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标题: ◆ 锂电并联靠谱吗？1P VS 2P 锂电池的概率分析：失效、误差、本质 ◆ [打印本页]
作者: Himalaya    时间: 2015-5-14 12:45
标题: ◆ 锂电并联靠谱吗？1P VS 2P 锂电池的概率分析：失效、误差、本质 ◆
本帖最后由 Himalaya 于 2015-5-14 15:06 编辑


扩展阅读：更多本人玩耍电池的心得：
     ◆ 谈内阻不提暖凉，等于耍流氓
     ◆ 跨越时间藩篱的锂电保存实例：两年不见衰减。有图有真相。
     ◆ 验证“充电吸热”
     ◆ 连载：LiPo 放电曲线测试(一)  2013-03-05到期关闭，转续至第二贴
     ◆ 连载：LiPo 放电曲线测试(二)  2015-03-05到期关闭，转续至第三贴
     ◆ 连载：LiPo 放电曲线测试(三)  2015-05-07更新到29#楼

◆ 锂电并联靠谱吗？1P vs 2P 锂电池的概率分析：失效、误差、本质 ◆

前置声明：心态阳光的人受尊重，请自重。

上回书说道，谈内阻不提暖凉，等于耍流氓。关于电池就那么点儿事儿，这回聊点儿什么呢？要不，说说锂电并联？

这个题目，其实一开始我是拒绝的，因为并联门前是非多，这个争议（其实也就模友争议，业界早成熟应用多年）的题目一直没敢碰——胆小，又懒得码字，真没敢碰。。。直到一些颇具社会心理学研究价值的坛友用力推了我一把，DUANG! DUANG! 在此表达无尽的谢意，感谢你们促成此文。

在正式开聊之前，请允许我武断地认为读者已经具备了高中文化程度，毕业证是自己考下来的而不是街边小广告上买的。。。。
我还认为您已经认同现代电子技术最基本的定理：
* ） 串联电压累加；并联电压相等。串联处处电流相等；并联支路电流累加成主路。
      如果这些最最最.....（此处略去一万个“最”）基本的公理不成立，也就不存在现代电子学了，您兜里的手机会瞬间化为沙尘。。。

假如，我是说假如，您具有如下特征的其中一条或多条，就不必继续往下看了。
*） 相信 "俩电池并联，一个会向另一个放电，造成一个过充另一个过放...." 之类水往高处流的超自然现象。
*） 信奉 “并是可以并，但是仅限放电，充电的时候一定要分开。” 之类风水迷信。
*） 不求甚解，思考对您而言不是乐趣而是负担。
*） 过于接地气：“爱谁谁，能用不就得了，费什么劲呐” 。
*） 甚至，豪迈派个人哲学 “少跟我扯什么分析计算，分析个P！计算个P！老子只信经验”

若有以上情形，壮士，请您果断关闭浏览器，放本贴一条生路吧，功德无量烧高香。

为便于阅读理解，本文尽量避免枯燥的数学运算，用通俗易懂的文字故事 + 图片、视频的方式阐述原理。

OK，托付完了，现在开始。
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人物介绍：（排名不分先后左右忠奸）
路人甲：
不明真相的围观群众，没头脑没主见，谣言倒是听了不少并深信不疑。纯种“杠头”一块。
小明同学：
模友，正宗倒霉蛋一枚，世界上最烂最烂的电池都被他碰到了。
楼主：
Himalaya，本文作者。“蝎子”、“蝎尾兄”、“高山兄”、”“那个晃着尾巴到处转悠的家伙”、“不懂装懂死要面子误导新手的无知货”......

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◆ 什么是 xS1P、xS2P ...... xSnP

干巴巴码一堆字儿，那不是咱的风格。我画了个图，示意电池组内部串联/并联的结构 。后面会反复用到这个图。以3S电池为例。
(, 下载次数: 355)
路人甲：就看你JJYY一大堆，还以为多么高深复杂呢，也就这么半瓶子醋逛荡。行啦，这么简单的结构谁都懂！你看，你2P并联的多用了一倍的电芯单体，那么出问题的概率肯定就比纯串联的1P结构大了一倍！
楼主：的确如此！在电芯质量相同的情况下，2P结构会用到2倍的单体，遇到缺陷单体的概率也是1P结构的二倍。但是！注意，但是！同样是遇到缺陷单体，带来的后果可是完全不同的。且听详解。

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◆ 内部2P并联的可靠性分析
其实电池组的结构很简单，一块电池在飞行中失效，无外乎这么几个部位。
*） 插头融化，开焊。—— 公共通路，与电池内部串并联无关，回去苦练焊功，或者干脆找厂家算账去。
*） 硅胶线破皮短路。—— 公共通路，与电池内部串并联无关，自己安装使用时注意点吧。
*） 内部PCB铜箔断裂。—— 公共通路，奸商只用了17μm的铜箔冒充70μm，顶你个肺。换个PCB配套供应商吧。
*） 电池单体失效。—— 单体质量问题、人品问题。也是本文讨论的内容。注意！电池从来不甘心孤独地自绝于人民，它一定要拉个垫背的——飞机。
      1P纯串联 vs 多P并联，飞机的命运完全两样：
(, 下载次数: 341)

对于1P纯串联电路而言，一点断开则全部电流为零。不用说，瞬间，“整个世界清静了”，Newton万有引力显灵，自由落体s=gt，h=gt²/2。。。。结局轰轰烈烈，现场惨绝人寰。
(, 下载次数: 363)

而2P的情形呢？一旦单侧一枚单体失效，电流不会断，会全部走对侧的单体。由这枚尚存的单体来承担全部电流。
结果就是，电池坏了一片，飞机却没掉下来，还在飞！

路人甲：扯吧你！剩下那个电芯岂不成了独木桥啦？它受得了吗？
楼主：好问题！本来只承担一半电流的单体，现在承担全部电流，它做得到吗？
最典型的多旋翼续航时间在20min左右，即1/3h，平均放电只有3C。坏掉一侧，电流全走另一侧，对它而言就是6C的放电电流，这对于动辄20~30C的电池实在轻松非常。

路人甲：扯吧你！暂时是没掉下来，可是它能扛住一时，还能扛住一世？
楼主：好问题！
    话说这片单体因为挨着个倒霉的邻居而独自承担了2倍于正常工况的电流，甚感不爽。但它没有气馁。不幸的遭遇激发了它潜藏已久的斗志：我撑，我撑，我撑了好几分钟了还让我继续撑下去吗？..... 我撑.... 嘿！下边的主人——小明同学——你没发现什么不对劲吗？.... 我撑.... 我撑不住啦..... 此时BB响检测到一节电芯电压低开始疯狂 “B...B....B....”，“智能电池”则会在OSD显示电池异常请立即降落。模友小明见状： “嗯？什么情况，怎么今天续航这么短？”于是果断操控着陆。下来一看，明白了，某片电压偏低，有惊无险。。。。

路人甲：要是小明把飞机悬停就去拉粑粑了呢？
楼主：汗！佩服小明的心理素质，鄙视他的肠胃素质。。。哦，刚才说哪儿了？对，一片电池电压偏低。“智能电池”的话，会检测到单体低压，并触发飞机自动下降；普通电池的话会“B....B....B....”个没完，眼看这片单体 3.5V -> 3.4V -> 3.2V -> 3.0V...... 电压加速下降，小明你拉完了没有啊！2.8V-> 2.5V-> 2.0V  ！！！此时电池组整体电压明显下降，但电流通路仍然不断，飞控低压保护被触发，一边狂闪红灯一边开始自动下降。。。。
。。。。小明把剩下的半卷厕纸卷绕整齐，妥妥收好，叼着烟卷踱着方步回来一看：嗯？飞机什么时候自己下来了？

路人甲：要是小明拉半天没完腹泻不止被送医了呢？
楼主： 滚！
---------------- 朴素的分割线 ----------------
结论：
当空中不幸坏掉一片单体的时候：
1P纯串联：自由落体轰击地球，全无半点挽回的余地。
2P/多P：仍有很大机会返航，安全着陆。

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作者: Himalaya    时间: 2015-5-14 12:48
本帖最后由 Himalaya 于 2015-5-29 10:58 编辑

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◆ 一切电池的并联本质

一件东西，要想究其本质，拆开看看吧。这里有一个航模锂电的拆解视频。层叠结构的。
（只看图像即可，请关闭声音，或进入充耳不闻模式，屏蔽其自相矛盾的解说。）

[flash]http://player.ku6.com/refer/cb0-VW9b-hBARBOXrN-5zg..==.html[/media]?st=1_9_1_1&nr=1[/media]

LiPo生产过程，加深理解。



结构看明白了吧，一大堆正极铝箔接在一起；一大堆负极铜箔接在一起；正负金属箔一对一。哪位大侠解释一下这里面不是并联是什么联？ 谁能保证里面的每一片容量都一样大？特性完全一致？连金属箔褶皱都完全一致？涂布都一样厚？电解液都一样多？这么多片片，有人给它们一一作了检测分容了吗？每片测内阻了吗？有人办得到吗？

(, 下载次数: 145)

路人甲： 妈呀！这么多P啊，2P都被视为洪水猛兽，这么多P可怎么办啊！
楼主：办什么办！正因为是多P并联，所以什么也不用办，它们自然工作的踏踏实实。

想完全避免多P并联的电池？明确讲，做不到！电池厂已经做好了nP，包成一整片。然后就你觉得这是一个完整的**元件了。实际上呢？这是一个厂内并联好的模组，早已经nP过了，我们还纠结什么呢？ 纯属庸人自扰。

路人甲：你说谁是庸人？你敢骂人！你再说一个试试。。。。
楼主： 。。。。我们每个人都是庸人。另外注意绷着点别露了老底。。。

结论：每一片电芯的实质都是1SnP。你改变不了。

如果电芯内有10片极板（每片是一对金属箔+之间的反应物），他们是怎么并联的？

路人甲：就是10P喽。
楼主：对了N分之一。你可以理解为：
*） 这是10片并联在一起，10P，每片都对等。
*） 这是9片并联好了之后，再并一片。容量比9:1相并联！
*） 这是8片对2片，8+2.
*） 5+2+3
*） 3+1+4+2
....
....
再看简化的结构剖面示意图（百度图片）。
(, 下载次数: 157)
这仅仅是示意图，简化到了3片。如果每一片的容量是100mAh，你可以认为：
*） 这是3片100mAh并联。
*） 这是上面2片100mAh并联成200mAh，之后200mAh与下面的100mAh并联。
*） 这是上面1片100mAh 与下面预先并联成200mAh的2片.... 再并联。
....... 随你怎么认为。

结论：什么容量不容量，随便并！（有前提！后面讲。）
每个动力锂电里面都是一大堆成对极板（单体中的单体）并联而成的。纯正1SnP，你无从选择。

继而，你拿起一片极板，手起刀落，剪去一半面积，这片极板会怎样？

路人甲： 当然容量减半喽。
楼主：为什么容量减半？
路人甲： 因为...因为.... 对啊，因为什么啊？

楼主：你剪掉一半面积，就是去掉了内部相并联的一半电池！ 就像一块2P5000mAh 拆成 2块1P2500mAh，一样一样的。
开窍没？一块电池里面的一片电芯里面的一对极板，内部仍然无限可分！实质上也是在并联，而且是无限并联。你可以认为它是两个一半容量的半张极板并联；或者3张1/3极板并联；或者3/4张与1/4张并联...或者5/7与2/7并联.... 随你怎么切.... 或者一万块的万分之一小极板并联。。。

路人甲：行了行了，再切下去就微积分了。
楼主：正解！ 你一不小心说出了电池的本质！加十分！

            所以，还在纠结电芯要不要并联的兄弟们，你们最好能买到单个分子电化学反应的锂电池，否则纯正的不并联真心做不到。
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◆ 不同容量并联

想通了上面所述事实，自然也就不再纠结 “容量不同的3S2200 和 3S2600，能并联吗？”之类的问题。只要配方/结构相同 [决定了放电C率（即Ri*Ah常数的变形）]，10Ah大块头跟100mAh小蚕豆并联也未尝不可。

想通了上面所述事实，自然也就明白了如下这些问题：
*）同样长x宽的电池，为什么2000mAh 的 比1000mAh的厚度大一倍？ —— 因为里面相并联的极板多一倍。比如20片--> 40片。
*） 为什么同一系列的电池，2200mAh的内阻有6mΩ，4400mAh的内阻3mΩ？ —— 因为4400mAh实质就是2200mAh x2内部并联，内阻当然减半。
*）为什么3S5200mAh 跟 6S2600mAh 一样大一样重？—— 你把三块砖都剁成两半，然后码成六层。每层就小了一半，但体积不变。（此处不计6 cell 多用的铝塑膜厚度。 ）
*） 为什么普通电池用极板卷绕结构，而动力电池用极板层叠结构？—— 大电流需要更多更短的电流通路。
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◆ 普遍的，大规模的，匪夷所思的概念颠倒。

原理说的差不多了，现在让我们来做几个习题看看理解的怎么样：
(, 下载次数: 177)
这样串联可以吗？—— No，绝对不行。那个小瘦子必然最先放光电量，继续放电的话就是反向充电，鼓胀、冒烟接踵而至。常识了，不必多言。

(, 下载次数: 169)
这样并联可以吗？—— 没问题！只要电池的C率（Ri*Ah常数的另种表达）接近就没问题。因为它：
*） 只要任何一个单体有电，就不会有任何一个单体过放。
*） 只要任何一个单体未满，就不会有任何一个单体过充。
原因再简单不过：并联电路电压相同，古老的公理。

所以，并联电池不需要分容，不需要配对！毁三观吗？这是事实！

路人甲：那DJI Inspire1 的那个6S2P那么多人骂它，不就是因为12片电芯匹配起来困难吗？
楼主：为什么要做匹配？ 恰恰是因为串联！不是并联！并联在这里纯属躺枪，它起到的作用恰恰是改善串联的种种弊端。
路人甲：这么看起来，貌似反而是串联更难伺候。
楼主：有戏！你要开窍。
我说个事，不知你想过没有：这些年，手机啊Pad啊充电宝啊，锂电的用量数十倍于十年前笔记本的时代，但发生事故的新闻似乎反而比笔记本的时代少了，或者最多持平（回忆一下SONY电池召回门....）。究其原因，除了技术进步功不可没之外，一个重要原因就是，手机、Pad、充电宝他们全都是 1S 供电！避免了串联，就躲开了太多太多的麻烦甚至危险。

不论是理论上还是实践中，锂电串联带来的麻烦远多于并联：
*） 因为串联，轻微的不匹配也会使容量最小的单体每次都经历最深度的放电，它总是第一个英年早逝。
*） 因为串联，容量最小的单体每次都最先充满，甚而过充。即使在平衡充条件下，同样的充电电流对小容量单体也意味着更大的C率。串联是欺负弱者的赤裸裸的丛林法则；而并联呢，大家不管胖瘦，一律平起平坐，充电放电电流自动按能力均分。
*） 因为串联，为了避免上面的情况，不得不做平衡口、保护板、检测电路...，增加电池组复杂度和造价；而并联呢，无需平衡，也无法平衡，因为他们互相直连，想“不平衡”都做不到。
*） 因为串联，充电器不得不做成“平衡充”，对每片电芯监测、旁路放电，以确保所有的单体都截止在4.2V。并联的话完全不需要这般啰嗦，直接捅上去4.2V限流电源就完事。

因此，我们不是要避免并联，反而是要尽量避免串联。可惜，单片锂电电压太低，我们不得不串联，尽管它有那么多缺点。这就是现实世界。
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作者: Himalaya    时间: 2015-5-14 12:49
本帖最后由 Himalaya 于 2015-5-14 13:33 编辑

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◆ 关于内阻

路人甲（还在头晕中）：对了，终于想起来那个词儿了：内阻！据说那玩意不配对的话会带来很大麻烦。
楼主：同样工艺下，容量加倍则内阻减半（原因如前所述，内部并联）。并联时，在同样放电电流下，内阻小的那个（同时也是容量大的）自动承担更多电流。
路人甲：凭什么呀！他们又没有头脑。
楼主：凭欧姆老大爷的那个Law！（西文中，“定律”和“法律”是同一个词！）。看下图，容量加倍->内阻减半->电流2倍于邻居。这一切都被上帝（物理规律）安排好了，我们无需操心。大小不同的电芯并联没问题。对于大电流场合，比如航模，相并联的电芯容量无所谓，只需C数接近。而小电流场合甚至连这点限制也不需要。
(, 下载次数: 183)
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◆ 总结
*） 并联是一切化学电池的本质结构，无法避免，也无需避免。
*） 并联比串联更安全、更简单、更省事、更低成本、对电芯品质有更大宽容度。
*） 电池串联带来的麻烦众多，但为了得到高电压，在发现超高化学电势的材料之前，不得已而为之。

路人甲：还是晕。那啥，受不了了，我得回去缓缓。你来两句结束语，大伙都散了吧。Come on, Man! 。
楼主：
*） 知其然，知其所以然。
*） 做有主见的人，跟盲从势不两立。
*） 串并联概有优劣乎？ 习之，则优劣立显；不习，则优者亦劣，劣者亦优。甚而指优为劣，优劣莫辨，疑窦丛生。

最后，前面说了那么多，我想说，都在放P（好大一个P啊）！那些完全不重要！选择1P纯串联 还是 选择2P或多P串并联，完全是你自己的喜好决定，通俗说法就是 —— 爱咋咋地。这不是一个技术问题，而在于维护心理健康。没么比这个更重要了，大家都听说了，头两天又有精神病砍人事件。。。。
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后置声明：
*） 分析计算过程可能不严谨，甚至错误。如果发现请一定要果断为学生我指出不妥之处，您也不忍心眼睁睁看我丢人现眼对吧。
*） 欢迎提出您自己的分析计算方法来一起讨论。
*） 仅仅根据自己的“感觉”或所谓“经验”就忙着扣帽子的，请免开尊口。拿出你的理论！
*） 谈笑有鸿儒，往来无白丁。您是鸿儒，不是白丁，请珍惜自己的声誉。
*） 消化道两端颠倒的（不论先天缺陷还是后天造成），请免开尊X（Sorry，我也不知该如何称呼那个器官，但真心很同情您）。

希望能帮到您。



作者: mgxyun108    时间: 2015-5-14 19:43
楼主好辛苦
作者: 梦幻海蓝蓝    时间: 2015-5-14 19:52
这么多字码得，幸苦了!
作者: dalrc    时间: 2015-5-14 20:45
牛逼了
作者: WAMX168    时间: 2015-5-14 20:52
学习了         
作者: sdxgy    时间: 2015-5-14 20:55
谢谢分享  
作者: zhenxuewang    时间: 2015-5-14 21:58
lz是科学家
作者: supertankhzt    时间: 2015-5-15 00:38
本帖最后由 supertankhzt 于 2015-5-15 00:44 编辑

对于飞行中突然某片电芯出问题的坠机（无输出）概率，楼主只考虑了电芯断路一种情况，这种情况多见于断极耳、焊锡熔化。

断极耳本人遇到过，但未试过电芯内部断路，被我玩死过的电芯继续使用也就是进入反向冲电，它在整个电池组中相当于变成了一个电阻存在，并不会完全开路，但会拖低电池组电压。

3s1p出现这种情况只要电调低压保护设置为【软关断】或【关闭】还是可以迫降的。

因为死电芯而断路的概率感觉很小啊，所以个人认为采用2p结构不一定是为了安全性，也可能是为了匹配电池仓尺寸，1p找不到合适的。




作者: 阿友爸爸    时间: 2015-5-15 07:37
向楼主致敬，这长文码的整整齐齐。内容学习了。
作者: scfox    时间: 2015-5-15 07:55
技术贴，我飞六轴一直是外部并联，也就是两块电池并联飞。感觉还好。
作者: hefengeagle    时间: 2015-5-15 15:23
顶起，顶起
作者: wangzhengtatata    时间: 2015-5-15 16:59
我靠，突然看到这么长，有点蒙圈，仔细看一看，理解一下再回复
作者: zc007vip    时间: 2015-5-15 19:30
特意登陆来顶！

不管怎么并联串联，关键还是看单体电芯的一致性啊
作者: accordhobby    时间: 2015-5-16 01:29
诙谐幽默，通俗易懂，又见大师技术贴！学习了，点赞！
作者: 南极光    时间: 2015-5-16 02:25

作者: 北落师门    时间: 2015-5-16 06:47
楼主码字辛苦！！！
其实并联的问题，看看笔记本厂商就好了，电芯大部分是3S2P的，这就是所谓的6芯电池，有些本子续航长，3S3P的，就是9芯电池..这种做法已有多年了
作者: huzi127    时间: 2015-5-16 08:35
scfox 发表于 2015-5-15 07:55
技术贴，我飞六轴一直是外部并联，也就是两块电池并联飞。感觉还好。


作者: 刷卡太快    时间: 2015-5-16 09:21
牛比，可以出书了！！！
作者: yhzyhzyhzapple    时间: 2015-5-16 09:40
我就觉得多芯并联要比单芯的好，笔记本里基本都是2P的，但不知道为何航模电池不太多这种的
作者: yyqop01    时间: 2015-5-16 10:18
像楼主致敬，知识水平和文字操控水平都不是一般的高

这里：
楼主：凭欧姆老大爷的那个Law！（西文中，“定律”和“法律”是同一个词！）。看下图，容量加倍->内阻减半->电流2倍于邻居。这一切都被上帝（物理规律）安排好了，我们无需操心。大小不同的电芯并联没问题。对于大电流场合，比如航模，相并联的电芯容量无所谓，只需C数接近。而小电流场合甚至连这点限制也不需要。
红字，是不是改成“最大允许通过电流接近即可”会合适点？
作者: jackhsu    时间: 2015-5-16 10:43
LZ学识与文采兼具. 佩服....
作者: 御风七海    时间: 2015-5-16 10:46
写这么多，看着都挺累。楼主辛苦！

作者: 御风七海    时间: 2015-5-16 10:46
写这么多，看着都挺累。楼主辛苦！

作者: Himalaya    时间: 2015-5-16 12:40
本帖最后由 Himalaya 于 2015-5-16 13:04 编辑
supertankhzt 发表于 2015-5-15 00:38
对于飞行中突然某片电芯出问题的坠机（无输出）概率，楼主只考虑了电芯断路一种情况，这种情况多见于断极耳、焊锡熔化。

断极耳本人遇到过，但未试过电芯内部断路，被我玩死过的电芯继续使用也就是进入反向冲电，它在整个电池组中相当于变成了一个电阻存在，并不会完全开路，但会拖低电池组电压。

3s1p出现这种情况只要电调低压保护设置为【软关断】或【关闭】还是可以迫降的。

因为死电芯而断路的概率感觉很小啊，所以个人认为采用2p结构不一定是为了安全性，也可能是为了匹配电池仓尺寸，1p找不到合适的。

这是举例啊..... 兄一定能正确理解。其逻辑是：就连完全断掉都能化解，何况其它没那么严重的情况....

各种单体不良情形（断掉只是其中最严重、最容易理解的），并联都可以减低其导致严重结果的概率。

尺寸当然可以成为设计考虑，但定制电芯其实非常容易。








作者: 523916690    时间: 2015-5-16 13:24
楼主适合做老师  讲的真好
作者: yying    时间: 2015-5-16 22:30
好文
作者: wsdouzi    时间: 2015-5-16 23:45
楼主辛苦~~~虽然我看了一半就直接拉到总结的位置。。。
作者: xmzlj    时间: 2015-5-17 22:12
如此严谨而又风趣的精华帖，必须顶一个

作者: 耀耀    时间: 2015-5-18 00:13
楼主辛苦了，，，，我现在才有底气，敢把不同容量的电池用 并充板同时充电了
作者: A-4    时间: 2015-5-18 02:02
Himalaya 发表于 2015-5-14 12:49
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◆ 关于内阻

大师又在科普了没有仔细看完 有时间在好好看，最近在玩18650,现在这个电池能量密度很高就是放电C数低点一直有个想法能不能并连一块高C数锂聚合物电池，在需要大电流放电时可以发挥锂聚合物电池放电优势 小电流时又可以发挥18650的容量优势。


作者: A-4    时间: 2015-5-18 02:16
还有18650非常皮实，我不小心把两节三星INR18650-25R过放到0V之后和全新的对比竟然看不出区别。
作者: snowynight    时间: 2015-5-18 10:09



估计这就是精灵用2P电池的原因，最低成本最大程度实现更可靠

作者: 飞行无极限    时间: 2015-5-18 10:14
挺好。玩到老，学到老
作者: Himalaya    时间: 2015-5-18 11:20


感谢论坛鼓励，将此贴加入门户首页。

作者: six-god    时间: 2015-5-18 12:33

楼主码字辛苦！！！
作者: wikeex    时间: 2015-5-18 12:50
科普强文
作者: 闲蛋    时间: 2015-5-18 13:37
辛苦了辛苦了，好多字，到后面实在不行就用瞟的了
作者: bdibdi    时间: 2015-5-18 13:50



以前就一直想多块电池并联不仅没问题还有很多优点，脑子里想的和楼主讲的完全一样，只是没时间那么仔细
去理顺思路，楼主码了这么多字说明这个问题真是太好了，有人花时间花精力去仔细理清这件事，本人深表赞
同啊，以后自己组电芯可以多踏实地用2p以上了，谢楼主，顶你

作者: lx88lx88    时间: 2015-5-18 14:36
不懂 不评  默默 坐等 辩方砖家登场 ！
作者: 沧桑正道    时间: 2015-5-18 14:41
强帖留名。喜欢楼主这种严谨而又不失乐趣的讲解。学习了很多
作者: acer731    时间: 2015-5-18 14:50
楼主辛苦了  ！！！已经学习
作者: galaxy3000    时间: 2015-5-18 15:05
技术帖，要细细品尝
作者: cmyxuhui521    时间: 2015-5-18 15:11
前面大概看了下后面仔细看了下 文化不高真可怕呀 但是还好能给与一定帮助 楼主辛苦
作者: dillsun    时间: 2015-5-18 15:49
担心不安全
作者: seeljl    时间: 2015-5-18 15:56
外部并联对单片电芯的要求会比较高。
内部并联，则会均衡。

LZ辛苦，非常感谢。

学习了。
作者: shukang216    时间: 2015-5-18 16:27
好文章  说的很详细  谢谢
作者: sunhaoqin    时间: 2015-5-18 18:00
所以，只要做2p就不需要迷信所谓的品牌电池了，再烂的电池也安全。剩下的只是寿命问题了
作者: wilsonfs    时间: 2015-5-18 18:11
楼主用剧场版深入浅出地详细表述清楚了电池君为什么1P2P3PnP的前因后果，小弟作为一个小学毕业的模友，深深地表示敬佩之情无法抑制。
平时小弟的大多轴基本都是装2块电池并联使用的，按照蝎子兄的说法，是有降低一半的出事几率。其实，个人觉得那不是降低了一半的几率，而是基本可以避免了因电池引起的事故，因为1块电池出事，一BB，还可以控制飞机安全降落。而且我们两个人合作着飞（一个操机一人云台），可以互相顶替操机，我们总不可能两个人同时像小明般肠胃严重不行吧？肠胃不行也分个先后吧？降落后故障也就可以排除了，同时2块电池出故障的几率个人感觉那是几乎为0。
PS：当然，小弟中学也是有顺利毕业的。
作者: myk0000    时间: 2015-5-18 18:31
学习了！楼主码字辛苦
讲解清晰明了，言语风趣幽默，好贴已收藏！
作者: nudthf    时间: 2015-5-18 18:54
这个帖子实在是不顶不行！
佩服楼主不厌其烦图文并茂幽默诙谐的将一个基础的电学知识讲得如此通俗易懂老少皆宜！
论坛里有这种模友是大家的福分！
再次表示钦佩！
作者: skypup    时间: 2015-5-18 18:59
能否解释一下，为啥从 Inspire 1 刚出来，到现在这么多炸机中，除了飞控本身的原因，余下大部分都跟 2P 电池有关呢？

具体数据，可以参考 大疆.com 网站。
作者: autobox    时间: 2015-5-18 19:10
楼主分析得很透彻，赞一个。。。我似乎还能看明白，高中没白读了。
作者: borneol    时间: 2015-5-18 19:15
今天才看到帖子。。。顶起！
作者: sonny    时间: 2015-5-18 19:16
前面有人说砖家要来，本人瞬间吓尿。只敢弱弱的提一个问题，3s2p电池损坏一片电芯仍有很大机会返航，安全着陆。请问这个很大可机会的结论是怎么得来的？如果是以你那两条近乎是在小飞场练悬停的样子结论出来的我无话可说。整篇文章都有点纸上谈兵的模样，请多结合实际做假设，或实验一下，结论可能会大不一样。还有这个论坛有个怪象，一有什么长篇大论的分析，就有一群人追捧，一有人反驳就会被群攻，狂喷，所以，撤。
作者: borneol    时间: 2015-5-18 19:20
skypup 发表于 2015-5-18 18:59
能否解释一下，为啥从 Inspire 1 刚出来，到现在这么多炸机中，除了飞控本身的原因，余下大部分都跟 2P 电 ...

说起来还真是电池的原因。。。但～ 跟2P电池本身的物理结构没啥关系。
挂还是挂在TB47～8电池的电源管理方案上。。。多个起落放电，电池容量计算存在误差。导致各类瞬间电池37～8%骤降。。。.离得远的炸，离得近的吓一跳。



作者: 逸智    时间: 2015-5-18 19:33
两块3S2200mah20c外部并联后会是3S4400mah40c吗？
作者: dlh9853    时间: 2015-5-18 19:49
看了这个帖子，实在忍不住了，简单问几个常识性问题：
1、请问楼主，电芯的失效模式是开路还是短路，哪种多一些呢？
2、请问实际使用的多相电压源是如何并联的？是几个电压一致的电压源直接并联，还是一个工作为电压源模式，其他工作于电流源模式？
3、请问楼主，对均流的重要性和为什么要设计均流电路有常识吗？
4、请问楼主，对电池制造工艺，和制造过程中的一致性有多高有调研吗？对单体一致性和批次一致性哪个更高有理解吗?
5、请问楼主，对于两个电压不太一致，充放电特性不太一致的电芯并联在一起瞬间形成的大电流（电池内阻很小，小压差就会有大电流）对电池隔膜形成的微击穿带来的电池寿命缩短有认识吗？
喜欢探索是好的，写东西要负责，尤其是结论特别肯定的时候，否则你的善意反而误导了大家
作者: yklee    时间: 2015-5-18 20:23
果断赞啊，好帖，连我这小学生都看懂了
作者: marley470    时间: 2015-5-18 21:37
楼主诙谐幽默，对我们这些文科生来讲，内容还是比较容易懂，辛苦了！
作者: zjlxzyj    时间: 2015-5-18 21:52
学习了        长长长
作者: 天涯为邻    时间: 2015-5-18 22:04
非常感谢楼主用简单易懂的手法为模友科普，非常精彩！
只是想麻烦楼主能否再科普下您假设的特征之一：
*） 相信 "俩电池并联，一个会向另一个放电，造成一个过充另一个过放...." 之类水往高处流的超自然现象
目前我就这一点还未能完全理解，如果两电池电压完全一致就不存在这个问题，如果两电池存在少许电压差的话是怎样一个情况呢？
可能有很多模友跟我一样对这一点还不太理解。
我是不是应该把“两电池并联，一个不会向另一个放电”这个概念当定理而忽略掉呢？

期待前辈解惑
作者: 爵爷    时间: 2015-5-18 22:23
并联电池怎么可能会更好..两个电池一致性不一样会非常影响电池的寿命..而高聚合物锂电池一致性又没办法做到那么牛逼...
作者: yagerty    时间: 2015-5-18 22:28
看帖基本不回的，这个必须回了，顶起
作者: 最爱跑    时间: 2015-5-18 22:43

作者: rcddzhang    时间: 2015-5-18 23:32
绝对的好贴   多说无益  顶
作者: skyozc    时间: 2015-5-19 00:08
楼主辛苦了! 作为一名航模爱好者, 本人很喜欢学习锂电的知识,   而楼主这种图文并茂, 见解独到的论文级作品, 我还真是前所未见, 自愧不如之余, 当然更应该静下心来虚心学习了! 膜拜中~
作者: airbusas    时间: 2015-5-19 00:59
难得的好帖，能顺便问下楼主是什么星座的吗？
作者: yuyuyu120    时间: 2015-5-19 04:32
多少看懂了一点   
作者: moyini    时间: 2015-5-19 08:09
实在没耐心完整看完，不过楼主要表达的意思我是明白了。
我现在玩车的时候就是用的两块2S1P并联成2S2P使用，显著改善一块电池放电性能不佳的问题
作者: adam1209    时间: 2015-5-19 09:12




楼主辛苦了，分析很透彻。
请教个问题，您分析了内部并联电池组在“单个电芯内部断路”的情况下，整个电池组的可靠性。
我的问题是：
1、有没有可能出现“单个电芯内部短路”的故障？
2、如果出现，并联结构的可靠性如何？（我觉得在这种情况下就和串联结构一样了）
以上问题纯属讨论各种可能性而已。
我的看法是。
在“单个电芯内部断路”情形下，可靠性：并联>串联
在“单个电芯内部短路”情形下，可靠性：并联=串联（都是烧毁其中1S）
您觉得呢？

作者: lupeng1700    时间: 2015-5-19 09:15
技术贴啊。学习了哦

作者: adam1209    时间: 2015-5-19 09:24
我飞FPV的时候，不仅T插并联，而且把平衡头也并联起来，一直都是这么做的。总算找到赞同的观点了。
作者: Himalaya    时间: 2015-5-19 09:49
yyqop01 发表于 2015-5-16 10:18
像楼主致敬，知识水平和文字操控水平都不是一般的高

这里：
楼主：凭欧姆老大爷的那个Law！（西文中，“定律”和“法律”是同一个词！）。看下图，容量加倍->内阻减半->电流2倍于邻居。这一切都被上帝（物理规律）安排好了，我们无需操心。大小不同的电芯并联没问题。对于大电流场合，比如航模，相并联的电芯容量无所谓，只需C数接近。而小电流场合甚至连这点限制也不需要。
红字，是不是改成“最大允许通过电流接近即可”会合适点？

确实是C率接近即可。
同种锂电并联无需容量相同，10Ah并联1Ah没问题。C率相同的情况下，前者最大允许电流10倍于后者。

要理解这个事不难：
11P 1Ah并联，每一P都对等，这个大家都能理解。好了，现在我们把10P并联好，成为10P 10Ah，然后再并上去1P 1Ah。没任何不同。明白了？







作者: Himalaya    时间: 2015-5-19 09:56
本帖最后由 Himalaya 于 2015-5-19 09:58 编辑
A-4 发表于 2015-5-18 02:02
大师又在科普了没有仔细看完 有时间在好好看，最近在玩18650,现在这个电池能量密度很高就是放电C数低点一直有个想法能不能并连一块高C数锂聚合物电池，在需要大电流放电时可以发挥锂聚合物电池放电优势 小电流时又可以发挥18650的容量优势。

从防电曲线看，这个电池内阻相当大，大约40mΩ上下，大约是4C左右。
这类电池在长航时的平台上可以用，坛子里已经有模友成功应用。当然，暴力飞就算了。

关于在低C电池组里混合高C单体，能用，但不建议这么做。大电流放电还OK，但一旦电流小下来，低C单体的“回压”会立即向高C单体反充，电流可能比较大。
所以文中我也提了，单体并联需要C率接近。



作者: Himalaya    时间: 2015-5-19 10:40
dillsun 发表于 2015-5-18 15:49
担心不安全

那就坚持1P，我支持你。

作者: Himalaya    时间: 2015-5-19 10:42
sunhaoqin 发表于 2015-5-18 18:00
所以，只要做2p就不需要迷信所谓的品牌电池了，再烂的电池也安全。剩下的只是寿命问题了

并联并非万能。2P也对电芯性能有要求。上帝总是公平的。


作者: clark0311    时间: 2015-5-19 10:45
楼主辛苦了，内容得很受用，感谢~~
作者: Himalaya    时间: 2015-5-19 10:50
skypup 发表于 2015-5-18 18:59
能否解释一下，为啥从 Inspire 1 刚出来，到现在这么多炸机中，除了飞控本身的原因，余下大部分都跟 2P 电池有关呢？

具体数据，可以参考 大疆.com 网站。

兄所言“大部分都跟 2P 电池有关" ，您是想说跟“电池组件”相关，对吧？ .... 至于跟2P的必然关联在哪里，请解惑。这个2P是否躺枪？
  
DJI为了垄断电池搞的“智能电池”已经付出了太多代价。。。罄竹难书，不详细展开了，大家都有看到。当然从阳谋论的角度出发也可以理解为“用户友好”“傻瓜操作”之类。



作者: Himalaya    时间: 2015-5-19 10:54
本帖最后由 Himalaya 于 2015-5-19 10:58 编辑
sonny 发表于 2015-5-18 19:16
前面有人说砖家要来，本人瞬间吓尿。只敢弱弱的提一个问题，3s2p电池损坏一片电芯仍有很大机会返航，安全着陆。请问这个很大可机会的结论是怎么得来的？如果是以你那两条近乎是在小飞场练悬停的样子结论出来的我无话可说。整篇文章都有点纸上谈兵的模样，请多结合实际做假设，或实验一下，结论可能会大不一样。还有这个论坛有个怪象，一有什么长篇大论的分析，就有一群人追捧，一有人反驳就会被群攻，狂喷，所以，撤。

好吧。改成这样写：一个原地坠落，另一个比它的生存几率稍微多那么一丁点。您看严谨些了吗。

你说的“怪相”确实存在，嗓门大者有理，在另一帖里，那个贴促成了本文。
扩展阅读：  http://bbs.5imx.com/bbs/forum.ph ... amp;_dsign=3a366ee1

作者: Himalaya    时间: 2015-5-19 11:02
逸智 发表于 2015-5-18 19:33
两块3S2200mah20c外部并联后会是3S4400mah40c吗？

步子可以迈得再大一点： 100块 3S2200mAh20C并联，得到 3S220Ah 2000C！！！ 上帝的眷顾会不会来的太猛了点。

*） 放电C数是电池的Ri*Ah常数的通俗表达，与生俱来，任何串并联无法改变。


作者: Himalaya    时间: 2015-5-19 11:26
dlh9853 发表于 2015-5-18 19:49
看了这个帖子，实在忍不住了，简单问几个常识性问题：
1、请问楼主，电芯的失效模式是开路还是短路，哪种 ...

看了这个帖子，实在忍不住了，简单问几个常识性问题：
A0） 忍无可忍，无需再忍，Yeah！

1、请问楼主，电芯的失效模式是开路还是短路，哪种多一些呢？
A1） 实际上，都很少。我玩了上百kg上千块的锂电，还没遇到过一例短路。开路和短路，那个更可怕？猜想：消防队有话说。

2、请问实际使用的多相电压源是如何并联的？是几个电压一致的电压源直接并联，还是一个工作为电压源模式，其他工作于电流源模式？
A2） Sorry啊，化学电池的等效模型里木有“电流源”，真的木有，只有电压源与内阻的串并联，深究的话，还有电容。愿意深聊吗？欢迎。

3、请问楼主，对均流的重要性和为什么要设计均流电路有常识吗？
A3） 巧了，本人设计的产品里还真用到了多台SMPS冗余供电，以及MultiPhase并联DC-DC（为了功率，以及将纹波频谱推高，便于滤除）。愿意深聊吗？欢迎。

4、请问楼主，对电池制造工艺，和制造过程中的一致性有多高有调研吗？对单体一致性和批次一致性哪个更高有理解吗?
A4） 和用户的半毛钱关系在哪里？

5、请问楼主，对于两个电压不太一致，充放电特性不太一致的电芯并联在一起瞬间形成的大电流（电池内阻很小，小压差就会有大电流）对电池隔膜形成的微击穿带来的电池寿命缩短有认识吗？
A5） 文中有怂恿大家 4.2V 跟 3.5V并联吗？ 我以为那些操作常识，就无需反反复复，复复反反地。。。唐僧了，看来我错了。。。

 喜欢探索是好的，写东西要负责，尤其是结论特别肯定的时候，否则你的善意反而误导了大家
A6） 感谢你还能认为我是善意。谢谢。





作者: Himalaya    时间: 2015-5-19 11:34
天涯为邻 发表于 2015-5-18 22:04
非常感谢楼主用简单易懂的手法为模友科普，非常精彩！
只是想麻烦楼主能否再科普下您假设的特征之一：
*） 相信 "俩电池并联，一个会向另一个放电，造成一个过充另一个过放...." 之类水往高处流的超自然现象
目前我就这一点还未能完全理解，如果两电池电压完全一致就不存在这个问题，如果两电池存在少许电压差的话是怎样一个情况呢？
可能有很多模友跟我一样对这一点还不太理解。
我是不是应该把“两电池并联，一个不会向另一个放电”这个概念当定理而忽略掉呢？

期待前辈解惑

有压差，阻抗≠∞，当然就有电流。是的，一个向另一个充电。

路人甲： 然后呢？
楼主：充电啊。

路人甲：然后呢？
楼主： 没有然后了。一个放电，电压下降；另一个充电，电压升高。很快二者相等，就没压差了，也就没电流了。。。 所以，没有然后了。




作者: Himalaya    时间: 2015-5-19 11:54
adam1209 发表于 2015-5-19 09:12
楼主辛苦了，分析很透彻。
请教个问题，您分析了内部并联电池组在“单个电芯内部断路”的情况下，整个电池组的可靠性。
我的问题是：
1、有没有可能出现“单个电芯内部短路”的故障？
2、如果出现，并联结构的可靠性如何？（我觉得在这种情况下就和串联结构一样了）
以上问题纯属讨论各种可能性而已。
我的看法是。
在“单个电芯内部断路”情形下，可靠性：并联>串联
在“单个电芯内部短路”情形下，可靠性：并联=串联（都是烧毁其中1S）
您觉得呢？


我玩了上百kg上千个锂电，断路（极耳）碰到过几次，还没遇到过一例短路。所以我这里没有数据，我猜，要数据得找消防队了吧。

实际上，电芯内部的断路我也没见过。因为，里面是一大堆的并联，同时全断掉的概率微乎其微。



作者: yyqop01    时间: 2015-5-19 12:07
Himalaya 发表于 2015-5-19 09:56
从防电曲线看，这个电池内阻相当大，大约40mΩ上下，大约是4C左右。
这类电池在长航时的平台上可以用， ...

明白，感谢楼主。
同c数的电芯才是每一片片，每一p都体质比较接近
当然，同品牌同批次的话，效果更好

作者: 我真的是小明    时间: 2015-5-19 12:29
自组4s 电调低压保护炸机。 (, 下载次数: 180)



作者: Himalaya    时间: 2015-5-19 12:33
楼上，你真的是小明啊，对不起啊，真不是故意编排你的。
作者: 我真的是小明    时间: 2015-5-19 12:53
Himalaya 发表于 2015-5-19 12:33
楼上，你真的是小明啊，对不起啊，真不是故意编排你的。

自幼背负独特的使命。我就是独特的小明。

作者: bg6ihv    时间: 2015-5-19 13:14
楼主辛苦！！！

我也支持楼主的理论，我觉得模型电池的放电瓶颈就在于电池引出的金属片（极耳太专业，呵呵），在大电流下可能出现熔断，所以并联多一个电池就把承担的电流减半了。

相对安全一些。

我的电池全是自己组的，大容量的也都是2P并联。
作者: 野草    时间: 2015-5-19 13:51
顶起来
作者: tutu9041    时间: 2015-5-19 14:44
好文章啊~真是花费不少精力写出来啊~
作者: 478154645fjp    时间: 2015-5-19 14:45
A-4 发表于 2015-5-18 02:02
大师又在科普了没有仔细看完 有时间在好好看，最近在玩18650,现在这个电池能量密度很高就是放电C ...

最近刚组了一块3P4S  18650电池作动力电池，2500mah  4S可以飞到13V才落地，还是电流偏小了，稳飞慢飞还是不错的， (, 下载次数: 179) (, 下载次数: 184) (, 下载次数: 165) (, 下载次数: 177) (, 下载次数: 149)

作者: kasumi    时间: 2015-5-19 15:08
大家都来跪拜一下学霸。
作者: kasumi    时间: 2015-5-19 15:09
大家都来跪拜一下学霸。
作者: 天涯为邻    时间: 2015-5-19 15:22
Himalaya 发表于 2015-5-19 11:34
有压差，阻抗≠∞，当然就有电流。是的，一个向另一个充电。

路人甲： 然后呢？



原来跟我想的一样，终于能确认了。
作者: 弓不可没    时间: 2015-5-19 16:06
顶
作者: skypup    时间: 2015-5-19 16:23
Himalaya 发表于 2015-5-19 10:50
兄所言“大部分都跟 2P 电池有关" ，您是想说跟“电池组件”相关，对吧？ .... 至于跟2P的必然关联在哪里 ...

我的说法“Inspire 飞丢或炸机跟电池是2P的有关”不严谨，希望不会误导大家了。因为智障电池出问题，更有可能出问题的地方是因为电量计算有误，或者飞控本身原因造成。



作者: 骷髅架空文    时间: 2015-5-19 16:48
顶起来，谢谢码字那么辛苦！
作者: wfsysysin    时间: 2015-5-19 16:51
好吧！I服了you 。这样的不顶 那就没什么可顶的了。。。。




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