本文讨论并联串电池在高压应用中的使用，但内容可考虑用于任何电池电压。
论文中讨论的主题是：-
A) 并联串电池是什么意思？
B) 高压电池是什么意思？
C) 并联串电池的历史和过去的问题。
D) 一个系统中有多少个并行串？
E) 串间和主电缆。
F) 充电和放电时的循环电流。
G) 放电和充电时的差分电流。
H) 电池可靠性。
I) 并联不同容量和不同制造商的电池。
J) 使用并联串电池的优点。
在并联串电池布置中，一个串与另一个串并联连接。它可能包含一个附加字符串或多个附加字符串。支持6串并联UPS系统的高压系统并不少见。一些 48V 系统有 50 个并联串，在极少数情况下，甚至更多。
当电池或单体电池串联时，系统的电压会增加。例如，将2个50Ah的铅酸电池串联起来，就是一个标称电压为4V、容量为50Ah的电池。
下面的图 1 显示了一个简单的 2 弦排列。
国家和国际标准将高压电池定义为 60 个或更多电池串联连接的任何电池；即大于 120V 标称值 在本文中，我们将并联电池视为连接到同一充电源和负载超过 120V 的多于一串电池或单体电池。然而，本文的大部分内容可能适用于任何电池电压。
在 VRLA 电池流行之前，设计理念是使用大型通风电池，如果所需的 Ah 容量超过约 2000Ah，则添加另一串。
当 VRLA AGM 产品首次进入市场时，只有少数类型的 2V 螺旋绕线形式提供最高约 25Ah。这种容量对于许多应用来说并不实用。在 1980 年代初期，2 或 3 家制造商推出了从大约 6V 50Ah 到 2V 450Ah 的棱柱型。然而，只有大约 6 种容量/电压可用。如果需求需要更大的 Ah 容量，则使用并联串。最初这是针对 48V 电信应用，但很快就需要更大容量的 UPS 应用。
设计工程师担心电池电压在大量串联电池上的分布，而许多 UPS 电池通常需要 180 个电池。在任何串中，如果不进行互连，则所有电池中的电流都相同。然而，对于 2 个或更多串，电流流动和电压均衡是一个问题，因为每个串可能具有不同的充电和放电电流。事实证明，对于 48V 电池，均流不是问题。一些早期的高压并联串电池通常每 20 个电池就有一个“均衡”连接。事实证明这是一个严重的错误。参见下面的图 2、图 3、图 4 和图 5，说明了均衡连接可能出现的问题。
图 2：显示均衡连接器。
图 3：说明进行均衡连接时可能出现的问题。
下面的图 4 显示了如果电池开路或如果内部连接器产生高电阻可能会发生什么，这可能是由于安装不当或腐蚀等原因造成的。
图 5：说明短路电池的影响。
由于两个串的欧姆值差异很大，整个电池系统最终会失效，因为串没有所需的充电电流。
不应安装如上图 2 所示的均衡连接。唯一的并联连接应安装在串端子的末端。
可以公平地说，该行业已经从错误中吸取教训，均衡连接不再适用。
你想要多少？
第一个发布的标准规定最大值为 4。为什么是4？这是最大的经验，业界对均衡连接遇到的问题持谨慎态度。今天，这个行业有了更多的经验，我们知道 10 串高压电池可以毫无问题地运行。
建议避免使用“菊花链”，请参见下面的图 6。请注意，每根串从充电器到负载的电缆长度不同。
电缆 CSA 从充电器到串以及从串到负载也应该相同。图 6：避免“菊花链”。
尽管希望电缆长度和 CSA 保持相同，但事实证明这不是必需的。当放电电流或充电电流很高时，可能会出现不同的电压降。在放电时，这不是问题，但在充电时，有人认为这可能会导致不同的串充电电压，从而导致串“平衡”问题。进一步认为这不是问题，因为随着电池充电越来越多，电流会降低，电压降也会降低，串电压将稳定在可接受的范围内。最终，串电压将均衡，系统将自动“平衡”。下面的图 7 说明了“理想的”但不是必需的情况。
图 7：首选布线。
如果我们让一根弦放电，一根充电，会发生什么情况？在两根弦之间流动的电流值是多少？
如果一根弦已测试放电，然后重新连接到另一根或多根弦，就会发生这种情况。
在具有并联串的电池的容量测试期间，已经看到多次遇到的问题，其中每个串被单独测试。测试一根弦线 (A) 时，它通过了测试，然后重新连接到其他弦线，但这是在完全充电之前。然后对第二个字符串 (B) 进行了测试，但失败了。然后在充满电之前重新连接 B 串。第三根弦 (C) 已经过测试，但失败了。
对该真实案例的测试结果评估表明，串A中没有电池未通过测试；字符串 B 中的 3 个单元格失败；字符串 C 中的 8 个单元格失败，字符串 D 中的所有 24 个单元格失败。得出的结论是，由于各个串在重新连接到其他串之前未充满电，因此它们逐渐从其他串吸取电流，从而降低了它们的充电状态。随着测试的继续，情况变得更加严重，以至于 D 串中的所有 24 个电池都未能通过测试。
图 8：A 串充满电，B 串完全放电，开关 2 闭合。在实际测试中，产生的循环电流为 10 x C10 安培，持续 0.2 秒，3 小时后呈指数下降至 0.2 x C10 安培。
大多数电池制造商会认为串与串之间 10% 的放电电流差异在可接受的限度内。但是，实际上任何超过 5% 的差异都应该进行调查。充电时，差异不太明显，因为串中的电流较低，但应考虑相同的 10% 差异限制。
有人争论说拥有一根以上的弦会增加总的可靠性。必须小心，因为在双串配置中，如果一根串丢失，则剩余的串可能甚至几秒钟都无法供电。另一方面，如果单串电池失效，结果是一样的。即使在 3 串系统中，对于 5 分钟这样的短待机时间，如果一根串丢失，则剩余的 2 串可能无法提供任何电力。在某些极端情况下，即使使用 4 串，丢失 1 串仍然可能导致没有可用的待机时间。
如果每个串中的电池数量相同，则并联不同容量的电池应该没有问题。例如，一个 330 节 175Ah 的电池串可以与一个 330 节 25Ah 的电池串并联，给出一个由 330 节 200Ah 的电池组成的总电池系统。一些制造商可能不同意这种做法，但实际上，只要为每个串提供正确的浮动电压，系统就可以正常工作。充电时，避免了循环电流，因为每个串都将施加相同的浮动电压。放电时，每串将按容量比例向负载供电。由于连接和连接器类型的不同，每个串的内部欧姆值会发生变化，因此可能会发现一些细微的差异。
在具有来自不同制造商的串的系统中，如果每种电池类型需要相同的标称浮动电压，则可能不会遇到任何问题。同样，电池制造商将不鼓励这种做法，但有许多系统，特别是 48V，通常的做法是并联不同制造商的产品。大多数情况下，产品不是同龄的，也不是同一个Ah容量的。这些系统已经运行多年，没有出现任何问题。
优点包括：-
• 更好的电池或单体电池效率，可降低整体电池成本。
• 更高的Ah 电池效率降低了所需的总电池容量，从而降低了整体电池成本。
• 在制造阶段更容易进行人工处理，从而降低制造成本。
• 更易于现场处理，从而降低安装成本。
• 使用整体电池而不是单个电池的可能性，由于上述原因，这通常会降低成本。
• 并联串电池的物理尺寸通常较小，从而降低了对电池室的要求。
缺点包括：-
• 更多的独立单元在某些情况下会增加安装成本，因为必须进行更多的单元间连接。
• 更多的独立单元将增加检查电压等方面的维护时间。
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