蓄电池串并联

蓄电池是在串联和并联的条件下使用，串联使用是最常见的一种方法。但在许多条件下，电池组常常需要用并联的方法扩展容量和可靠性。电池在并联使用时，有许多串联状态下不存在的特殊问题，这些问题往往被忽视了，造成一些非使用性损坏的情况发生。

1电池并联使用故障多

在一些场合下，经常可以看到将电池组并联使用的情况。这主要是由于设计和使用人员

不了解铅电池性能所采用的错误做法，有时也是由于特殊工作条件的要求，不得已而采取的

方法。

现在分析并联电池在使用中的特殊问题。

图1蓄电池的并联工作分析

在图1中，两组电池在并联状态下工作。在放电时：

i=iA+iB

在充电时：I=IA+IB

I=IA+IB

如能保障：iA=iB、IA=IB，这个非联电池组工作状态是正常的。但这只是理想状态，在

实际工作中：iA≠iB、IA≠IB

A、B两个电池组串联的单节数越多，A、B之间充放电的电流差值就越大。

假设两个汽车电池，都是6个单格，虽然标称电压都是12V，实际电压值却不一样。这是由于电池中电液密度不一致和连接的电阻不一致造成的。即使新电池启用时注入的酸是同密度的，在后来的使用中因种种原因也会造成差异。当把两节电池并联之后，电压高的电池会向另一个电池“充电”。其电流大小可用电流表测得。这种充电有时竟长达24小时之久。在电压相差较多时，并联瞬间会看到明显的火花。这样的电池配合使用，起动发动机时看不出有什么问题，转入充电工况时，两个电池各自得到的充电电流是不一样的。由于铅电池内阻很小，所以两组电池内部性能略有差异，会使整个电池组的充电结果表现出明显不同。电压较高的电池得到的充电电流小，电压较低的电池得到的电流大;得到电流大的电池温升高，

温升高导致电解液密度下降，密度降低又导致电池组端电压低，这是一个恶性循环。这种破

坏是以加速度方式进行的。

如果电池内部没有损坏，调节两节电池中电液的密度使其一致，可减缓这种恶性循环。如果两电池中有某个单格损坏，由于端电压偏低太多，充电电流全部从该级电池中流过，不但该组12V电池报废，另一组也会因长期得不到补充电而加速硫化。

当新旧程度不同的电池并联使用时，这种损坏尤为明显。因此，将电池的并联工况改为

串联工况，电池的使用寿命至少会延长三分之一。

在汽车上，通常有12V和24V两种工作电压。12V用于汽油发动机，24V用于柴油发

动机，这是由于柴油发动机的压缩比都在14以上，起动时要求电机能输出较大功率。如

果保持同12V时一样的工作电流，改用24V电压，起动功率就增大一倍。一般情况下，机

动车上的起动电机和发电机都是同电压档次的。

国产的某型柴油汽车，其起动电机是24V，发电机却是12V。发动机起动时，转换开关将两节12V电池串联起来;发动机起动后，再用转换开关将两节12V电池串联起来。汽车几小时使用回来后，不需要仪表测量，用手触摸并联使用的汽车电池，常可明显感到两个电池温度不一样，冷的电池不工作，热的电池超负荷。这种车型上的电池，其寿命比其他车短。

铁路部门使用的东方红型机车，起初电池组采用两组96V电池，用8个12V的6Q—180 电池串联后并联构成。电池使用几个月后，就会由于内阻的差异引发充电不均衡，常使电池单组发热。常常打开电池仓门，就能感到一股热浪，电池外壳变软，电池故障多，损坏率高。后改为48个N300电池串联工作，电池故障率，消耗量均锐减。

2合理的并联方式

有时，没有合适的大容量电池供使用，或由于安装尺寸所限，只能采用小容量电池并联使用。这时应按图2所示方式并联，这种方式能使并联副作用降到最低程度。

图2蓄电池的合理并联结构

在通信蓄电池使用中，由于考虑到可靠性的需要，大量采用电池组并联的结构。由于每组电池中没有电流表，所以用户不能发现电池组在充电状态的不均衡程度。在一组电池中，一旦有1～2个落后电池，该组电池的充入电量就会减少，甚至就得不到充电。这种不均衡状态是绝对的，而且不均衡程度是加速度发展的。电池的扩容应采用先并联、再串联的结构，

不能采用现在流行的先串联、再并联的结构。这个问题曾经在 2006 年蓄电池年会上提出后， 有的电池厂已经采用这种配组结构。原来的结构是把两组蓄电池分开安装，上下两层串联后 分别引入控制柜，如图 3 上部所示。现在是把两组蓄电池并列安装，如图 3 下部所示。在相 同电位处并联几条均压线，大幅度压缩不均衡性带来的负面影响。

图 3 基站电池组的并联结构

并联结构带来的结构性故障，长期没有表现出来，是由于通信电源使用的电池，99%以

上的时间是处于“待用状态”，而不是处于充放电循环的使用状态。加之每个支路没有电流 表检测实际电流，不合理状态就被隐藏起来了。

大于 1000Ah 的电池，实际通常是由 4 个电池并联组合的。为了避免连带损失，建议直

接采用 1000Ah 的单体并联，也更为直观。

支路电流表不能采用现有的电流表，因为电池的供电电流值大小和浮充电流值相差会有

100 倍，如果按大电流选用分流器，在小电流状态下精度就难以保障。现在基站控制柜上使 用的分流器规格是 600A ，显然，当浮充电流是 1A 左右时，显示值就难以保障精度。

3 电池互换的技术标准

在现行的技术标准中，规定不同厂家、不同批次、不同使用年度的电池，不能互换。由 于没有互换的技术要求，所以不同厂家的相同容量电池，外部几何尺寸不同，极柱位置和联 接方式也不同，现在不能互换。

在串联组合中，电池组的有效容量是受最低单节容量电池制约的。电池的损坏不会出现 整组一齐失效的情况，总是处于损坏有先有后的不均衡状态，维护工作中用合格电池替换失 效电池是一项必须的工作。这就要求电池的备品替换要有标准。如果按照现行的标准，电池 实际操作中是没有互换性的，因为要找到同一厂家、同一规格、同一批次的备品电池，实际 具体操作是做不到的。

电池组的结构容量相同的电池即就是组合时的保有容量不同，使用中也会逐步趋于一 致。所以互换的原则是结构容量相同，这是充分且必要的唯一条件。蓄电池组充放电工作时， 相同结构容量的电池保有容量基本相同，这个特性不会因不同电池厂家的产品而异。过于严