Всем привет. Вопрос. имеется две батареи литий-тионилхлоридные eemb 14505M (с увеличенной отдачей по току)
От них надо запитать устройство, модем, которыйв пике потребляет 2А.
Два пути:
1. соединяем параллельно и ставим step-up dc-dc (4.0в на выходе)
2. соединяем последовательно и ставим step-down dc-dc (7.2 -> 4.0)

Какое соединение более эффективно или они равны между собой? Заранее спасибо за подсказки.

При последовательном соединении Вы отберете энергию равную удвоенной энергии самой плохой батареи
При параллельном соединении Вы используете полностью энергию обеих батарей, но потеряете что-то на КПД преобразователя.
Выбрать из двух зол меньшее - искусство разработчика. Это за Вами.

А как бы вы поступили? Простите за такой явный наивняк

Насчет последовательно соединения, предположим у нас емкость одной батареи 80%, а другой 90%. Итого суммарная энергия будет 160%, я правильно вас понял?
А при параллельном, минимум 5-10% мы теряем, это да.

Литиевые элементы, ввиду угрозы пожара/взрыва, нельзя заряжать, а при параллельном соединении именно это и будет.

это да, но их можно включить через ключи,идеальные диоды, это не проблема.

Это именно проблема, потому что всё это не даёт равную нагрузку.

Ранее Вы начали считать какие-то проценты — если это принципиально, то, например, если на сеанс надо 5 Дж, можно рассмотреть работу от буферного конденсатора — например, алюминиевый такой ёмкости будет размером 22х50 мм, т.е. практически как один Ваш элемент.

Смысл в том, что за несколько минут перед сеансом закачиваете в конденсатор, потребляя от первичного элемента единицы миллиампер, и на его внутреннем сопротивлении энергия таким образом не теряется. Разумеется, для этого требуются эффективные повышающий и понижающий преобразователи, надо тщательно посчитать выгоду.

Ну и, если это тоже принципиально, на морозе с литиевыми всё становится резко хуже, поэтому такой способ вообще может быть единственным.

Ссылку от изготовителя пожалуйста. О недопустимости параллельного включения батареек.


да, 160.

Иначе говоря, разницы нет? Если мы используем высокоэффективные повышающий или понижающий преобразователь?

Да, на бумаге нет. С идеальными батареями, высокоэффективными схемами, которые реально в природе не существуют.
А практическое решение должно учитывать как реальные батареи, так и реально достижимые параметры схем.

я вас понял, спасибо за консультацию.

Когда она взорвётся, вы будете оправдывать своё незнание тем, что производитель вас об этом не предупредил? В моей практике были прецеденты.

Ну и на заметку:
http://www.tadiranbatteries.de/pdf/Technic...C-Batteries.pdf

Тут, кстати, видно, что и последовательно их без диодов (параллельно элементам) включать нельзя. Тоже взрывается. Тоже добивался такого.

предлагаю препарировать батареи от ноутбуков и удивиться, как это у них удаётся соединять элементы так, что ничего не взрывается

читайте внимательнее - речь не о аккумуляторах, а о батарейках..

Литий-тионилхлоридные eemb 14505M (с увеличенной отдачей по току) От них надо запитать устройство, модем, который в пике потребляет 2А. Один путь: 1. соединяем последовательно и ставим step-down dc-dc (7.2 -> 4.0). Никаких параллельных соединений для этих батарей!

В ссылке говорится, что следует избегать параллельного включения при проектировании отсеков, держателей батарей.
Однако, параллельное включение можно использовать при проектировании составных батарей , как указано в разделе 7.
В разделе 7 же совершенно о другом - если батарея используется совместно с другим источником.... Понятно, что заряжать ее нельзя и для этого ставятся блокирующие диоды.
Т.е. однозначного запрета на параллельное включение нет. По крайней мере, в ссылке я не увидел.
Последовательное включение вообще не обсуждаем. Там гарантировано рано или поздно переполюсовка наступит.
А с параллельным хотелось бы разобраться. При абсолютном равенстве напряжений на зажимах параллельной батареи откуда взяться токам зарядки?

Напрашивается заключение - "При абсолютном равенстве напряжений" токам зарядки взяться неоткуда. Но это в идеале.
Но интересно - на практике то не бывает абсолютно одинаковых батарей.
И при параллельном включении одна будет отдавать в нагрузку больше, чем другая.

И "идеальные" ключи (диоды) для их развязки не выправят ситуацию.

Оно, к сожалению, не бывает абсолютно равным. В моей практике дважды монтажники включали батареи параллельно без диодов. На обоих объектах батарейки испортились, выпустив наружу своё едкое содержимое. Окрашенный металл проржавел, будто после боевых действий. Но, обе эти батареи были из ячеек с высокой токоотдачей и низким внутренним сопротивлением.

Ну и пусть отдает, что тут страшного? Это определяется разностью внутренних сопротивлений.
Но при равных ЭДС току уравнительному меж ними взяться неоткуда вроде бы.
Два параллельно включенных аккумулятора на 10 и на 50Ач почему-то таких проблем не знают. Да, энергию отдают разную, но садятся, разряжаются, равномерно.

Один подзаряжает другой. С первичными батареями такой трюк не проходит.

Это гипотеза или установленный факт? Может, они все-таки разряжаются строго по одной кривой напряжения, а токи определяются внутренними сопротивлениями?
Если взять два конденсатора разной емкости включенных параллельно и заряженных до одного напряжения, то при разряде что, будет подзаряд одного от другого?
Хорошо бы все-таки однозначное разъяснение от изготовителей получить.
Но если с батарейками так все строго, то тему можно закрывать. Получается, практически нельзя включать ничего ни последовательно, ни параллельно.

Мы тут, если помните, этот вопрос обсасываем не впервые. Продолжаю считать, что сравнение двух конденсаторов с двумя батарейками не вполне корректно. В режиме, когда от обоих отбирается энергия, пусть неравномерно, в соответствии с их неидентичностью, за их здоровье беспокоится не приходится. Но когда разряд на нагрузку прекращён, батареи попытаются выровнять заряд, преодолевая разногласия. Вы ведь наблюдали эффект поднятия напряжения на батарее после отключения нагрузки? Так вот, какой- то это удастся лучше, какой-то - хуже, простите за терминологию. Вот в этот момент обмен энергией и возможен. Опасен ли? Не знаю. Хотелось бы, конечно, от производителей получить недвусмысленный ответ. Но я пока избегаю таких экспериментов.

Так вот ответ-то и поискать бы, все остальное - допущения.
Обычным солевым и щелочным батареям ничего не грозит. А что за строгая такая специфика у литиевых - не очень однозначно понятно,по крайней мере мне.
Может, кто-то встречал четко изложенное?

я бы соединил последовательно + spep-down
аргументы - емкость батарей измеряется при 20-часовом режиме разряда. При бОльшем разрядном токе емкость меньше, при мЕньшем - больше.
Если соединить параллельно и использовать повышающий преобразователь, ток потребления от батареи будет больше потребляемого нагрузкой, который и так не мал - 2А в пике, что батарее хуже.

Да

Нет.
Отключите от нагрузки и выдержите их в течение времени релаксации, и они восстанавливаются до разных напряжений.

Это не вяжется с законом сохранения энергии.
Теоретически ток одинаков при любом способе соединения, потребляемая мощность не меняется. Потери на КПД преобразователя тоже есть в обоих случаях.

Разве? А тепло?
При больших (чем номинал) отбираемых токах, ёмкость, действительно, падает.

Кроме того, в батарейке же не только джоули в чистой сферической форме в вакууме. Там вполне себе химические вещества. Не помню, к сожалению, как это у литий-тионилхлоридных батарей, но бывает такое, что ёмкость падает и при повышении температуры выше определённого порога и при снижении ниже (другого) порога.

Как-то все забывают, что внутри гальванического элемента на самом деле много-много параллельных элементиков.

Не, я помню, чесслово!
Именно это и порождает сомнения насчет категорического запрета на параллельное включение.

Ой-вей. Вы точно про литий-тионилхлорид? Как там жидкость разделена? У них катод жидкий вообще-то.

Хотя мне-то что. Включайте параллельно наздоровье.

Да, согласен. Но мы просто пытаемся рассуждать, иногда это - полезно... Мне эта задача сейчас практически малоинтересна, потому искать первоисточники лень. Но буде стояла бы задача, как у автора, соединил бы последовательно. Понижать - по КПД приятнее.

Прочитал внимательно ваш спор.
Сам так же предпочёл бы использовать последовательное включение и понижающий DC/DC.
Однако смутила фраза:

Поясните пожалуйста что за переполюсовка и как она наступает?

Переполюсовка это когда вы перепутали при установке батарейки полюсами, других вариантов нет.

Когда один из элементов батареи разряжен до нуля, а его продолжают этим пытать, т.е. потреблять от батареи ток, напряжение на нём продолжает падать далее, т.е. становится отрицательным.

как это возможно при последовательном соединении?

Странный вопрос. Вот при параллельном это невозможно.

Один из элементов (разряженный) становится потребителем, а другой является по-прежнему источником энергии. Ну а дальше 2-й закон Кирхгофа .

Да очень просто. Полный разряд элементов с меньшей емкостью и постоянный недозаряд элементов с большей емкостью. В итоге элементы с меньшей емкостью переполюсуются.
100% аккумуляторных шуруповертов выходят из строя через год именно по этой причине.

Это все не для батарей литий- тионилхлоридных.


Тут про батарейки вопрос, а не про акумы. И поясните как такое возможно для батареи и двух последовательных литий-тионилхлоридных, а не 4...5 штук.


Ну ка поясните как это у батареи (не акума) из двух последовательных литий- тионилхлоридных одна становится разряженной. Вы видели их графики разряда? Какой закон нарушается? А так для вас, чтобы знали, есть правила Кирхгофа, а не законы.

В пределе батарейка - конденсатор громадной емкости. Включите в модели два заряженных до одинакового напряжения разных конденсатора последовательно и разряжайте на общую нагрузку.
В какой-то момент увидите переполюсовку конденсатора меньшей емкости.
Конечно, для двух батареек это ближе к теоретической возможности, разряжать их до одного вольта наверное не будут, а для составной батареи в 5-8 элементов - вполне реально.
Для аккумуляторов этот эффект просто быстрее нарастает с каждым циклом заряд-разряд.

Запрета нет (и быть не может). Но есть важная оговорка - не параллелить элементы разных типоразмеров, разных производителей и разного возраста. Т.е. батарейки из одной партии одного производителя - можно. Остальные ограничения - как бы самоочевидны.

В такой редакции - согласен, безусловно.

- вот за это объяснение спасибо!

Однако, если последовательно соединять батареи одинаковые (из одной партии), то думаю этого эффекта можно не опасаться.
Даже если разброс ёмкости в батареях одной партии 10%, то учитывая то, что разряжаются они строго одинаковым током, то когда на одной из них станет 0В, то на других будет не более 10% от номинала - то есть 0.36В (к примеру).
Если даже этих батарей 8шт, то суммарное напряжение будет 7*0.36В=2.52В - а при таком напряжении уже все потребители отрубятся и дальнейшая разрядка практически прекратиться. Собственно можно искусственно предусматривать такое отключение, выполнив соответствующий расчёт для заданного количества последовательных батарей.

И кстати, а будет ли что то страшное если литий-тионилхлоридную батарею разрядить до нуля и начать заряжать "в минус"?

Будет и даже очень страшное: www.electrochem.ru/files/files/other_descriptions/explosion.doc

Очень некорректно, сравнивать батарею с конденсатором большй ёмкости, хотя бы из-за физических и химических процессов. Хотя для начального уровня может пригодится. kraken вот вам ссылка по литий-тионилхлоридной батареи -> http://catethysis.ru/lisocl2-batteries-tips/
Не такие и простые они. Мы в своих проектах трекеров, где использутся по две батарей, перешли на последовательное соединение литий-тионилхлоридных и получили примерно 15% прирост по длительности работы против параллельного соединения батарей. И с литий полимерными также. А так да, теоретики без практики логичны и правы в своих рассуждениях, но и не более.

Конечно, батарея не конденсатор. Но конденсаторная модель позволяет понять как возникает переполюсовка. Скажем, в 27-вольтовой батарее из щелочных аккумуляторов (и батареек тоже!) она возникает реально, если нет балансировки заряда.
Можно согласиться. что на практике Вы получили прирост длительности работы от последовательного соединения батарей. Но объясняется это иными условиями разряда, а не самими батареями.
Количество энергии, заключенной в них не меняется от способа соединения. Можно только с уверенностью сказать, что при последовательном соединении общая извлекаемая энергия будет меньше, чем при параллельном включении.

Ну если не брать во внимание закон сохранения энергии то вы правы конечно. Извлекаемая энергия будет одна и таже к сожалению.
Только вот ее распределение будет разное. Так при последовательном соединении (против параллельного) литий- тионилхлоридных двух батарей 15% прирост по длительности работы. Как вы это поясните?

Не знаю, скорее всего, чистота эксперимента.
Если КПД получается 101%, то наверное нужно все измерения повторить сначала внимательно и докопаться до истины.
Такое не раз бывало.

Ну во-первых, батареи всегда отличаются своими параметрами даже из одной партии. К ним относятся, как минимум, ЕДС, внутреннее сопротивление (или его поведение при разряде), саморазряд и т.д. И при параллельном соединение батарейки работают от части друг на друга (часть тока разряда отправляется в соседнюю). 15% - это может быть много или мало, в зависимости от "химии" внутри (вспомните, если знакомы, батарею Крона. Там 2 столба элементов подключены параллельно и саморазряд гарантирован до ~0 после открывания за пару-тройку недель без нагрузки).
Полагаю, что вам не удалось произвести сравнительные испытания двух вариантов подключения на репрезентативной выборке батарей. Напомню, что для нормального закона распределения (по каждому параметру батареии) это число должно быть больше 32-х. При меньшем количестве выводы только на совести испытателя. В лучшем случае можно говорить о тенденции, а не о цифрах. Ну и конечно остается в силе замечание Егорова об адекватности измерений.

А по-моему всё очевидно.
Если говорить именно о продолжительности работы конкретной схемы а не о продолжительности абстрактного разряда батарей в вакууме,
то при последовательном соединении энергия батарей просто расходуется более полно, так как каждая батарея разряжается до меньшего напряжения (определяемого нижним порогом работоспособности нагрузки).
Кроме того, наверняка конкретное испытуемое устройство потребляло мощность импульсно, в моменты пробуждения от спячки.
При последовательном соединении ток через батареи будет меньше чем при параллельном при одной и той же мощности потребления.
А это значит, что эффект пассивации будет менее ярко выражен именно при последовательном соединении.

Попробую проще: выхватить необходимый импульс мощности из батарей не допуская смертельного провала напряжения гораздо проще на последовательном включении - и поэтому устройство "живёт" дольше.

Вот в этом месте нельзя ли поподробнее?
Похоже, закон Ома опровергается....