배터리를 병렬로 연결할 수 있지만 다른 화학 물질은 그다지 친숙하지 않습니다. AA 알카라인 와이어를 병렬로 연결하는 제품은 없습니다.
Matt B.

@Matt B., 더 높은 전압에서 같은 양의 전류를 얻습니다. 전력량은 증가하지만 저항 회로를 사용하는 경우 전류가 두 배로 증가하고 수명이 거의 같습니다. 고효율 레귤레이터를 사용하는 경우 토론을 위해 100 %라고 말하면 더 많은 배터리를 연결하면 수명이 늘어납니다. 장치에서는 작동 전압이 작동 전압임을 의존 할 수 있습니다. 우리가 구축하는 대부분의 장치는 특정 전압을 위해 설계되었으며 필요에 따라 저항이 달라질 수 있습니다.
Kortuk

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장치가 상용 제품이고 내부에 무엇이 있는지 알 수없는 경우 여분의 셀을 병렬로 연결하는 것은 배터리의 전압 범위를 유지하기 때문에 상자 내부의 회로에서 안전한 옵션입니다. 같은. 배터리 수명 2 배, 전선 2를 병렬로, 배터리 수명 3 배, 3을 병렬로 연결합니다. 직렬로 추가 할 때 3p2 또는 2p3 등이 아닌 경우 배터리 팩 전압이 증가하여 장치의 회로에서 처리 할 수 ​​없습니다.

그러나 셀을 병렬로 연결해도 배터리 자체에는 위험이 없습니다. 용량 (크기), 수명, 충전 상태, 온도 등이 다른 것처럼 셀이 제대로 일치하지 않으면 처음 연결할 때까지 한 셀에서 다른 셀로 큰 전류가 흐를 수 있습니다. 그들은 전압이 동일합니다. 이 전류는 셀을 영구적으로 손상시킬 수있을 정도로 높을 수 있습니다.

또한 약간 불일치하는 용량 문제가 있는데, 방전주기가 끝나면 셀 중 하나가 다른 셀보다 먼저 비워 지므로 에너지가 적은 셀이 모든 전류를 제공합니다. 충전이 끝날 때 동일한 일이 발생하는데, 하나는 더 빨리 충전되고 다른 하나는 정격 속도의 두 배로 충전됩니다. 각 셀에 전류 미터를 장착하는 데 어려움을 겪지 않는 한 보이지 않는 문제이지만, 많은 충전 / 방전주기를 통해 과도하게 작동하는 셀에 심각한 손상을 줄 수 있으며 잠재적으로 화재 나 폭발을 일으킬 수 있습니다. Sanyo가 Lenovo에서 일부 리튬 이온 배터리를 리콜했을 때 문제가 된 것은 3s3p 확장 팩이었고 3s2p의 동일한 셀은 정상이었습니다. 병렬로 셀이 많을수록 불균형 문제가 악화되어 일반적으로 보지 못하는 이유> 상용 제품의 3p. 배터리는 처음 사용할 때 불이 붙지 않을 것입니다. 그러나 통계적으로 배송 된 제품이 많으면 고장률이 더 높을 수 있습니다. 취미 프로젝트의 경우 새 셀 (기존의 다른 랩톱 팩에서 구제되지 않음)을 사용하고 병렬 셀 사이에 저항이 평형이 될 때까지 전류 제한기로 추가하여이를 완화 할 수 있습니다.

위의 모든 내용은 리튬 이온에만 적용됩니다. NiMH 또는 NiCd를 사용하는 경우, 그것들을 전혀 병렬로 연결하고 싶지 않을 것입니다. 리튬 이온은 전류 및 전압 제한이있는 전원 공급 장치에 연결하기 만하면되기 때문에 전류가 일부 임계 값 아래로 떨어지거나 시간 초과 (또는 안전 플래그와 같은 안전 플래그)가되면 충전기를 끄십시오. 온도로). NiCd / NiMH는 충전하기가 훨씬 더 까다롭기 때문에 전압 프로파일, 온도 등을 볼 수있는 회로가 필요합니다 (충전이되지 않는 한). 불균형 문제는 더 어려울 것입니다. 아마도 랩톱이 NiCd에서 실행되었을 때 셀이 모두 직렬 연결되어 있기 때문에 팩의 전압이 더 높았습니다. 일회용 알카라인은 항상 직렬입니다. 충전 상태에 관계없이 사용자가 서랍에서 오래된 셀을 선택할 수 있기 때문입니다. 과방 전되면 이미 누출 될 수 있으므로 병렬로 연결하면 문제가 악화됩니다. 다양한 용량과 충만도의 NiMH와 알카라인 AA를 직렬 및 병렬로 무작위로 혼합한다고 상상해보십시오. 제품이 곧 망칠 것입니다. 취미 프로젝트의 경우, Energizer 몇 대를 망치면 아무도 신경 쓰지 않지만 다른 사람에게 손을 대면 더 조심해야합니다.

추가 셀을 병렬로 연결하는 것 외에 배터리 수명을 향상시키는 다른 방법이 있습니다. 아마도 가장 쉬운 방법은 단순히 더 큰 셀을 사용하는 것입니다. 알칼리성 또는 NiMH / NiCd의 경우 AAA에서 AA로 전환하면 배터리 수명이 두 배 이상 증가하고 더 많은 용량을 위해 C 또는 D 셀을 사용할 수 있습니다. 리튬 폴리머의 경우 필요한 경우 사용자 정의를 포함하여 다양한 크기를 선택할 수 있습니다. 일회용 AA 또는 AAA 셀을 사용하는 경우 알칼리성에서 Energizer 리튬으로 전환하여 배터리 수명을 두 배로 늘릴 수 있습니다. 그들은 두 배 이상 비싸서 $ / Wh로 더 비싸지 만 무게는 반으로 줄면서 여전히 장치 안에 들어갑니다.

다른 포스터는 장치가 블랙 박스라고 가정하는 것 같습니다. 따라서 전체 디자인을 제어하고 병렬이 아닌 직렬로 여분의 셀을 추가하면 어떤 일이 일어날 지 너무 깊이 논의 할 가치가 없습니다. 기본적으로 더 높은 전압의 벽면 어댑터, 다소 다른 배터리 충전기 및 보호 회로, 모든 레귤레이터에 대한 다른 입력 전압 범위, 레귤레이터가 아닌 배터리에서 직접 전원을 공급받는 것까지 전체 전원 섹션을 다시 디자인해야합니다 .


해당 배터리가 반드시 충전식이라고 생각하지 않습니다. 여전히 좋은 정보입니다. 아마도 배터리 격리를 처리하기위한 회로가 있다는 것을 알고있을 것입니다.
Kortuk

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비 충전지는 제 4에서 해결
매트 B를

나는 알고 있지만 그만한 가치가 있다고 생각했다.
Kortuk

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일정한 전압을 유지하면서 배터리를 병렬로 추가하려고합니다.

장치가 두 개의 배터리를 직렬로 사용하는 경우 추가 직렬 쌍을 병렬로 추가하려고합니다.


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용량 (밀리 암페어 시간 또는 mAh)은 수명을 결정합니다. 용량은 병렬로 추가되므로 +를 +와-를-로 연결하십시오.


1

2 개의 동일한 배터리를 병렬로 연결하면 수명이 2 배 이상 증가하고 수명이 그 이상으로 늘어날 수 있습니다 (배터리가 단일 배터리보다 약 절반 정도 빨리 소모 될뿐만 아니라 단 하나의 배터리 만 사용하는 경우 장치가 고갈되는 수준 이상으로 장치가 계속 작동 할 수 있습니다. 그러나 한 가지 배터리가 다른 배터리보다 더 강하면 더 강한 배터리가 더 약한 배터리에 전원을 공급하려고 할 수 있습니다. 배터리가 충전식이 아닌 경우 이러한 조치는 두 배터리 모두에 해로울 수 있습니다. 충전식 배터리 일지라도 충전 차이가 너무 큰 상태에서 배터리를 연결하면 손상 될 수 있습니다.

배터리를 직렬로 연결하면 사용중인 장치에 더 많은 전압이 공급됩니다. 이 효과는 장치에 따라 다를 수 있습니다.

  • 일부 장치가 손상되거나 파손될 수 있습니다

  • 일부 장치는 더 높은 전압에서 더 잘 작동하지만 더 많은 전류를 소비합니다 (한 개의 배터리를 사용하는 경우보다 배터리 수명이 짧아 지지만 해당 시간에 더 많은 작업을 수행 할 수 있음).

  • 일부 장치는 최소 임계 값을 초과하는 모든 배터리 전압에서 거의 동일하게 작동하며 전압에 관계없이 거의 동일한 전류를 소비합니다. 직렬로 연결된 모든 배터리는 배터리 수에 관계없이 동일한 속도로 방전되지만, 더 많은 배터리를 직렬로 연결하면 장치를 사용할 수 없게하는 데 필요한 고갈 수준이 확장됩니다. 예를 들어, 입력 전압이 5.5V 아래로 떨어질 때 사용할 수 없게되는 장치는 10 % 이하의 AA 배터리 4 개 또는 최대 90 %까지 6 개의 AA 배터리와 함께 사용할 수 있습니다. 이러한 상황에서 더 많은 배터리를 사용하는 것은 경제적 일 수 있지만 최대 12 개의 배터리를 사용하는 경우 더 이상 사용하지 않을 때까지 4 개의 그룹 (더미 셀 또는 점퍼 와이어와 함께)을 사용하여 최적의 경제성을 달성 할 수 있습니다. 6 명의 그룹을 사용했습니다.

  • 일부 장치는 일정한 양의 전력을 사용하며 실제로 더 높은 전압이 공급 될 때 더 적은 전류를 사용합니다. 이러한 장치를 사용할 때 더 많은 배터리를 직렬로 배치하면 전압이 장치의 처리 능력을 넘어서 증가하지 않으면 경제적으로 유리합니다.


이 경고에 감사드립니다. 실제로, 이러한 가능한 우려는 특수 애드온 파워 팩이 설계되고 판매되는 이유 (예 : 스마트 폰용) 인 것으로 예상됩니다.
boardbite

@boardbite : 저는 이차 전지에 대해 널리 채택 된 개방형 표준을보고 싶습니다.하지만 업계의 누군가가 그런 것에 관심이 있다는 것을 모르겠습니다. 충전식 배터리 팩은 몇 가지 이유로 통합 전자 장치와 함께 판매됩니다. 무엇보다도 배터리가 거의 다 찼고 새 배터리가 충전 된 것보다 70 % 더 유용한 충전량을 가진 오래된 배터리에서 80 % 방전 된 새 배터리를 구별 할 수있는 유일한 방법은 배터리의 충전 / 방전 내역을 아는 것입니다. 장치에 분리 할 수없는 배터리가 있으면 정보를 장치에 보관할 수 있지만 ...
supercat

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@boardbite : ... 장치가 교체 가능한 배터리 팩을 사용하는 경우 배터리의 정보를 어떻게 든 보관해야합니다. 이는 장치에 의해 업데이트 된 배터리에 간단한 EEPROM이 있거나 배터리에 작동 조건을 모니터링 할 수있는 전자 장치가있어 수행 할 수 있습니다. 전자의 접근 방식은 정보를 올바르게 업데이트하는 방법을 모르는 것으로 배터리를 충전하거나 방전하면 정보가 부정확해질 수 있다는 단점이 있습니다. 그러나 더 저렴합니다.
supercat

@boardbite : 배터리에 이러한 인텔리전스가 포함되기 전에도 팩에 번들로 묶는 것은 모든 배터리가 동일한 제조 로트에서 동일한 조건에 노출되어야하므로 일반적으로 매우 유사한 충전 상태를 가져야한다는 것을 의미했습니다.
supercat 2016 년
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