作為一名熱衷於永續能源的工程師，我相信掌握電池連接對於優化再生系統至關重要。雖然串聯和並聯各有其地位，但我對串並聯組合特別感興趣。這些混合設定提供了無與倫比的靈活性，使我們能夠微調電壓和容量以獲得最大效率。隨著我們邁向更綠色的未來，我預計會看到更多創新的電池配置出現，特別是在住宅和電網規模的能源儲存領域。關鍵是要平衡複雜性與可靠性，確保我們的電池系統既強大又可靠。
想像一下，您正在為離網小屋安裝太陽能係統或從頭開始建造一輛電動車。您已準備好電池，但現在要做一個關鍵決定：如何連接它們？您應該將它們串聯還是並聯？這種選擇可以決定專案的績效，也可以毀掉專案的績效。
電池串聯與並聯——這是一個讓許多 DIY 愛好者甚至一些專業人士感到困惑的話題。當然，這是客戶常問BSLBATT團隊的問題之一。但不要害怕！在本文中，我們將揭開這些連接方法的神秘面紗，並幫助您了解何時使用每種連接方法。
您知道嗎，將兩顆 24V 電池串聯即可48V，同時將它們並聯保持在 12V，但容量增加了一倍？或者並聯是太陽能係統的理想選擇，而串聯連接通常更適合商業儲能？我們將深入探討所有這些細節以及更多內容。
因此，無論您是週末修補匠還是經驗豐富的工程師，請繼續閱讀以掌握電池連接的藝術。最後，您將能夠像專業人士一樣自信地連接電池。準備好增加您的知識了嗎？讓我們開始吧！
主要要點
- 串聯增加電壓，並聯增加容量
- 串聯適合高電壓需求，並聯適合更長的運行時間
- 串並聯組合提供靈活性和效率
- 安全至關重要；使用適當的裝備並匹配電池
- 根據您的特定電壓和容量要求進行選擇
- 定期維護可延長任何配置下的電池壽命
- 串並聯等進階設定需要仔細管理
- 考慮冗餘、充電和系統複雜性等因素
了解電池基礎知識
在我們深入研究串聯和並聯連接的複雜性之前，讓我們先從基礎知識開始。當我們談論電池時，我們到底在談論什麼？
電池本質上是一種以化學形式儲存電能的電化學裝置。但使用電池時我們需要考慮哪些關鍵參數？
- 電壓：這是推動電子通過電路的電「壓力」。它的測量單位是伏特 (V)。例如，典型的汽車電池的電壓為 12V。
- 安培數：這是指電荷的流動，以安培 (A) 為單位。將其視為流經電路的電量。
- 容量：這是電池可以儲存的電量，通常以安培小時 (Ah) 為單位。例如，100Ah的電池理論上可以提供1安培100小時，或100安培1小時。
為什麼單一電池可能不足以滿足某些應用的需要？讓我們考慮幾個場景：
- 電壓要求：您的裝置可能需要 24V，但您只有 12V 電池。
- 容量需求：對於您的離網太陽能係統來說，單一電池的持續時間可能不夠長。
- 電源需求：某些應用所需的電流超過單一電池可以安全提供的電流。
這就是串聯或並聯電池發揮作用的地方。但這些聯繫到底有何不同？什麼時候該選擇其中一個？請繼續關注我們在以下部分中探討這些問題。
串聯電池
它到底是如何運作的，有什麼優點和缺點？
當我們串聯電池時，電壓和容量會發生什麼變化？假設您有兩顆 12V 100Ah 電池。如果將它們串聯，它們的電壓和容量會如何變化？讓我們來分解一下：
電壓：12V+12V=24V
容量：保持在100Ah
有趣，對吧？電壓加倍，但容量不變。這是串聯連接的關鍵特徵。
那麼實際上如何串聯電池呢？這是一個簡單的逐步指南：
1. 辨識每個電瓶的正極 (+) 和負極 (-) 端子
2. 將第一顆電瓶的負極 (-) 端子連接到第二顆電瓶的正極 (+) 端子
3. 第一顆電瓶剩餘的正極 (+) 端子成為新的正極 (+) 輸出
4. 第二顆電瓶剩餘的負極 (-) 端子成為新的負極 (-) 輸出
但是什麼時候應該選擇串聯而不是並聯呢？以下是一些常見的應用：
- 商業儲能係統：許多商業儲能係統使用串聯來實現更高的電壓
- 家用太陽能係統：串聯連接有助於滿足逆變器輸入要求
- 高爾夫球車：大多數採用6V電池串聯來實現36V或48V系統
串聯有什麼優點？
- 更高的電壓輸出：高功率應用的理想選擇
- 減少電流：這意味著您可以使用更細的電線，從而節省成本
- 提高效率：更高的電壓通常意味著傳輸中的能量損失更少
然而，串聯連接也並非沒有缺點。如果系列中的一個電池故障會發生什麼？不幸的是，它可能會導致整個系統癱瘓。這是串聯電池與並聯電池之間的主要區別之一。
您是否開始了解串聯連接如何適合您的專案？在下一節中，我們將探討並行連接並看看它們如何比較。您認為串行或併行哪一個更能增加運行時間？
並聯電池
現在我們已經探索了串聯連接，讓我們將注意力轉向並聯連接。這種方法與系列方法有何不同，它有哪些獨特的優點？
當我們並聯電池時，電壓和容量會發生什麼變化？我們再次以我們的兩顆12V 100Ah電池為例：
電壓：保持在12V
容量：100安時 + 100安時 = 200安時
注意到差別了嗎？與串聯不同，並聯可以保持電壓恆定，但可以增加容量。這是串聯電池與並聯電池之間的主要區別。
那麼如何並聯電池呢？這是一個快速指南：
1. 辨識每個電瓶的正極 (+) 和負極 (-) 端子
2. 將所有正極 (+) 端子連接在一起
3. 將所有負極 (-) 端子連接在一起
4.您的輸出電壓將與單一電池相同
BSLBATT提供了4種合理的電池並聯方法，具體操作如下：
母線
半
對角線
貼文
什麼時候你會選擇並聯而不是串聯？一些常見的應用包括：
- 房車房電池：並聯連接可在不改變系統電壓的情況下增加運轉時間
- 離網太陽能係統：更多容量意味著更多能量儲存以供夜間使用
- 海洋應用：船隻通常使用並聯電池來延長船上電子設備的使用時間
並聯連線有什麼優點？
- 增加容量：無需改變電壓即可延長運轉時間
- 冗餘：如果其中一個電池失效，其他電池仍可供電
- 充電更輕鬆：您可以使用適合您的電池類型的標準充電器
但缺點呢？一個潛在的問題是，在並聯設定中，較弱的電池可能會耗盡較強的電池。這就是為什麼使用相同類型、相同壽命和容量的電池至關重要。
您是否開始意識到並行連接在您的專案中有何用處？您認為串聯和並聯之間的選擇會如何影響電池壽命？
在下一節中，我們將直接比較串聯與並聯連接。您認為哪一個最能滿足您的特定需求？
串聯與並聯的比較
現在我們已經探索了串聯和並聯連接，讓我們將它們正面對比一下。這兩種方法如何相互比較？
電壓：
系列：加大（如12V+12V= 24V）
並聯：保持不變（例如12V + 12V = 12V）
容量：
系列：保持不變（例如 100Ah + 100Ah = 100Ah）
並聯：增加（例如100Ah + 100Ah = 200Ah）
目前的：
系列： 維持不變
並行：增加
但是您應該為您的專案選擇哪種配置？讓我們來分解一下：
何時選擇系列：
- 您需要更高的電壓（例如24V或48V系統）
- 您想要減少電流以實現更細的佈線
- 您的應用需要更高的電壓（例如許多三相太陽能係統）
何時選擇並行：
- 您需要更大的容量/更長的運行時間
- 您想要維持現有的系統電壓
- 您需要冗餘，以防一顆電池故障
那麼，串聯電池和並聯電池哪個更好？正如您可能已經猜到的那樣，答案完全取決於您的特定需求。你的專案是什麼？您認為哪種配置效果最好？告訴我們的工程師您的想法。
您是否知道某些設定同時使用串聯和並聯連接？例如，24V 200Ah 系統可能使用四個 12V 100Ah 電池——兩組並聯，每組兩個電池串聯。這結合了兩種配置的優點。
進階配置：串並聯組合
準備好將您的電池知識提升到新的水平了嗎？讓我們來探索一些結合串聯和並聯連接優點的高階配置。
您是否想知道太陽能發電場或電動車中的大型電池組如何實現高電壓和高容量？答案在於串並聯組合。
到底什麼是串並聯組合？顧名思義，一些電池串聯連接，然後這些串聯串並聯連接。
讓我們來看一個例子：
假設您有八顆 12V 100Ah 電池。你可以：
- 將所有八個串聯連接以獲得 96V 100Ah
- 將所有八個並聯連接以獲得 12V 800Ah
- 或者......創建兩個串聯串，每個串有四個電池（48V 100Ah），然後將這兩個字串並聯
選項3的結果是？ 48V 200Ah 系統。請注意這如何將串聯的電壓增加與並聯的容量增加結合。
但為什麼要選擇這種更複雜的設定呢？以下是幾個原因：
- 靈活性：您可以獲得更廣泛的電壓/容量組合
- 冗餘：如果一條繩子故障，另一條繩子仍然可以供電
- 效率：您可以針對高電壓（效率）和高容量（運行時）進行最佳化
您是否知道許多高壓儲能係統都採用串並聯組合？例如，BSLBATT ESS-GRID 高壓包採用3~12個57.6V 135Ah電池組串聯配置，然後組並聯以實現高電壓，提高轉換效率和儲存容量，滿足大規模儲能需求。
因此，當涉及電池串聯與並聯時，有時答案是“兩者”！但請記住，複雜性越大，責任也越大。串並聯設定需要仔細的平衡和管理，以確保所有電池均勻充電和放電。
你怎麼認為？串並聯組合適合您的專案嗎？或者您可能更喜歡純串聯或並聯的簡單性。
在下一節中，我們將討論串聯和並聯連接的一些重要的安全注意事項和最佳實踐。畢竟，如果操作不當，使用電池可能會很危險。您準備好了解如何在最大限度地提高電池設定效能的同時保持安全嗎？
安全注意事項和最佳實踐
現在我們已經比較了串聯和並聯連接，您可能想知道其中一種比另一種更安全嗎？電池接線時應採取哪些預防措施？讓我們探討一下這些重要的安全考量。
首先，永遠記住電池可以儲存大量能量。處理不當可能會導致短路、火災甚至爆炸。那麼如何才能保持安全呢？
使用串聯或併聯電池時：
1. 使用適當的安全裝備：戴上絕緣手套和安全眼鏡
2.使用正確的工具：絕緣扳手可以防止意外短路
3. 斷開電池：在進行連接之前務必斷開電池
4. 配對電池：使用相同類型、相同壽命、相同容量的電池
5. 檢查連接：確保所有連接緊固且無腐蝕
鋰太陽能電池串並聯最佳實踐
為了確保安全有效地使用鋰電池，在串聯或並聯連接鋰電池時必須遵循最佳實踐。
這些做法包括：
- 使用相同容量和電壓的電池。
- 使用同一電池製造商和批次的電池。
- 使用電池管理系統（BMS）來監控和平衡電池組的充電和放電。
- 使用一個保險絲或斷路器，以保護電池組免受過流或過壓的影響。
- 使用高品質的連接器和接線，以最大限度地減少電阻和熱量的產生。
- 避免電池組過度充電或過度放電，因為這可能會導致損壞或縮短其整體使用壽命。
但是串聯與並聯連接的具體安全問題又如何呢？
對於串聯連接：
串聯連接會增加電壓，可能會超出安全等級。您是否知道超過 50V DC 的電壓可能致命？始終使用正確的絕緣和處理技術。
連接到系統之前使用電壓表驗證總電壓
對於並聯連接：
更高的電流容量意味著短路風險增加。
如果電線尺寸過小，較高的電流可能會導致過熱
在每個並聯串上使用熔斷器或斷路器進行保護
您是否知道在串聯和並聯配置中混合使用新舊電池可能會很危險？舊電池可能會反向充電，可能導致過熱或洩漏。
熱管理：
串聯電池可能會受到不均勻的加熱。你如何防止這種情況發生？定期監控和平衡至關重要。
並聯可以更均勻地分配熱量，但如果其中一顆電池過熱怎麼辦？它可能會引發稱為熱失控的連鎖反應。
充電呢？對於串聯電池，您需要一個與總電壓相符的充電器。對於並聯電池，您可以使用該電池類型的標準充電器，但由於容量增加，充電可能需要更長的時間。
你可知道？根據美國國家消防協會2014 年至 2018 年間，美國估計發生了 15,700 起電池火災。適當的安全預防措施不僅重要，而且至關重要！
請記住，安全性不僅僅是防止事故發生，還包括最大限度地延長電池的使用壽命和性能。無論您使用串聯還是並聯連接，定期維護、正確充電和避免深度放電都有助於延長電池壽命。
結論：根據您的需求做出正確的選擇
我們已經探討了串聯與並聯電池的細節，但您可能仍然想知道：哪種配置適合我？讓我們用一些關鍵要點來總結一下，以幫助您做出決定。
首先，問問自己：你的首要目標是什麼？
需要更高的電壓嗎？串聯連接是您的首選。
尋找更長的運行時間？並行設定將為您提供更好的服務。
但這不僅僅是電壓和容量的問題，不是嗎？考慮這些因素：
- 應用：您是在為房車供電還是在建造太陽能係統？
- 空間限制：您有空間容納多個電池嗎？
- 預算：請記住，不同的配置可能需要特定的設備。
你可知道？根據國家再生能源實驗室 2022 年的一項調查，目前 40% 的住宅太陽能裝置包含電池儲存。許多這些系統使用串聯和並聯的組合來優化效能。
還不確定嗎？這是一個快速備忘單：
| 選擇系列如果 | 何時選擇並行 |
| 你需要更高的電壓 | 延長運行時間至關重要 |
| 您正在使用高功率應用程式 | 您想要係統冗餘 |
| 空間有限 | 您正在處理低電壓設備 |
請記住，對於串聯和並聯電池，沒有一刀切的解決方案。最佳選擇取決於您的特定需求和情況。
您是否考慮過混合方法？一些先進的系統使用串並聯組合來獲得兩全其美的效果。這可能是您正在尋找的解決方案嗎？
最終，了解串聯電池與並聯電池之間的差異使您能夠就電源設定做出明智的決策。無論您是 DIY 愛好者還是專業安裝人員，這些知識都是優化電池系統效能和壽命的關鍵。
那麼，你的下一步是什麼？您會選擇串聯升壓還是並聯設定增加容量？或者您可能會探索混合解決方案？無論您選擇什麼，請記住將安全放在首位，並在有疑問時諮詢專家。
實際應用：串聯與並聯的實際應用
現在我們已經深入研究了該理論，您可能想知道：這在現實場景中是如何發揮作用的？我們在哪裡可以看到串聯電池與並聯電池的差異？讓我們探索一些實際應用，將這些概念變成現實。
太陽能發電系統：
您有沒有想過太陽能電池板如何為整個家庭供電？許多太陽能裝置使用串聯和並聯的組合。為什麼？串聯連接可提高電壓以滿足逆變器要求，而並聯連接則可提高整體容量以實現更持久的電力。例如，典型的住宅太陽能裝置可能使用 4 個串聯的串（每串 10 個面板），這些串並聯連接。
電動車：
您是否知道 Tesla Model S 使用多達 7,104 個獨立電池？它們以串聯和並聯方式排列，以實現長距離驅動所需的高電壓和容量。這些電池被分組為模組，然後串聯以達到所需的電壓。
便攜式電子產品：
有沒有註意到您的智慧型手機電池似乎比舊翻蓋手機的續航時間更長？現代設備通常使用並聯鋰離子電池來增加容量而不改變電壓。例如，許多筆記型電腦並聯使用 2-3 節電池來延長電池壽命。
離網海水淡化：
串聯和並聯電池設定對於離網水處理至關重要。例如，在手提式太陽能海水淡化裝置，串聯可提高太陽能海水淡化中高壓幫浦的電壓，而並聯設定可延長電池壽命。這可以實現高效、環保的海水淡化——非常適合遠端或緊急使用。
海洋應用：
船隻經常面臨獨特的動力挑戰。他們如何管理？許多使用串聯和並聯的組合。例如，典型的設定可能包括兩個並聯的 12V 電池，用於引擎啟動和房屋負載，以及一個額外的串聯 12V 電池，為某些設備提供 24V 電壓。
工業 UPS 系統：
在資料中心等關鍵環境中，不間斷電源 (UPS) 至關重要。這些通常採用串聯並聯配置的大量電池。為什麼？此設定既提供了高效率電源轉換所需的高電壓，也提供了系統保護所需的延長運行時間。
正如我們所看到的，串聯和並聯電池之間的選擇不僅僅是理論上的——它對各個行業都有現實影響。每個應用都需要仔細考慮電壓、容量和整體系統需求。
您在自己的經驗中遇到過這些設定嗎？或者您可能看過串聯與並聯連接的其他有趣應用程式？了解這些實際範例可以幫助您對自己的電池配置做出更明智的決定。
關於電池串聯或並聯的常見問題解答
Q：不同類型或品牌的電池可以串聯或並聯混合使用嗎？
答：一般不建議不同類型或品牌的電池串聯或並聯混合使用。這樣做會導致電壓、容量和內阻不平衡，從而導致性能下降、壽命縮短，甚至產生安全隱患。
串聯或並聯配置的電池應具有相同的類型、容量和壽命，以獲得最佳效能和使用壽命。如果必須更換現有設定中的電池，最好更換系統中的所有電池以確保一致性。如果您不確定如何混合電池或需要更改電池配置，請務必諮詢專業人士。
Q：如何計算串聯和並聯電池的總電壓和容量？
答：對於串聯電池來說，總電壓是各個電池電壓總和，而容量與單一電池相同。例如，兩個串聯的 12V 100Ah 電池將產生 24V 100Ah。並聯時，電壓與單一電池相同，但容量是單一電池容量的總和。使用相同的範例，兩個 12V 100Ah 電池並聯將產生 12V 200Ah。
計算時，只需添加串聯連接的電壓和並聯連接的容量。請記住，這些計算假設理想條件和相同的電池。在實踐中，電池狀況和內阻等因素會影響實際輸出。
Q：是否可以在同一個電池組中組合串聯和並聯連接？
答：是的，在單一電池組中組合串聯和並聯連接是可能的，而且通常是有益的。這種配置稱為串並聯，可讓您同時增加電壓和容量。例如，您可以將兩對 12V 電池串聯（以產生 24V），然後將這兩對 24V 電池並聯以增加容量加倍。
這種方法通常用於需要高電壓和高容量的大型系統，例如太陽能裝置或電動車。然而，串並聯配置的管理可能更加複雜，並且需要仔細平衡。確保所有電池相同並使用電池管理系統 (BMS) 有效監控和平衡電池至關重要。
Q：溫度如何影響串聯和並聯電池的性能？
答：無論連接如何，溫度對所有電池的影響都是相似的。極端溫度會降低效能和使用壽命。
Q：BSLBATT 電池可以串聯或並聯嗎？
答：我們的標準ESS電池可以串聯或並聯運行，但這取決於電池的使用場景，串聯比並聯更複雜，所以如果您購買的是BSLBATT電池對於更大的應用，除了在整個系統中串聯添加匯流箱和高壓箱外，我們的工程團隊還將為您的特定應用設計可行的解決方案！
對於壁掛式電池：
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Q：串聯和並聯哪個效率比較高？
一般來說，由於電流較低，串聯連接對於高功率應用來說效率更高。然而，對於低功耗、長時間使用來說，並聯連接可以更有效。
Q：串聯和並聯哪個電池壽命較長？
從電池壽命來看，並聯會因為電池的安培數增加而具有更長的使用壽命。例如，兩顆51.2V 100Ah電池並聯組成51.2V 200Ah系統。
在電池使用壽命方面，串聯會具有更長的使用壽命，因為串聯繫統的電壓升高，電流保持不變，相同功率輸出產生的熱量更少，從而提高了電池的使用壽命。
Q：可以用一個充電器為兩顆電池並聯充電嗎？
可以，但前提是並聯的兩顆電池必須是同一電池廠商生產的，且電池規格和BMS相同。並聯之前，需要將兩顆電池充電到相同的電壓等級。
Q：房車電池應該串聯還是並聯？
房車電池通常被設計為實現能源獨立，因此需要在戶外情況下提供足夠的電力支持，並且通常並聯以獲得更多容量。
Q：如果並聯兩個不同的電池會發生什麼事？
將兩塊不同規格的電池並聯是非常危險的，可能會導致電池爆炸。如果電池電壓不同，電壓較高的電池的電流會對電壓較低的一端充電，最終導致電壓較低的電池過電流、過熱、損壞，甚至爆炸。
Q：8顆12V電池如何接成48V？
用8顆12V電池製作48V電池，可以考慮串聯。具體操作如下圖所示：
發佈時間：2024年5月8日