Làm cách nào để kết nối hai pin giống nhau để tăng tuổi thọ của người tiêu dùng?


16

Nếu tôi có một thiết bị sử dụng một pin duy nhất và với pin đơn đó, thiết bị sẽ tồn tại trong một giờ và tôi muốn thiết bị này hoạt động trong hai giờ, tôi giả sử tôi có thể nối hai pin lên và nó sẽ hoạt động . Nhưng bằng cách nào? Tôi có muốn tăng gấp đôi điện áp (nối tiếp) hoặc tăng gấp đôi dòng điện không? (song song như vậy.)

Dù bằng cách nào, nếu thiết bị cần hai pin bình thường và tôi muốn tăng gấp đôi thời gian chạy, tôi sẽ thực hiện kết hợp 2 chuỗi song song gồm 2 pin nối tiếp, phải không? Nhưng nếu tôi muốn tăng gấp ba thời gian chạy, đó là 3p2s hay 2p3?

Cảm ơn.

Câu trả lời:


17

Khi bạn kết nối song song hai pin, bạn sẽ giảm một nửa hiệu quả tốc độ xả của mình trong khi tăng gấp đôi công suất - hiệu quả, tăng gấp đôi tuổi thọ pin, như bạn đang dự định làm.

Kết nối nối tiếp không làm tăng tuổi thọ mà thay vào đó, tăng điện áp hoạt động, điều mà một số thiết bị cần có. Nếu thiết bị của bạn có hai pin nối tiếp, thì bạn cần kết nối song song hai pin nối tiếp khác.

Nếu chúng không được sạc lại trong cấu hình bạn đang đặt chúng, thì bạn có thể kết nối chúng song song. Cuối cùng, họ sẽ sử dụng một lượng điện năng nhỏ bằng cách sạc cho nhau một lượng nhỏ, nhưng bạn có thể sẽ thấy nhiều hơn gấp đôi thời lượng pin.

Nếu bạn đang lấy rất nhiều năng lượng từ pin, bạn sẽ thấy rằng dung lượng pin của nó giảm và khiến cho dòng điện dư thừa giảm tuổi thọ và giảm công suất để giảm tuổi thọ. Có một số giải thích tuyệt vời về pin trực tuyến. Liên kết tôi đưa ra là tập trung nhiều lithium hơn, nhưng kiến ​​thức chung áp dụng cho hầu hết các loại pin. Liên kết này đặc biệt về tốc độ xả và ảnh hưởng của chúng đến tuổi thọ pin.

Hi vọng điêu nay co ich. Nếu bạn nhận xét về bất cứ điều gì không rõ ràng, tôi sẽ chỉnh sửa và mở rộng về nó.


Vui mừng khi nghe nó, tôi thực sự khuyên bạn nên dành một chút thời gian cho trường đại học pin.
Kortuk

@Kortuk: " Cuối cùng, họ sẽ sử dụng một lượng điện nhỏ sạc cho nhau một lượng nhỏ khác ". Cái gì, họ tính phí lẫn nhau?
0xakhil

@oxakhil, vâng, nếu bạn chỉ kết nối hai pin, bạn có thể có sự khác biệt về pin và trong các kết nối gây ra chuyển động sạc nhỏ giữa các pin.
Kortuk

Hoàn toàn sai khi "kết nối nối tiếp không làm tăng tuổi thọ". Bạn nhận được gấp đôi năng lượng cho dù bạn nối hai ô theo chuỗi hoặc song song. Bạn phải xử lý một phạm vi điện áp khác nhau làm đầu vào cho bộ điều chỉnh điện áp. Bạn có thể kết nối song song pin lithium-ion nếu bạn cẩn thận về việc sử dụng các tế bào cân bằng (mới, cùng một lô, v.v.) nhưng các hóa chất khác không thân thiện với nó. Không có sản phẩm nào sử dụng song song AA alkalines.
Matt B.

@Matt B., bạn nhận được cùng một dòng điện ở điện áp cao hơn. Lượng điện năng được tăng lên, nhưng nếu bạn đang sử dụng một mạch điện trở, chẳng hạn, bạn sẽ thấy gấp đôi hiện tại của mình và tuổi thọ của bạn sẽ gần như nhau. Nếu bạn đang sử dụng bộ điều chỉnh hiệu quả cao, giả sử 100% vì mục đích thảo luận, thì việc kết nối nhiều pin hơn đồng nghĩa với tuổi thọ cao hơn. Trong các thiết bị bạn có thể phụ thuộc rằng điện áp hoạt động là điện áp hoạt động. Hầu hết các thiết bị chúng tôi xây dựng được thiết kế cho một điện áp cụ thể và sẽ thay đổi điện trở theo nhu cầu.
Kortuk

6

Nếu thiết bị là một sản phẩm ngoài giá và bạn không có cách nào biết được những gì bên trong, kết nối các tế bào bổ sung song song là một tùy chọn an toàn trên mạch điện bên trong hộp, vì nó sẽ giữ dải điện áp của pin tương tự. Cho thời lượng pin gấp 2 lần, dây 2 song song, cho thời lượng pin gấp 3, 3 dây song song. Không phải 3p2s hay 2p3, v.v. vì việc thêm bất kỳ nối tiếp nào sẽ làm tăng điện áp pin, mà mạch của thiết bị có thể không xử lý được.

Tuy nhiên, bạn cần lưu ý rằng việc kết nối các tế bào song song không phải là không gây nguy hiểm cho chính pin. Nếu các ô không khớp nhau, như nếu chúng có dung lượng (kích thước) khác nhau, tuổi, trạng thái điện tích, nhiệt độ, v.v., bạn có thể nhận được một dòng điện lớn đi từ ô này sang ô khác khi bạn kết nối chúng lần đầu tiên cho đến khi chúng cân bằng trong điện áp. Dòng điện này có thể đủ cao để gây tổn hại vĩnh viễn cho các tế bào.

Ngoài ra, còn có vấn đề về công suất hơi không khớp, khi kết thúc chu kỳ phóng điện, một trong các ô sẽ trống trước một tế bào khác, do đó, một tế bào còn lại một chút năng lượng sẽ cung cấp tất cả dòng điện. Điều tương tự cũng xảy ra khi kết thúc quá trình sạc, trong đó một lần được nạp đầy sớm hơn và lần khác được tính ở mức gấp đôi tốc độ danh nghĩa. Trừ khi bạn gặp khó khăn khi đặt đồng hồ đo hiện tại trên mỗi tế bào, đó là một vấn đề vô hình, nhưng qua nhiều chu kỳ sạc / xả, nó có thể gây thiệt hại nghiêm trọng cho tế bào làm việc quá sức, thậm chí có thể gây cháy hoặc nổ. Khi Sanyo thu hồi một số pin lithium-ion từ Lenovo, đó là gói mở rộng 3s3p là vấn đề, các tế bào tương tự trong 3s2p đều ổn. Càng nhiều ô song song, vấn đề mất cân bằng càng trở nên tồi tệ hơn, đó là lý do tại sao bạn thường không nhìn thấy> 3p trong sản phẩm thương mại. Pin có thể sẽ không bắt lửa ngay lần đầu tiên bạn sử dụng, nhưng theo thống kê trên rất nhiều sản phẩm được vận chuyển có thể có tỷ lệ thất bại cao hơn. Đối với một dự án sở thích, bạn có thể giảm thiểu điều này bằng cách sử dụng các ô mới (không phải trục vớt từ các gói máy tính xách tay cũ khác nhau) và thêm một điện trở giữa các ô song song như một bộ giới hạn hiện tại ít nhất cho đến khi chúng cân bằng.

Tất cả những điều trên chỉ áp dụng cho lithium-ion. Nếu bạn đang sử dụng NiMH hoặc NiCd, có lẽ bạn không muốn kết nối chúng song song. Lithium-ion rất dễ sạc vì bạn chỉ cần kết nối nó với nguồn điện bị giới hạn cả dòng điện và điện áp và tắt bộ sạc khi dòng điện rơi xuống dưới ngưỡng nào đó hoặc bạn vượt qua thời gian chờ (hoặc cờ an toàn như vậy như nhiệt độ). NiCd / NiMH rất khó sạc (nhanh chóng), bạn cần một mạch có thể xem cấu hình điện áp, nhiệt độ, v.v. (trừ khi bạn đang sạc nhỏ giọt). Vấn đề mất cân bằng sẽ khó khăn hơn. Điều này có thể đã được thực hiện, nhưng khi máy tính xách tay chạy từ NiCd, các gói có điện áp cao hơn vì các tế bào đều nối tiếp nhau. Các chất kiềm dùng một lần luôn ở trong chuỗi vì bạn có thể mong đợi người dùng chọn bất kỳ ô cũ nào từ ngăn kéo mà không quan tâm đến trạng thái sạc. Chúng có thể bị rò rỉ nếu quá tải, kết nối chúng song song sẽ chỉ làm cho vấn đề trở nên tồi tệ hơn. Hãy tưởng tượng ai đó pha trộn NiMH và kiềm kiềm có khả năng và độ đầy đủ khác nhau ngẫu nhiên trong cả loạt và song song - sản phẩm sẽ sớm bị hủy hoại. Đối với một dự án sở thích, không ai quan tâm nếu bạn phá hỏng một vài Energators, nhưng đối với bất cứ điều gì bạn sẽ trao cho người khác, bạn nên cẩn thận hơn.

Có nhiều cách khác để cải thiện tuổi thọ pin của bạn bên cạnh việc kết nối các tế bào bổ sung song song. Có lẽ cách dễ nhất là sử dụng các ô lớn hơn. Đối với kiềm hoặc NiMH / NiCd, việc chuyển đổi từ AAA sang AA sẽ tăng gấp đôi thời lượng pin và thậm chí nhiều dung lượng hơn, bạn có thể sử dụng các tế bào C hoặc D. Đối với lithium polymer, có rất nhiều kích cỡ để lựa chọn, bao gồm tùy chỉnh nếu bạn cần. Nếu bạn đang sử dụng các tế bào AA hoặc AAA dùng một lần, bạn có thể tăng gấp đôi tuổi thọ pin bằng cách chuyển từ lithium sang Energizer. Chúng có giá cao hơn gấp đôi, vì vậy chúng đắt hơn bằng $ / Wh, nhưng chúng cũng nặng gấp rưỡi và chúng vẫn nằm gọn trong thiết bị.

Các áp phích khác dường như cho rằng thiết bị là một hộp đen, vì vậy có lẽ không đáng để thảo luận quá sâu về những gì sẽ xảy ra nếu bạn kiểm soát toàn bộ thiết kế và thêm các ô bổ sung nối tiếp thay vì song song. Về cơ bản, bạn phải thiết kế lại toàn bộ phần nguồn - từ bộ chuyển đổi tường điện áp cao hơn, mạch sạc và bộ bảo vệ pin khác nhau, dải điện áp đầu vào khác nhau cho bất kỳ bộ điều chỉnh nào, có thể là toàn bộ thiết kế lại cho bất cứ thứ gì được cung cấp trực tiếp từ pin thay vì bộ điều chỉnh .


Tôi không nghĩ rằng pin được chỉ định trong câu hỏi nhất thiết phải có thể sạc lại. Vẫn còn thông tin tốt. Tôi có lẽ sẽ lưu ý rằng có các mạch ngoài đó để đối phó với sự cô lập pin.
Kortuk

1
Không nạp tiền được đề cập trong đoạn 4.
Matt B.

Tôi biết, nhưng tôi nghĩ rằng nó đáng để chỉ ra.
Kortuk

4

Bạn muốn thêm pin song song, giữ điện áp không đổi.

Bạn đúng rằng nếu một thiết bị mất hai pin nối tiếp, bạn muốn thêm các cặp sê-ri bổ sung song song.


3

Dung lượng (tức là milliamp-giờ hoặc mAh) là những gì chi phối cuộc sống. Công suất thêm song song, do đó dây + to + và - đến -.


1

Việc kết nối song song hai pin giống nhau thường sẽ tăng tuổi thọ ít nhất là hai lần và có thể tăng tuổi thọ thậm chí nhiều hơn thế (không chỉ pin sẽ được rút xuống nhanh hơn một nửa so với pin đơn lẻ, mà còn họ có thể cho phép một thiết bị tiếp tục hoạt động vượt quá mức cạn kiệt sẽ khiến thiết bị bị hỏng nếu chỉ sử dụng một pin duy nhất). Tuy nhiên, có một cảnh báo quan trọng: nếu một pin mạnh hơn pin kia, có thể pin mạnh hơn có thể cố gắng đẩy năng lượng vào pin yếu hơn. Nếu pin không thể sạc lại, hành động đó có thể gây bất lợi cho cả hai pin; ngay cả khi pin có thể sạc lại, chúng có thể bị hỏng nếu được kết nối trong khi mức chênh lệch sạc quá lớn.

Kết nối pin nối tiếp sẽ khiến chúng đẩy thêm điện áp vào thiết bị họ đang sử dụng. Hiệu ứng này có thể thay đổi với thiết bị:

  • Một số thiết bị sẽ bị hỏng hoặc bị phá hủy

  • Một số thiết bị sẽ hoạt động tốt hơn với điện áp cao hơn, nhưng rút ra nhiều dòng điện hơn (có thể dẫn đến thời lượng pin ngắn hơn so với khi sử dụng một pin, nhưng có lẽ cho phép một thiết bị hoàn thành nhiều công việc hơn trong thời gian đó).

  • Một số thiết bị sẽ hoạt động giống nhau ở bất kỳ điện áp pin nào trên ngưỡng tối thiểu và rút ra cùng một dòng điện bất kể điện áp. Tất cả các pin trong loạt sẽ bị cạn kiệt ở cùng một tốc độ bất kể có bao nhiêu, nhưng mức độ cạn kiệt cần thiết để làm cho thiết bị không sử dụng được sẽ được mở rộng bằng cách có nhiều pin hơn nối tiếp. Ví dụ, một thiết bị sẽ trở nên không sử dụng được khi điện áp đầu vào của nó giảm xuống dưới 5,5 volt có thể được sử dụng với bốn pin AA đã cạn kiệt ít hơn ~ 10%, hoặc sáu thiết bị đã cạn kiệt tới 90%. Sử dụng nhiều pin hơn trong tình huống như vậy có thể là kinh tế, đến một điểm, mặc dù nếu có mười hai pin, người ta có thể đạt được hiệu quả kinh tế tối ưu bằng cách sử dụng ba nhóm bốn (cùng với một vài tế bào giả hoặc dây nhảy) cho đến khi chúng không còn làm việc, và sau đó sử dụng hai nhóm sáu.

  • Một số thiết bị sử dụng một lượng điện năng không đổi và trên thực tế sẽ sử dụng ít dòng điện hơn khi được cung cấp điện áp cao hơn. Đặt nhiều pin hơn khi sử dụng các thiết bị như vậy sẽ có lợi về mặt kinh tế với điều kiện điện áp không tăng vượt quá khả năng xử lý của thiết bị.


Cảm ơn vì những lời cảnh báo này. Trên thực tế, tôi hy vọng những mối quan tâm có thể này là lý do tại sao các gói năng lượng bổ sung chuyên dụng được thiết kế và bán (để sử dụng với, ví dụ như điện thoại thông minh).
boardbite

@boardbite: Tôi muốn thấy một tiêu chuẩn mở được áp dụng rộng rãi cho pin sạc, mặc dù tôi không biết rằng bất kỳ ai trong ngành đều có hứng thú với điều đó. Gói pin có thể sạc lại được bán với thiết bị điện tử tích hợp vì một vài lý do. Trong số những thứ khác, cách duy nhất để phân biệt pin mới đã cạn kiệt 80% so với pin cũ gần đầy và có 70% mức sạc hữu ích như pin đầy mới, là biết một số điều về lịch sử sạc / xả của pin. Nếu một thiết bị có pin không thể tháo rời, thông tin có thể được lưu trong thiết bị, nhưng ...
supercat

1
@boardbite: ... nếu một thiết bị sử dụng bộ pin có thể thay thế được thì cần phải giữ thông tin trong pin bằng cách nào đó. Điều này có thể được thực hiện bằng cách có EEPROM đơn giản trong pin được thiết bị cập nhật hoặc bằng cách có các thiết bị điện tử trong pin có thể theo dõi tình trạng hoạt động của nó. Cách tiếp cận trước đây có nhược điểm là nếu pin được sạc hoặc xả bởi thứ gì đó không biết cách cập nhật thông tin đúng cách, thông tin có thể trở nên không chính xác. Nó là, tuy nhiên, rẻ hơn.
supercat

@boardbite: Mặc dù trước khi pin bao gồm trí thông minh như vậy, việc đóng gói chúng trong các gói có nghĩa là tất cả các pin phải từ cùng một lô sản xuất và tiếp xúc với các điều kiện giống hệt nhau, do đó thường có trạng thái sạc rất giống nhau.
supercat
Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookieChính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.