没事吃饱撑，发个模拟电池并联的分析，看环流有多大多久
本帖最后由 L555T_007 于 2012-3-17 09:24 编辑电池不好模拟，不过根据恒流充放电的电压近似线性规律，暂且用大电容代替做分析
不考虑其他温度/压力...etc等因数
可能有一些模拟不正确的地方，希望有这方面实践经验的技术人员指正
模拟图纸，恒流充放电 仿真状态图
测试方式是2个 1000F 电容，内阻分别是1m/2m,模拟2种容量相同但内阻不同的电池
先用 I3 恒流预充到3.7V电压左右后断开(其实这个不影响恒流充放电的分析)
第一步I1 以10A电流充 20秒 ，
第二步静置 20秒，观察环流
第三步I2 以10A电流放 20秒 ，
第四步静置 20秒，观察环流
重复1，2，3，4截图是400秒后的稳定态
重点提示
1电动势差 决定环流是否存在
2电动势差+内阻 决定环流大小
3电动势差+内阻+容量 决定环流的存在时间
充电时，好像内阻低的电池，充电电流大，电动势上升快，咦，岂不是2节电池的电动势压差越来越大？
no ！
不要忘记充电电流是(端电压-电动势)/内阻，2节电池的端电压一样，电动势升高了电流就会减少，所以电流最终是趋向一致。同样的电流作用于相同的容量，电动势下降率一样，所以后期电动势差维持不变
反过来，放电也是一样。
充电末期，充电器由CC恒流模式转为CV恒压模式，2节电池的电动势肯定是一致的。这是充电器的特性
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感觉1000F 电压上升太快，还不能模拟电池特性
再来一个 100000F的，同样10A恒流充放电，内阻不变
时间为10分钟充/停/放/停
模拟得出10A充10分钟，端电压上升35mV,有点靠谱
充放电功率为 3.8V*10A=38W
不同内阻的电池，充/放电流慢慢变成一致且均分，电动势差维持不变
可以看到环流的最大值为 2A,电动势差为5mV,损耗峰值为10mW，且慢慢降低，直到消失
10mW（peak） VS 38000mW （avg）
可以说这个损耗发热跟实际输出功率差得N远，也明显远远低于内阻的发热。
充电/放电时，内阻发热的功率是 (5*5*1m+5*5*2m)=75mW(avg)，这个不是峰值功率而是平均功率。
而环流只在停充/停放时发生一次而已,指数衰减，每次发热很低。
比方说内阻发热能令电池升10度，环流损耗连0.1度都升不了
请专家发话，环流损害究竟有多大
两个同容量不同内阻的电池，电流稳定后的环流情况计算
1 电动势差峰值
Vdiff= (（Icha or Idis) /2）*（R1-R2）
2 环流峰值
Iloop=Vidff/(R1+R2)
Iloop=(（Icha or Idis )/2）*（R1-R2）/(R1+R2)
充放电流越小，内阻相差越小，电动势差越小，环流峰值越小
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关于大小电池并联，模拟得出一个有趣结论，
RC乘积(内阻*容量)一样时，充放电电流正比于容量，反比于内阻，电动势差最小，环流就最小，
通常容量小的电池内阻大，容量大的电池内阻小，刚好能配对
下图是100000F 1mΩ 和 50000F 2mΩ的模拟结果，完全无电动势差，自然也没有环流了，
这是理想情况，实际电池并联多少有点环流的
看来，只要自放电不大，不要烂到短路故障，电池并联并没什么大问题。
同容量不同内阻，ok
容量小内阻大+容量大内阻小，ok
RC乘积越接近，环流越小
--------------------------------------------不过第一次并联时最好保证电压一致到mV级，否则@#￥%
充电和放电的电流脉动过大依然会产生环流，不过环流分量一如既往的低，无需考虑。
滤波电容能减少脉动，是电池者居家旅行杀人放火的必备良药。无论是单个/多个并联还是多个串联。
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可能是温度/压力等原因会导致环流异常增加，本人没有条件分析这些东东
否则，我实在不相信中国的 XX院 / xx所 / xx公司 那成千上万的数目庞大的来势汹汹的 博士 砖家 叫兽 会如此害怕传说中的【环流】
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希望那些说环流有害论的人举出有效的证据,
不要看多了中国古装侦探，以为一拍脑袋就能破案，那是扯蛋！工作中这个态度，基本是一拍屁股走人【国有单位除外】
摩托车的12V电池是什么工况？
这个充放够频繁了吧？脉动电流够大了吧？
一边是几十W白炽大灯负载，一边是发电机半波整流脉动充电，电压还跟转速同步忽高忽低，而且连滤波电容的毛都看不到
这些电池用个3年5年都是easy job！
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网上资料，实践，结论一致
电动自行车用铅酸蓄电池组并联充放电的研究
http://wenku.baidu.com/view/b26a463131126edb6f1a1060.html
环流个屁！
我要看结论 问题是，恒流放电的时候。。。。不是cv而是cc 更新100000F 电容模拟图
本人结论，只考虑容量/内阻的话，环流损害就是扯蛋。
但是温度/压力...etc本人未做分析 更新结论
看来，只要自放电不大，不要烂到短路故障，电池并联并没什么大问题。
同容量不同内阻，ok
容量小内阻大+容量大内阻小，ok
RC乘积越接近，环流越小
--------------------------------------------不过第一次并联时最好保证电压一致到mV级，否则@#￥%
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可能是温度/压力等原因会导致环流异常增加，本人没有条件分析这些东东
否则，我实在不相信中国的 XX院 / xx所 / xx公司 那成千上万的数目庞大的来势汹汹的 博士 砖家 叫兽 会如此害怕传说中的【环流】 电池并联用，目的是扩大容量，而电池串联用，是为了提高放电功率同时减小铜损，都是电池在实际应用场合必须的手段。 精确到mV，这个基本上很难。电压，内阻，容量都要匹配。数百串后再并联，就不是那么简单了。先并后串就没那么麻烦。
BTW：配对的电池再精确、几十个充放后也会有差别。 本帖最后由 L555T_007 于 2012-1-13 17:09 编辑
MAGLITE 发表于 2012-1-13 16:50 static/image/common/back.gif
精确到mV，这个基本上很难。电压，内阻，容量都要匹配。数百串后再并联，就不是那么简单了。先并后串就没那 ...
唉
精确到mV,只是减少电流冲击而已，这个是说给DIYer听的，很多坛友喜欢虐电池，比较变态
而且采用专业充电器预充电，例如 3.700V+/-10mv ，根本不存在任何问题，
测试聚合物锂电池时，4.2V电压差1%，容量差好大的
因为越到后期电流越小耗时越久。生产效率低
变态一点就是电池间接个0.1电阻,放一天就均的差不多了
使用时间长了，差别肯定有，但是上面的分析都指出，没啥大不了的。那个把单体2000次组成电池组后就阳 痿到200次的砖家，是因为他的电池砖太烂，老出故障，而且基本是短路，所以200次后报废
btw：
有空问一下你们公司的几百个博士，看看环流方面有什么因素俺没考虑啊？
本人刚换了 风 骚 的头像，难免 风 骚 了一点
学习了... 其实这个帖子，斑竹居然没来加精，我都有点失望。
难道是因为本人太扯蛋，隐身几年，好不容易出来一次，结果还是惯性的跟人扯蛋扯个没完。 L555T_007 发表于 2012-1-13 17:59 static/image/common/back.gif
其实这个帖子，斑竹居然没来加精，我都有点失望。
难道是因为本人太扯蛋，隐身几年，好不容易出来一次，结 ...
我再从井底爬起来驳LZ一下下
2节电池并联环流1mah也好、10mah也好、100mah也好或许这些都不是主要的。
问题是2节电池一个放电周期环流现象出现了1000次、1W次、甚至更多次，每次可能只有小到几个μAh，但是这样高频率小电流的充放电对电池的寿命会有怎么样的影响？
xmasjacky 发表于 2012-1-13 21:44 static/image/common/back.gif
我再从井底爬起来驳LZ一下下
2节电池并联环流1mah也好、10mah也好、100mah也好或许这些都不是主要的。
问 ...
无语
第一 电流脉动在没令端电压在电动势上下波动时，电池都是在一直放电/充电。
在输出接了电容的情况下，即使PWM电源在0A~10A波动时，实际电池电流是在电流平均值波动，不可能导致环流的出现
希望你反驳时，自己计算一下。
特殊情况是PWM通断负载且无电容，大功率负载/电源设计中，这种情况几乎不可能出现
第二 即使是那么特殊的情况，你有什么证据证明支持大电流的电池，微小电流充放会导致电池早衰？
MAGLITE 发表于 2012-1-13 16:50 static/image/common/back.gif
精确到mV，这个基本上很难。电压，内阻，容量都要匹配。数百串后再并联，就不是那么简单了。先并后串就没那 ...
配对的电池再精确、几十个充放后也会有差别
这只能说明电池的生产工艺和品控水平有待提高，远未达到“成熟”阶段
xmasjacky 发表于 2012-1-13 21:44 static/image/common/back.gif
我再从井底爬起来驳LZ一下下
2节电池并联环流1mah也好、10mah也好、100mah也好或许这些都不是主要的。
问 ...
问题是2节电池一个放电周期环流现象出现了1000次、1W次、甚至更多次，每次可能只有小到几个μAh，但是这样高频率小电流的充放电对电池的寿命会有怎么样的影响？
请问这个“一个放电周期环流现象出现了1000次、1W次、甚至更多次”现象，是否有存在的根据？是实验观察到现象还是凭空想象出来的啊？一直并在一起的两个电池，根据欧姆定律，电势差一直为0，为何会出现这许多次的环流？即使其中一个电池内部有漏电，那就仅是相当于一个大容量电池(并联后)对这个漏电负载放电，这N多次的环流是怎么产生的？{:4_322:}
本帖最后由 xmasjacky 于 2012-1-14 00:06 编辑
L555T_007 发表于 2012-1-13 22:09 static/image/common/back.gif
无语
第一 电流脉动在没令端电压在电动势上下波动时，电池都是在一直放电/充电。
在输出接了电容 ...
充电或者放电之后，端电压总会有所波动，或大或小的区别而已，但是波动不可能消除。
如果是最傻的傻充来充电，以50HZ的交流电变成100HZ的半波型充电每一个波就可能造成一次环流，1个小时就是可能出现36万次环流。实际的情况会更复杂一点，可能会多元36万次也可能会少于36万次。
fat 发表于 2012-1-13 22:36 static/image/common/back.gif
问题是2节电池一个放电周期环流现象出现了1000次、1W次、甚至更多次，每次可能只有小到几个μAh，但是这 ...
借用LZ的图，红圈圈出来的就是环流。
xmasjacky 发表于 2012-1-13 23:44 static/image/common/back.gif
借用LZ的图，红圈圈出来的就是环流。
两个充上电的电池，第一次并联，是会有环流，因为有电势差存在，但并联以后，两个电池的两端就一直是同电位，电池组的两个电池之间没有电压差，ΔV=0，I=V/R，哪里来的电流？更不用说什么千次万次的环流了，这是基本的欧姆定律，你不是准备推翻它吧{:1_301:} 又来了，容量低的电池会先放完，然后容量高的给低的充电，等等
实际使用差个100mv也很快就被拉平了