© Immersion Imagery/Shutterstock.com
串聯和並聯是連接多個電池以增加電壓或容量的兩種流行方式。在串聯連接中，電池端對端連接，正極端子連接到彼此的負極端子。這會增加電池組的總電壓，同時保持容量。
相反，通過並聯排列，多個電池的正極端子與負極端子連接在一起，導致更大的容量在相同的電壓水平。對於任何設置自己的電池組的人來說，了解這些安排之間的差異至關重要，這樣他們就可以就哪種選擇最能滿足他們的個人需求做出明智的決定。
電池串聯與並聯:並排比較
串聯電池與並聯電池:有何區別?
Batt系列是許多電子設備和系統不可或缺的組成部分，從小型設備到大型電力存儲解決方案。將多個電池連接在一起時，兩種常見的方法是串聯或併聯。雖然這兩種方法都可以增加銀行的整體產出，但它們在配置和性能特徵上有所不同。
以下是將電池串聯和並聯分開的原因，以及何時每種排列對特定應用最有意義。
電壓輸出
串聯電池時或併行，電壓輸出是一個需要考慮的重要因素。串聯和並聯電池之間的電壓輸出可能有很大差異。
串聯電池時，一個電池的正極端子連接到另一個電池的負極端子。這種連接增加了它們的電壓輸出。串聯連接的多個電池將各自的電壓輸出加在一起。例如，如果兩個 12 伏電池串聯，它們會產生 24 伏的組合電壓輸出。
要並聯電池，請將一個電池的正極端子連接到另一個電池的正極端子，反之亦然。此外，將一個電池的負極端子連接到另一個電池的負極端子。這種連接不會增加電壓輸出，而是使容量增加一倍。例如，將兩個 12 伏電池連接在一起，每個端子仍會產生 12 伏電壓，但它們的容量將增加一倍。
串聯電路增加電壓輸出，而並聯電路增加容量。
©zizou7/Shutterstock.com
容量
容量是串聯或併聯電池時要考慮的另一個重要因素。串聯和並聯排列的電池連接的容量差異很大。
串聯連接的電池不會影響它們的容量。相反，電壓輸出是單個電池的兩倍——例如，連接兩個 100Ah 單元將產生 24 伏的電壓輸出，但保持相同的 100Ah 容量。
並聯電池增加它們的容量，但它們從單個電池輸出的電壓保持不變。例如，連接兩個 100Ah 的電池將使其容量增加一倍，達到 200Ah。但是，它們的電壓輸出仍為 12 伏。
安全
串聯或併聯電池時，安全始終是重中之重。連接兩組電池所涉及的風險因它們是串聯還是並聯配置而異。
串聯連接的電池會增加其電壓輸出，從而增加觸電或火災的潛在風險。因此，它們必須正確連接並且電路得到充分保護。
並聯電池可使其電壓輸出與單個電池的電壓輸出相同，從而降低觸電或火災的風險。不幸的是，連接它們可能會導致充電和放電不均衡，從而縮短電池組的使用壽命。為防止出現此問題，請確保所有電池的類型、壽命和容量都相同。
充電和放電行為
串聯充電電池時，充電電流會在它們之間分配基於它們的內部電阻，如果存在不同的電阻，可能會導致過度充電或充電不足。因此，一個系列中的所有電池必須具有相似的品牌、型號和使用年限，以防止出現這種情況。相比之下，並聯充電電池降低了這種風險，因為所有電池始終接收相等的電流分配，消除了這兩個問題的可能性。
串聯放電電池限制電流到具有最低容量或最高內阻的電池，這可能會導致該特定電池過早失效。因此，監控每個電池的電壓並在低於特定閾值時停止使用是必不可少的。另一方面，當並聯電池同時放電時，它會在所有電池上均勻分配電流，降低過早失效的風險。
維護和更換
維護和更換可以是當電池串聯時更具挑戰性。例如，如果一個電池在一系列中發生故障，整個銀行都會受到影響。僅更換現有系列中的一個需要確保其具有與所有其他系列相同的電壓和容量。此外，對連續系列電池中的一個電池維護不當可能會顯著降低其附近所有其他電池的整體性能和使用壽命。
相比之下，當電池並聯連接時，維護和更換通常更容易。例如，如果並聯配置中的一個電池發生故障，其他電池將繼續正常工作。此外，在並聯設置中更換單個電池不需要匹配電壓或容量，因為不需要匹配它們。此外，一個電池維護不當不會對整個銀行的整體性能或壽命產生很大影響。
效率和成本
串聯電池會降低電池的效率電池組，因為每個電池的內阻加起來，導致更高的總內阻。這種較高的電阻會導致電池組中的容量減少，並在充電/放電循環期間產生更多的熱量。此外，串聯電池需要更多的佈線和組件來進行適當的電壓調節和監控——從而導致額外費用。
相反，當電池並聯時，它們的整體組效率可以隨著每個電池的內阻降低，導致總內阻降低，每個電池的容量更大。此外，並聯電池需要更少的接線和其他組件來進行適當的電壓調節和監控——從而節省電力成本。
電壓調節和監控
電壓調節和監控至關重要串聯電池時的電池管理方面。在串聯配置中，每個電池的電壓加起來，因此如果一個電池發生故障，可能會導致整個電池組崩潰。因此，必須確保串聯的電池是平衡的，以便每個電池都能平等地充電和放電。這可以通過使用電池管理系統 (BMS) 來實現，該系統監控每個電池的電壓，同時確保所有電池都平衡。
在並聯配置中，電壓調節和監控仍然必不可少。然而，一個電池故障的影響沒有它們單獨工作時那麼嚴重。如果並聯設置中的一個電池發生故障，所有其他電池仍然可以正常工作，即使它們的總容量會減少。在這種安排中監控每個電池的電壓仍然是必不可少的，因為它可以保證每個電池的充電和放電相等。這也可以使用電池管理系統 (BMS) 來實現。
負載處理能力
電池組的負載處理能力由其最大電流輸出決定。串聯連接時，此最大電流受串聯中最弱電池容量的限制。如果該配置中的一個電池容量低於其他電池，則可能會影響整個電池組的整體容量。為確保串聯配置中所有電池的最佳負載處理能力，請確保它們都具有相同的品牌/型號/使用年限並定期維護。
並聯配置可提高電池組的負載處理能力，因為其最大電流等於每個電池額定值的總和。這意味著與具有相同數量電池的串聯配置相比，電池組可以處理更多的電流。此外，如果一個電池在並聯設置中出現故障，其整體負載處理能力將降低，但其剩餘電池仍有足夠的電量繼續處理。
這裡顯示的電動汽車電池傾向於使用串聯連接。
©Smile Fight/Shutterstock.com
電池串聯與並聯:6 個必須知道的事實
串聯電池意味著將一個電池的正極端子連接到另一個電池的負極端子，增加它們的電壓。連接正極電池的負極端子並聯增加了它們的電流容量。電動汽車通常採用串聯連接，而太陽能係統傾向於採用並聯連接。串聯連接使電動汽車能夠提高其電池組的電壓，這對於它們來說是必要的實現高速和性能。Peo請使用並聯連接來增加電池組的電流容量，這對於太陽能係統為電器和設備提供足夠的能量至關重要。在串聯或併聯電池之前，必須查閱製造商的說明或諮詢合格的專業人員為了安全和最佳性能。
電池串聯與並聯:哪個更好?
當談到電池排列，串聯還是並聯時，最終取決於個人需求和偏好。兩種設置都有優點和缺點。哪種方式最適合您的應用，所需結果最終將取決於個人喜好。
串聯電池可以為負載提供更多電壓和功率，使其成為高壓應用的理想選擇。不幸的是，它們更容易受到不平衡的影響，這可能會損壞電池並縮短其使用壽命。另一方面，並聯電池提供更高的容量和更長的運行時間，使其成為低電壓需求的理想選擇。然而，對於復雜的充電設置，維護可能會更加困難。
必須知道將電池串聯和並聯組合（稱為串並聯配置）可以通過最大化兩種設置的優勢來提供優勢。這種安排提供了更高的電壓和容量，同時最大限度地降低了與單獨使用串聯或併聯電池相關的潛在風險。
在為應用選擇電池配置時，重要的是要考慮具體需求。無論是用於休閒車、船舶應用還是可再生能源系統。在做出最終決定之前，您應該考慮每種設置的優缺點。
最後，通過了解串聯和並聯電池之間的差異，用戶可以就哪種設置最符合他們的需求做出明智的決定需要並最大限度地提高電池性能和使用壽命。
串聯電池與並聯電池:有何區別? FAQs（常見問題）
當電池串聯時會發生什麼?
當電池串聯時，它們的電壓相加會增加系統的總電壓。例如，將兩個 12 伏電池連接在一起會產生一個 24 伏系統。
當電池並聯時會發生什麼情況?
當電池並聯時會發生什麼?並聯連接，將它們的容量加在一起以增加系統容量。例如，兩個 100 Ah 的電池連接在一起會形成一個 200 Ah 的系統。
串聯連接電池有什麼好處?
串聯連接電池系列增加了它們的電壓，這對於需要高壓的應用（例如電動汽車和太陽能係統）可能是有益的。串聯電池使充電更簡單，因為為每個電池供電所需的電源更少。
串聯電池有什麼缺點?
如果一個電池出現故障或電壓低於其他電池，串聯電池可能會出現問題，因為這可能導致整個系統崩潰。如果電池沒有正確平衡，就會出現充電和放電不均勻，導致電池壽命縮短。
並聯電池有什麼好處?
並聯電池可增加容量，這對於需要長時間運行的系統（例如船或房車）來說是有利的。連接多個電池可以簡化單個電池出現故障時的更換。
並聯連接電池有什麼缺點?
將電池連接在一起會產生負面後果，如果一個電池出現故障或容量低於其他電池，因為它會降低整體系統容量。如果電池沒有完全匹配，可能會出現充放電不均勻，導致電池壽命縮短。
是否可以串聯和並聯連接電池?
是的，您可以串聯和並聯連接電池。這種被稱為串並聯的排列方式有利於同時需要高電壓和大容量的應用。
我如何決定如何連接我的電池?
確定如何連接電池的最佳方法是諮詢專業人士或參考製造商的規格。做出此決定時，請考慮具體要求，例如電壓和容量需求、電池化學成分和充電要求。