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-- 一次解決不囉嗦 -- 鋰聚電池並聯充電

警告:使用此法充電需具備一定電學知識並存在一定風險,可能會造成設備損壞甚至引發火災。故執行前請先確認已完全了解其原理並接受其風險才開始,若因執行此充電法而造成任何損害應由執行者自行承擔,筆者概不負責。
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並聯充電是什麼?
基本上是將多個相同cell數的鋰聚電池並聯起來,如此在邏輯上可以將這些並聯起來的多個電池視為一個電池,以此來進行充電便稱為並聯充電。





這樣做的意義何在?
假設你有3個3s 2200mAh的鋰聚電池,你把3個電池並聯起來,接上充電器設定充電參數為3S 6600mAh,這樣你就可以在一個小時內充飽3顆電池,而不是三顆三小時。"省時"是此方法最大的優點。

我有點擔心,它的運作原理為何?
實際上相當簡單,當你把所有相同cell數的電池並聯起來(正極接正極、負極接負極),依照電學原理這一整個並聯電池組的電壓會同樣維持在11.1V,但是整體電容量將會增加。另一個情況是這些並聯的電池中總有人電壓比較高,同樣的電學原理告訴我們,電流會從高壓處流向低壓處,和水往低處流的道理是一樣的。所以並聯之後他們會自動平衡各電池組間的電壓直到大家都一樣為止,請注意是"電池組"電壓會平衡,單一cell並不一定會平衡。充電器的邏輯會將這些並聯的電池組視為一個電池進行充電。

我可以做並聯充電嗎?
其實各種充電器和各種電池都可以執行並聯充電,它是你的選擇之一但需要自己權衡利害關係。

應用於不同情況
450級直升機
很多人會來不及充電,或是不斷地在插拔充電器上的電池, 用這個方法只需要350W的電供
就可以在40分鐘左右充飽6顆11.1V 2200mAh的鋰聚電池,真的相當方便。

700級直升機
大型電直已經愈來愈普遍了,一般700級使用的12S 5000mAh是由兩個6S 5000mAh的電池串聯而成,因為目前還沒有可以直接充12S的充電器,所以必須要將它分開充電,當然你也可以用兩個充電器分別充電或是使用雙輸出埠的充電器,幸好現在市面上有很多1000W的充電器可以購買,使用並聯充電法可以在半小時甚至更短的時間就充飽2顆6S 5000mAh的鋰聚電池。

我自己用的充電器
筆者自己使用的是MegaPower 3020I EVO,屬於雙輸出型的充電器搭配明偉的1000W 24V電供,對我來說真是方便極了。因為我手上的鋰聚電池從3S-6S都有,有了它的雙輸出埠我可以一次充兩種不同電壓的電池,再搭配並聯充電板簡直是銳不可當 。一次最多充12顆電池,真是氣勢驚人啊!但是有單邊500W和最高電流限制,不過還是很方便,不用插來拔去的。








一次充兩種電池,連我閃光燈的電池也都是用這台充,使用壽命感覺有比較長,因為我會先放電至1V/cell再進行充電,讓循環過程徹底走完。高階充電器還可以偵測內阻抗,讓你了解電池的狀況,NiMH通常內阻抗約在600ohm左右,太高就是電池快不行了。市售充電器都強調快速充電,結果就是電池無法充到全飽,然後用了之後又有殘電就又充,如此惡性循環沒多久電池就掛了。使用這種高階充電器之後充電電池幾乎都不會壞,我5組(共20顆)NiMH充電電池用了2年了內阻抗都還在約600ohm,足證明差很大,現在我都稱那種插牆壁的充電器為電池殺手:D。

並聯充電的配置圖式
下兩圖為並聯充電的配置圖式,主電源和分壓頭都以並聯的形式相連接進行充電,最重要的是電壓一定要相同才可以一起並聯充電 。接線的方法也很簡單,所有紅線接在一起,所有黑線接在一起。分壓頭也是一樣,同色接同色就不會錯了。






市售產品
手邊沒有相關工具或是不會做這些接線嗎?有市售品可以直接購買,或許比較划算些,不然焊槍、焊錫、熱縮套、剝線鉗、接頭和電線等等材料買起來也是不小的開銷。






上面兩種線是比較舊的產品了,如果是我的話還是建議買並聯充電板(並充板)比較舒適,功能完全一樣,看起來比較不雜亂,當然T插和XT-60兩種規格都有。




整合過的產品感覺好用多了,緊緻又整齊,甚至還有設計保險絲(40A)以防止過載,建議充電電流不超過40A,否則保險絲會斷開喔!這也暗示並聯充電板的承受電流只到40A為止。不過不是甚麼大問題,已經相當夠用了。


如果充電器只有一個輸出埠的朋友也可以享受一次充11顆電池的快感,兩塊並充板互相聯接就可以擴充輸出埠,原廠建議聯接不要超過3組。

並聯充電的建議
  1. 電池的類型和cell數一定要相同。容量、放電C數、新舊和品牌不相同也無所謂。舉例來說你可以將3S 2200mAh 15C的鋰聚電池、3S 3200mAh 25C的鋰聚電池和 3s 850mAh 35C的鋰聚電池一起充電,但是3S的鋰聚電池不可以和4S的鋰聚電池一起充電。
  2. 理想狀態下並聯充電的鋰電池電壓最好不要差太多,如果硬要說出一個值的話,我會說每一cell電壓值最好不要超過0.2V,這並非必要遵循的數值,供各位參考。

並聯充電的優點
  1. 前面也提到過了,可以省下大量的時間,不但一次充好所有電池,也只需要一次的插拔。
  2. 以一次充多顆電池來看,比串聯充電效率要高,因為串聯充電需要較高電壓輸出,而並聯充電能維持相對低的電壓,表示充電器輸出的工比較低。
  3. 比串聯充電安全,同極接在一起較不易認錯接頭而造成直接短路,前提是接頭的正負極不能搞錯,否則輕輕一碰就會冒出驚人的火花和煙霧。

潛在危險
  1. 充電中如果發生問題的話將會影響所有電池,例如充電參數設定錯誤將會影響所有電池,不是只影響到一顆。
  2. 使用並聯充電時將無法得知每一顆電池的狀況,充電器顯示的數值只是所有電池的平均值罷了。所以一但有其中一顆鋰聚電池的其中一個cell出問題時就會無法察覺。
  3. 當電池的電壓差太大的時候若將它們並聯起來,有可能會導致大量電流流向低電壓電池,最後互相平衡電壓,這種情況大多不會傷害到電池,但是有可能會傷到電線或是導致焊點失靈。
  4. 和第3點類似的情況,千萬不要將沒電(3.85V以下)的鋰聚電池和已經充飽(4.1V以上)的鋰聚電池一起充電 ,已知有飛友意外發生這樣的狀況而且造成鋰聚電池起火燃燒,飛友為了搶救設備兩隻手也嚴重燒傷。
  5. 如果你用的充電器功率太低將 無法省下太多時間,最多就是只需設定充電器一次這點好處。大功率的充電器會比較適合並聯充電法。



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11 意見:

Irving 提到...

感謝分享,請教一下,我有一顆陽春的平衡充電器,上面只有2S/3S/4S的平衡插座,並沒有主要電源那兩個孔,換句話說是直接透過平衡線充電的,請問您知道這樣做的缺點是? 我能想到的是平衡線很細,充電電流不可能太大

謝謝

Kawiski 提到...

目前可以確定的是小於1C的充電率是可以延長電池壽命的。

Kawiski 提到...

您好!誠如您所提到的,主要的缺點就是沒辦法大電流充電,充電時間會拉很長,謝謝您的提問。

Irving 提到...

感謝答覆,另外可以分享一下您設計的鎳氫電池充電座嗎? 網拍上好像不大容易找到並聯的電池座,不知道您是怎麼取得與設計的,謝謝

Kawiski 提到...

已專題回覆,感謝您的發問!附上連結,若還有問題請不吝提出,謝謝!
http://kawiski.blogspot.tw/2014/07/blog-post.html

Joseph 提到...

您好,您的資訊對RC新手有很大的幫助。
想請問,我有一台Xinxun SkyKing X39,原本的電池是650mAh(1S)。想加強續航力,所以自行購買1350mAh的電池(1S),且以iMax B6充電。
但當加油門時,馬達會愈轉愈快,但是快要起飛時就突然斷電停機。只要把電池分離再接上去,馬達還是可以起動,但是當油門加到某一程度時,又突然斷電。這樣的過程一直發生。
請問是什麼原因?

Irving 提到...

路過插個嘴,有些很差的或是嚴重老化的電池,大電流放電的狀況下,壓降幅度會很大,不過這個要跑放電圖才能確定

另外你的小四軸用的應是碳刷馬達,碳刷馬達機型不建議任意增加電池容量,原因有二:

1. 過重,增加馬達負荷
2. 過長運轉時間(雖然因為1的原因,這個狀況未必會出現)

兩個合在一起,最可能的結果就是馬達提早下課

一般對於碳刷四軸想要連續玩的建議,就是多買幾隻單機,輪流飛->冷卻->充電,對於單機長航程,無刷機種才是可行方向

Unknown 提到...

不同C數,新舊電池,實際上是不宜並聯充電.

關鍵在於"電池內阻",此一因素將令內阻小的電池會以你"意外大的C數"充電! 這會造成危險或壽命減額!!

即使狀況一樣,C數相同的電池,亦應適當減額充電為宜,小弟建議打八折!!

Kawiski 提到...

感謝各位的熱烈討論及建議,為專題提供了更深入的見解。

Unknown 提到...

謝謝你分享這些文章!!!有廣告會幫你點的

Kawiski 提到...

萬分感激!