身為一名熱衷於永續能源的工程師，我認為掌握電池連接對於優化再生能源系統至關重要。雖然串聯和並聯各有其用處，但我對串並聯組合尤其感興趣。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，以實現最高效率。隨著我們邁向更綠色的未來，我期待看到更多創新的電池配置出現，尤其是在住宅和電網規模的儲能領域。關鍵在於平衡複雜性和可靠性，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發電系統，或從零開始打造電動車。電池已經準備好了，但現在面臨一個關鍵的決定：如何連接它們？應該串聯還是並聯？這個選擇可能會決定專案的性能。
電池串聯還是並聯——這個問題讓許多DIY愛好者，甚至一些專業人士都感到困惑。當然，這也是BSLBATT團隊常被客戶問到的問題之一。不過別擔心！在本文中，我們將揭秘這些連接方法，並幫助您了解每種方法的適用場景。
你知道嗎，將兩顆 24V 電池串聯起來，48伏，而並聯則能保持 12V 電壓，但容量卻翻倍？或者說，並聯更適合太陽能係統，而串聯通常更適合商業儲能？我們將深入探討所有這些細節，甚至更多。
所以，無論你是週末小白還是經驗豐富的工程師，繼續閱讀，掌握電池連接的藝術吧。讀完之後，你就能像專業人士一樣自信地連接電池了。準備好提升你的知識了嗎？快來吧！
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的電池壽命
- 串並聯等高階設定需要謹慎管理
- 考慮冗餘、充電和系統複雜性等因素
了解電池基礎知識
在深入探討串聯和並聯的複雜性之前，我們先來了解基礎知識。當我們談論電池時，我們究竟在討論什麼？
電池本質上是一種以化學形式儲存電能的電化學裝置。但是，在使用電池時，我們需要考慮哪些關鍵參數呢？
- 電壓：這是推動電子通過電路的電「壓力」。其單位為伏特 (V)。例如，典型的汽車電池電壓為 12V。
- 安培數：這是指電荷的流動，單位是安培 (A)。可以將其視為流過電路的電量。
- 容量：這是電池能夠儲存的電量，通常以安培小時 (Ah) 為單位。例如，一塊 100Ah 的電池理論上可以提供 1 安培電流，持續 100 小時，或 100 安培電流，持續 1 小時。
為什麼單一電池可能不足以滿足某些應用的需求？讓我們考慮以下幾種情況：
- 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，單一電池的使用壽命可能不夠長。
- 電力需求：某些應用所需的電流超過了單一電池可以安全提供的電流。
這時就需要將電池串聯或並聯連接起來了。但這些連接方式究竟有何不同？什麼時候該選擇其中一種？敬請期待，我們將在接下來的章節中探討這些問題。
串聯電池
這究竟是如何運作的？其優點和缺點是什麼？
當我們將電池串聯起來時，電壓和容量會發生什麼變化？假設你有兩個 12V 100Ah 的電池。如果將它們串聯起來，它們的電壓和容量會發生什麼變化？讓我們來分析一下：
電壓：12伏+12伏=24伏
容量：保持在100Ah
有意思吧？電壓翻倍，但容量不變。這就是串聯的關鍵特性。
那麼，如何串聯電池呢？以下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. 第一顆電池剩餘的正極 (+) 端子將成為新的正極 (+) 輸出
4. 第二顆電瓶剩餘的負極 (-) 端子將成為新的負極 (-) 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：許多商業儲能係統採用串聯連接來實現更高的電壓
- 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：大多數使用串聯的6V電池來實現36V或48V系統
串聯有哪些優點？
- 更高的電壓輸出：非常適合高功率應用
- 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：電壓越高，傳輸過程中的能量損失就越小
然而，串聯連接並非沒有缺點。如果串聯電池中的一個電池發生故障會發生什麼？不幸的是，它可能會導致整個系統癱瘓。這是串聯電池和並聯電池之間的關鍵區別之一。
您是否開始思考串聯連接如何適合您的專案？在下一部分中，我們將探討並聯連接並進行比較。您認為串聯和並聯哪一個更有利於延長運行時間？
並聯電池
我們已經了解了串聯連接，現在來看看並聯連接。並聯連接與串聯連接有何不同？它又有哪些獨特的優勢？
當我們將電池並聯時，電壓和容量會發生什麼變化？我們再次以兩顆 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，並聯電路可以保持電壓恆定，但容量會增加。這就是串聯電池和並聯電池的關鍵區別。
那麼如何並聯電池呢？這裡有一個快速指南：
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. 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
什麼時候應該選擇並聯而不是串聯？一些常見的應用包括：
- 房車電池：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：容量更大意味著夜間使用的能源儲存量更大
- 船舶應用：船舶通常使用並聯電池來延長船上電子設備的使用時間
並聯連線有哪些優點？
- 增加容量：無需改變電壓即可延長運轉時間
- 冗餘：如果一個電池發生故障，其他電池仍能提供電力
- 充電更輕鬆：您可以使用適合您的電池類型的標準充電器
但缺點又如何呢？一個潛在的問題是，並聯使用時，電量較低的電池可能會耗盡電量較高的電池。因此，請務必使用相同類型、使用年限和容量的電池。
您是否開始意識到並聯連接在您的專案中可能非常有用？您認為串聯和並聯的選擇會如何影響電池壽命？
在下一部分中，我們將直接比較串聯和並聯。您認為哪種連接方式更符合您的特定需求？
串聯與並聯連接比較
既然我們已經了解了串聯和並聯，現在讓我們來比較一下它們。這兩種方法究竟如何呢？
電壓：
系列：增加（例如 12V +12伏= 24伏特）
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：保持不變
平行：增加
但是你的專案應該選擇哪種配置呢？讓我們來分析一下：
何時選擇系列：
- 您需要更高的電壓（例如 24V 或 48V 系統）
- 您想減少電流以使用更細的電線
- 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
- 您希望維持現有的系統電壓
- 您需要冗餘，以防一個電池故障
那麼，電池串聯和並聯哪個更好？答案正如您可能已經猜到的那樣，完全取決於您的特定需求。您的專案是什麼？您認為哪種配置最適合？告訴我們的工程師您的想法。
你知道嗎？有些系統會同時使用串聯和並聯。例如，一個 24V 200Ah 的系統可能使用四個 12V 100Ah 的電池——兩組並聯電池串聯而成。這樣就兼具了兩種配置的優點。
進階配置：串並聯組合
準備好提升你的電池知識了嗎？讓我們來探索一些結合串聯和並聯兩種連接方式的高階配置。
您是否想過，太陽能發電場或電動車中的大型電池組是如何同時實現高電壓和高容量的？答案在於串並聯組合。
串並聯組合到底是什麼？顧名思義，它就是將一些電池串聯起來，然後再將這些串聯的電池串並聯起來。
讓我們來看一個例子：
假設您有八個 12V 100Ah 的電池。您可以：
- 將所有八個串聯起來，形成 96V 100Ah
- 將所有八個電池並聯，即可獲得 12V 800Ah
- 或者…創建兩個串聯電池串，每個串包含四個電池（48伏100安時），然後將這兩個字串並聯
方案3的結果是什麼？一個48V 200Ah的系統。注意它是如何將串聯帶來的電壓提升與並聯帶來的容量提升結合起來的。
但是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：您可以實現更廣泛的電壓/容量組合
- 冗餘：如果一個字串發生故障，你仍然可以從另一個字串獲得電力
- 效率：您可以針對高電壓（效率）和高容量（運行時間）進行最佳化
你知道嗎？許多高壓儲能係統都採用串並聯組合。例如，BSLBATT ESS-GRID HV PACK採用3~12個57.6V 135Ah電池組串聯配置，再將各組並聯起來，達到高電壓，提高轉換效率和儲能容量，滿足大規模儲能需求。
所以，說到電池串聯還是並聯，有時答案是「兩者皆可」！但請記住，複雜性越高，責任越大。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。
您覺得怎麼樣？串並聯組合適合您的專案嗎？或者，您可能更喜歡簡單的純串聯或純並聯。
在下一部分中，我們將討論串聯和並聯連接的一些重要安全注意事項和最佳實踐。畢竟，如果操作不當，電池操作可能會很危險。您準備好學習如何在確保安全的同時最大限度地提高電池組的性能了嗎？
安全注意事項和最佳實踐
既然我們已經比較了串聯和並聯，您可能想知道—哪種連接方式更安全？連接電池時應該採取什麼預防措施？讓我們來探討一下這些重要的安全注意事項。
首先，務必記住，電池儲存著大量能量。操作不當可能會導致短路、火災甚至爆炸。那麼，如何才能確保安全呢？
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. 使用適當的工具：絕緣扳手可防止意外短路
3. 斷開電池：在進行連接操作之前，請務必斷開電池
4. 配對電池：使用相同類型、使用年限和容量的電池
5. 檢查連接：確保所有連接緊固且無腐蝕
鋰太陽能電池串聯和並聯的最佳實踐
為了確保鋰電池的安全和高效使用，在串聯或並聯連接時遵循最佳實踐至關重要。
這些做法包括：
- 使用容量和電壓相同的電池。
- 使用同一電池製造商和批次的電池。
- 使用電池管理系統（BMS）監控和平衡電池組的充電和放電。
- 使用保險絲或斷路器來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壽命。
但是串聯和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，甚至可能超出安全範圍。您知道嗎？超過 50V 的直流電壓可能致命。務必使用適當的絕緣和操作技術。
在連接到系統之前，使用電壓表驗證總電壓
對於並行連接：
電流容量越高，短路風險就越大。
如果電線尺寸太小，電流過大可能會導致過熱
在每個並聯串上使用保險絲或斷路器進行保護
你知道嗎？無論是串聯還是並聯，混用新舊電池都可能很危險。舊電池可能會發生反向充電，可能會導致過熱或洩漏。
熱管理：
串聯電池可能會出現加熱不均勻的情況。如何避免這種情況？定期監測和平衡至關重要。
並聯電池散熱更均勻，但如果其中一個電池過熱怎麼辦？這可能會引發連鎖反應，即所謂的熱失控。
那麼充電呢？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，充電時間可能會更長。
你知道嗎？根據美國國家消防協會2014年至2018年間，美國約有15,700起火災與電池有關。採取適當的安全預防措施不僅重要，而且至關重要！
請記住，安全不僅在於預防事故，還在於最大限度地延長電池的使用壽命和性能。定期維護、正確充電以及避免深度放電都有助於延長電池壽命，無論您使用的是串聯還是並聯電池。
結論：根據您的需求做出正確的選擇
我們已經探討了電池串聯和並聯的方方面面，但您可能仍在思考：哪種配置最適合我？讓我們總結一些關鍵要點，幫助您做出決定。
首先，問問自己：你的主要目標是什麼？
需要更高的電壓？串聯連接是您的首選。
想要更長的運行時間？並聯設定更適合您。
但這不僅僅與電壓和容量有關，對吧？請考慮以下因素：
- 應用：您正在為房車供電還是建造太陽能係統？
- 空間限制：您有足夠的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。
你知道嗎？根據美國國家再生能源實驗室 (National Renewable Energy Laboratory) 2022 年的調查，目前 40% 的住宅太陽能裝置都配備了電池儲能係統。許多此類系統採用串聯和並聯組合來優化效能。
還不確定嗎？這裡有一份快速備忘單：
| 選擇系列如果 | 何時並行 |
| 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 | 您需要係統冗餘 |
| 空間有限 | 您正在處理低電壓設備 |
請記住，對於電池的串聯和並聯，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。
您考慮過混合方案嗎？一些先進的系統會採用串並聯組合，以實現兩全其美的效果。這會是您想要的解決方案嗎？
最終，了解串聯電池和並聯電池的區別，可以幫助您在電源配置方面做出明智的決定。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使用壽命的關鍵。
那麼，您的下一步計劃是什麼？您會選擇串聯提升電壓，還是並聯提升容量？又或者，您會探索混合解決方案？無論您選擇哪種方案，請記住優先考慮安全性，如有疑問，請諮詢專家。
實際應用：串聯與並聯
現在我們已經深入研究了理論，你可能會想：這在現實場景中會如何體現？我們在哪裡可以看到電池串聯和並聯的差異？讓我們探索一些實際應用，將這些概念付諸實現。
太陽能發電系統：
您是否想過太陽能電池板是如何為整個家庭供電的？許多太陽能裝置採用串聯和並聯的組合。為什麼？串聯可以提高電壓以滿足逆變器的要求，而並聯則可以提高總容量，從而提供更持久的電力。例如，典型的住宅太陽能裝置可能使用4個串聯的10塊太陽能板串，這些串聯的太陽能電池板又聯連接。
電動車：
您知道嗎？特斯拉 Model S 使用了多達 7,104 個獨立電池單元。這些單元以串聯和並聯的方式排列，以實現長續航所需的高電壓和高容量。這些單元被分組到模組中，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，你的智慧型手機電池似乎比你的舊翻蓋手機續航時間更長？現代設備通常使用並聯鋰離子電池來增加容量，同時又不會改變電壓。例如，許多筆記型電腦會並聯 2-3 個電池來延長電池壽命。
離網海水淡化：
在離網水處理中，串聯和並聯電池設定至關重要。例如，在手提式太陽能海水淡化裝置串聯連接可提升太陽能海水淡化系統中高壓幫浦的電壓，而並聯連接則可延長電池壽命。這使得高效、環保的海水淡化成為可能，非常適合在遠端或緊急情況下使用。
船舶應用：
船舶常常面臨獨特的電力挑戰。它們如何應對？許多船舶採用串聯和並聯的組合供電。例如，典型的配置可能包括兩個並聯的 12V 電池，用於引擎啟動和房屋負載，以及一塊串聯的 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。這些電源通常採用串並聯配置的大型電池組。為什麼？因為這種配置既能提供高效率電源轉換所需的高電壓，又能延長系統保護所需的運作時間。
由此可見，電池串聯與並聯的選擇並非僅僅是理論上的——它對各行各業都有實際影響。每種應用都需要仔細考慮電壓、容量和整體系統需求。
您是否在親身經歷中遇到過這些設定？或者您是否見過其他串聯和並聯連接的有趣應用？了解這些實際範例可以幫助您更明智地決定自己的電池配置。
關於串聯或併聯電池的常見問題解答
Q：我可以混合使用不同類型或品牌的電池串聯或併聯嗎？
答：通常不建議將不同類型或品牌的電池串聯或並聯使用。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，甚至造成安全隱患。
串聯或並聯配置中的電池應具有相同的類型、容量和使用年限，以確保最佳效能和使用壽命。如果您必須更換現有配置中的電池，最好更換系統中的所有電池，以確保一致性。如果您不確定是否要混合使用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，總電壓等於各個電池電壓總和，而容量與單一電池相同。例如，兩個 12V 100Ah 的電池串聯，總電壓為 24V 100Ah。對於並聯電池，總電壓等於單一電池電壓總和，但容量是各個電池容量之和。同樣的例子，兩個 12V 100Ah 的電池並聯，總電壓為 12V 200Ah。
計算時，只需將串聯電壓相加，將並聯容量相加即可。請記住，這些計算假設理想條件和相同的電池。實際上，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結合串聯和並聯連接？
答：是的，在一個電池組中結合串聯和並聯是可行的，而且通常很有好處。這種配置稱為串並聯，可以同時提高電壓和容量。例如，你可以將兩對 12V 電池串聯起來（產生 24V 電壓），然後將這兩對 24V 電池並聯起來，使容量翻倍。
這種方法通常用於大型系統，例如太陽能裝置或電動車，這些系統需要高電壓和高容量。然而，串並聯配置的管理可能更為複雜，需要仔細的平衡。確保所有電池完全相同，並使用電池管理系統 (BMS) 來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：無論連接方式為何，溫度對所有電池的影響都是一樣的。極端溫度會降低電池的效能和使用壽命。
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，因此如果您購買的是BSLBATT電池對於更大的應用，我們的工程團隊將為您的特定應用設計可行的解決方案，此外還將在整個系統中串聯添加組合箱和高壓箱！
對於壁掛式電池：
最多可支援32顆相同電池並聯
對於機架安裝電池：
最多可支援63個相同電池並聯
Q：串聯還是並聯，哪個效率比較高？
一般來說，串聯對於高功率應用來說效率更高，因為電流較小。然而，並聯連接對於低功率、長時間使用來說效率更高。
Q：串聯電池和並聯電池哪個使用壽命較長？
從電池續航時間來看，並聯電池由於安培數增加，使用壽命會更長。例如，兩顆51.2V 100Ah的電池並聯組成51.2V 200Ah的系統。
從電池使用壽命來看，串聯使用壽命會更長，因為串聯繫統電壓升高，電流不變，相同功率輸出產生的熱量更少，從而增加電池的使用壽命。
Q：可以用一個充電器同時為兩顆電池充電嗎？
可以，但前提是並聯的兩顆電池必須是同一家電池廠商生產的，且電池規格、BMS相同。並聯前需要將兩顆電池充電到相同的電壓等級。
Q：RV 電池應該串聯還是並聯？
房車電池通常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，並且通常並聯連接以獲得更大的容量。
Q：如果將兩顆不同的電池並聯會發生什麼事？
將兩塊不同規格的電池並聯起來非常危險，可能會導致電池爆炸。如果電池的電壓不同，電壓較高的電池的電流會向電壓較低的一端充電，最終會導致電壓較低的電池過電流、過熱、損壞，甚至爆炸。
Q：如何連接 8 個 12V 電池以產生 48V？
要用8顆12V電池做成48V的電池，可以考慮串連起來使用，具體操作如下圖：
發佈時間：2024年5月8日