Wie schließe ich zwei identische Batterien an, um die Lebensdauer des Verbrauchers zu verlängern?

Wenn ich ein Gerät habe, das eine einzelne Batterie verwendet, und mit dieser einzelnen Batterie hält das Gerät eine Stunde, und ich möchte, dass das Gerät zwei Stunden hält, gehe ich davon aus, dass ich zwei Batterien verkabeln kann und es funktionieren sollte . Aber wie? Möchte ich die Spannung verdoppeln (also seriell) oder den Strom verdoppeln? (So ​​parallel.)

So oder so, wenn das Gerät normalerweise zwei Batterien benötigt und ich die Laufzeit verdoppeln möchte, führe ich eine Kombination aus 2 parallelen Serien von 2 seriellen Batterien durch, oder? Aber wenn ich die Laufzeit verdreifachen möchte, sind das 3p2s oder 2p3s?

Vielen Dank.

Wenn Sie zwei Batterien parallel anschließen, halbieren Sie effektiv Ihre Entladerate, während Sie gleichzeitig Ihre Kapazität verdoppeln - effektiv, indem Sie die Lebensdauer der Batterie verdoppeln, wie Sie es beabsichtigen.

Die serielle Verbindung verlängert nicht die Lebensdauer, sondern erhöht die Betriebsspannung, die einige Geräte benötigen. Wenn Ihr Gerät über zwei serielle Batterien verfügt, müssen Sie zwei weitere serielle Batterien parallel anschließen.

Wenn sie in der Konfiguration, in die Sie sie einfügen, nicht aufgeladen werden, sollten Sie sie parallel anschließen können. Sie verbrauchen am Ende eine kleine Menge Strom, indem sie sich gegenseitig eine kleine Menge aufladen, aber Sie werden wahrscheinlich mehr als eine Verdoppelung der Batterielebensdauer feststellen.

Wenn Sie viel Strom aus einer Batterie ziehen, werden Sie feststellen, dass die Batteriekapazität abnimmt und eine übermäßige Stromaufnahme die Lebensdauer und eine verringerte Kapazität die Lebensdauer verkürzt. Es gibt einige ausgezeichnete Erklärungen über Batterien online. Der Link, den ich gegeben habe, ist stärker auf Lithium ausgerichtet, aber das allgemeine Wissen gilt für die meisten Batterien. In diesem Link geht es speziell um Entladeraten und deren Auswirkung auf die Batterielebensdauer.

Hoffe das hilft. Wenn Sie etwas kommentieren, das nicht klar ist, werde ich es bearbeiten und erweitern.

Wenn es sich bei dem Gerät um ein Standardprodukt handelt und Sie nicht wissen können, was sich darin befindet, können Sie zusätzliche Zellen parallel anschließen, um den Stromkreis in der Box zu schonen, da der Spannungsbereich des Akkus erhalten bleibt gleich. Bei 2x Batterielebensdauer 2 parallel verdrahten, bei 3x Batterielebensdauer 3 parallel. Nicht 3p2s oder 2p3s usw. erhöhen die Akkuspannung, da sie in Reihe geschaltet werden. Dies kann möglicherweise nicht von den Schaltkreisen des Geräts verarbeitet werden.

Beachten Sie jedoch, dass das Parallelschalten von Zellen nicht ungefährlich für die Batterie selbst ist. Wenn die Zellen nicht gut zusammenpassen, wie z. B. Kapazität (Größe), Alter, Ladezustand, Temperatur usw., können Sie beim ersten Anschließen einen großen Strom von einer Zelle zur anderen fließen lassen, bis sie gleichen sich in der Spannung aus. Dieser Strom kann hoch genug sein, um die Zellen dauerhaft zu beschädigen.

Zusätzlich gibt es das Problem von leicht fehlangepassten Kapazitäten, bei denen am Ende eines Entladezyklus eine der Zellen vor der anderen leer ist, so dass diejenige mit etwas verbleibender Energie den gesamten Strom liefert. Das gleiche passiert am Ende des Ladevorgangs, wenn einer früher voll wird und der andere mit dem doppelten Nennbetrag aufgeladen wird. Wenn Sie sich nicht die Mühe machen, jeder Zelle einen Strommesser zuzuweisen, ist dies ein unsichtbares Problem. Bei vielen Lade- / Entladezyklen kann es jedoch zu ernsthaften Schäden an der überlasteten Zelle kommen, möglicherweise sogar zu Feuer oder Explosionen. Als Sanyo einige Lithium-Ionen-Akkus von Lenovo zurückrief, waren es die 3s3p Extended Packs, die das Problem darstellten. Dieselben Zellen in 3s2p waren in Ordnung. Je mehr Zellen parallel geschaltet sind, desto schlimmer wird das Ungleichgewichtsproblem, weshalb Sie im Allgemeinen> nicht sehen 3p in handelsüblichen Produkten. Der Akku wird wahrscheinlich beim ersten Gebrauch kein Feuer fangen, aber statistisch gesehen kann es bei vielen ausgelieferten Produkten zu einer höheren Ausfallrate kommen. Bei einem Hobbyprojekt können Sie dies abmildern, indem Sie neue Zellen verwenden (nicht aus verschiedenen alten Laptop-Paketen) und einen Widerstand zwischen den parallelen Zellen als Strombegrenzer hinzufügen, mindestens bis sie sich angleichen.

Alles oben Genannte gilt nur für Lithium-Ionen. Wenn Sie NiMH oder NiCd verwenden, möchten Sie diese wahrscheinlich überhaupt nicht parallel schalten. Lithium-Ionen ist einfach aufzuladen, da Sie es einfach an eine Stromversorgung anschließen, die sowohl strom- als auch spannungsbegrenzt ist, und das Ladegerät ausschalten, wenn der Strom einen bestimmten Schwellenwert unterschreitet oder Sie eine Zeitüberschreitung (oder eine Sicherheitsmarkierung wie z als Temperatur). Das Laden von NiCd / NiMH ist (schnell) viel unübersichtlicher. Sie benötigen eine Schaltung, mit der Sie das Spannungsprofil, die Temperatur usw. überwachen können (es sei denn, Sie laden nur durch Erhaltungsladung). Das Ungleichgewichtsproblem wäre schwieriger. Es ist wahrscheinlich schon geschehen, aber als Laptops mit NiCd betrieben wurden, hatten die Packs eine höhere Spannung, da die Zellen alle in Serie waren. Einweg-Alkalien sind immer in Serie, da Sie erwarten können, dass der Benutzer alte Zellen aus der Schublade entnimmt, ohne Rücksicht auf den Ladezustand. Sie können bereits bei Überentladung auslaufen, eine Parallelschaltung würde das Problem nur verschlimmern. Stellen Sie sich vor, jemand mischt NiMH und alkalisches AA unterschiedlicher Kapazität und Fülle zufällig in Serie und parallel - das Produkt wird bald ruiniert. Für ein Hobby-Projekt ist es egal, ob Sie ein paar Energizer ruinieren, aber für alles, was Sie jemand anderem übergeben, sollten Sie vorsichtiger sein.

Es gibt andere Möglichkeiten, um die Batterielebensdauer zu verbessern, als zusätzliche Zellen parallel zu schalten. Am einfachsten ist es wahrscheinlich, einfach größere Zellen zu verwenden. Bei Alkali-Batterien oder NiMH / NiCd-Batterien wird die Batterielebensdauer mehr als verdoppelt, und für eine noch höhere Kapazität können Sie C- oder D-Zellen verwenden. Für Lithium-Polymer stehen viele Größen zur Auswahl, auch benutzerdefinierte Größen, wenn Sie diese benötigen. Wenn Sie AA- oder AAA-Einwegzellen verwenden, können Sie die Batterielebensdauer verdoppeln, indem Sie von Alkali auf Energizer-Lithium umstellen. Sie kosten mehr als das Doppelte, sind also teurer in $ / Wh, wiegen aber auch nur halb so viel und passen immer noch in das Gerät.

Die anderen Plakate scheinen davon auszugehen, dass es sich bei dem Gerät um eine Black Box handelt. Daher lohnt es sich möglicherweise nicht, zu ausführlich zu diskutieren, was passieren würde, wenn Sie das gesamte Design kontrollieren und zusätzliche Zellen in Reihe anstatt parallel hinzufügen würden. Grundsätzlich müsste der gesamte Leistungsteil neu gestaltet werden - von einem Netzteil mit höherer Spannung über ein etwas anderes Batterieladegerät und eine andere Schutzschaltung, einen anderen Eingangsspannungsbereich bis hin zu Reglern und möglicherweise eine komplette Neukonstruktion für alle Geräte, die direkt von der Batterie gespeist werden, anstatt eines Reglers .

Sie möchten Batterien parallel hinzufügen und dabei die Spannung konstant halten.

Sie haben Recht, dass Sie, wenn ein Gerät zwei Batterien in Reihe nimmt, weitere Serienpaare parallel hinzufügen möchten.

Die Kapazität (dh Milliampere-Stunden oder mAh) bestimmt die Lebensdauer. Die Kapazität erhöht sich parallel, also verdrahten Sie + zu + und - zu -.

Das Parallelschalten von zwei identischen Batterien erhöht häufig die Lebensdauer um den Faktor mindestens zwei und kann die Lebensdauer sogar um mehr als das Doppelte verlängern (die Batterien werden nicht nur etwa halb so schnell entladen wie eine einzelne Batterie, sondern auch Sie können einem Gerät ermöglichen, über den Grad der Erschöpfung hinaus weiterzuarbeiten, der zum Ausfall eines Geräts führen würde, wenn nur eine einzige Batterie verwendet wird. Es gibt jedoch eine wichtige Einschränkung: Wenn eine Batterie stärker als die andere ist, kann es sein, dass die stärkere Batterie versucht, die schwächere mit Strom zu versorgen. Wenn die Batterien nicht wiederaufladbar sind, kann dies für beide Batterien nachteilig sein. Selbst wenn die Batterien wiederaufladbar sind, können sie beschädigt werden, wenn sie angeschlossen werden, während der Ladungsunterschied zu groß ist.

Durch das Anschließen von Batterien in Reihe wird mehr Spannung in das verwendete Gerät eingespeist. Die Auswirkung kann je nach Gerät variieren:

• Einige Geräte werden beschädigt oder zerstört

• Einige Geräte arbeiten mit der höheren Spannung besser, ziehen jedoch mehr Strom (was möglicherweise zu einer kürzeren Batterielebensdauer führt als bei Verwendung einer Batterie, aber möglicherweise ermöglicht es einem Gerät, in dieser Zeit mehr Arbeit zu erledigen).

• Einige Geräte arbeiten bei jeder Batteriespannung über einem Mindestschwellenwert ungefähr gleich und ziehen unabhängig von der Spannung ungefähr den gleichen Strom. Alle Batterien in Serie werden mit der gleichen Rate entladen, unabhängig davon, wie viele vorhanden sind. Der erforderliche Entladungsgrad, um das Gerät unbrauchbar zu machen, erhöht sich jedoch, wenn mehr Batterien in Serie geschaltet werden. Beispielsweise könnte ein Gerät, das unbrauchbar wird, wenn seine Eingangsspannung unter 5,5 Volt fällt, mit vier AA-Batterien verwendet werden, die weniger als 10% oder sechs bis zu 90% leer waren. Die Verwendung von mehr Batterien in einer solchen Situation kann bis zu einem gewissen Punkt wirtschaftlich sein. Wenn man jedoch zwölf Batterien hat, kann man eine optimale Wirtschaftlichkeit erzielen, indem man drei Vierergruppen (zusammen mit ein paar Dummy-Zellen oder einem Überbrückungskabel) verwendet, bis sie nicht mehr vorhanden sind arbeitete, und dann mit zwei Gruppen von sechs.

• Einige Geräte verbrauchen eine konstante Strommenge und verbrauchen tatsächlich weniger Strom, wenn sie mit einer höheren Spannung versorgt werden. Das In-Reihe-Schalten von mehr Batterien bei Verwendung solcher Geräte ist wirtschaftlich vorteilhaft, vorausgesetzt, die Spannung wird nicht über die Fähigkeit des Geräts hinaus erhöht, damit umzugehen.