【电路】-串并联的应用

以下是关于电池串联、并联，以及在电动车、新能源车中应用的详细介绍：
一、电池串联与并联的原理及特点
串联：把多个电池的正极与下一个电池的负极依次相连。
电压：总电压等于各单体电池电压之和，比如 4 节 3.7V 的锂电池串联，总电压就是 3.7×4 = 14.8V 。
容量：总容量和单个电池容量一致，例如 4 节 12Ah 的电池串联，总容量还是 12Ah 。
电流：串联后电路中电流处处相等，和单个电池放电电流相同 。
特点：能提升电压，为设备提供高电压输出，但对电池一致性要求高，若某一节电池性能下降，会影响整个电池组，且串联越多，电池失效导致电路中断的风险越大。
并联：将多个电池的正极、负极分别连接在一起。
电压：总电压与单个电池电压相同，如 4 节 12V 的电池并联，总电压依旧是 12V 。
容量：总容量是各单体电池容量之和，4 节 12Ah 的电池并联，总容量为 12×4 = 48Ah 。
电流：总电流是各电池输出电流之和 。
特点：可增加总电量、延长供电时间，还能减小内阻，但对电池一致性要求也高，不同品牌、新旧程度的电池混用，易出现充放电不均衡问题，且电路短路时破坏可能更大 。
二、电动车（含新能源车）电池的连接方式
纯电动车、新能源车（如插电混动、增程式等 ）的电池组，普遍是串联和并联相结合的方式，也就是先将若干单体电池串联成模组，再把多个模组进行串并联，组成完整电池包。
串联的必要性：车用驱动电机需要较高电压才能正常工作，比如常见的纯电动车驱动电机，工作电压可能在几百伏（如 200 - 800V ）。而单体锂电池（如三元锂、磷酸铁锂 ）的电压一般在 3 - 4V 左右，必须通过大量串联单体电池，才能达到驱动电机所需的高电压。例如，某车型用 3.7V 的三元锂电池，要获得约 400V 的系统电压，大概需要 100 多节单体电池串联 。
并联的必要性：仅串联的话，电池组容量有限，车辆续航里程短。通过并联多个电池模组（或单体 ），能增加总容量，提升车辆续航。比如把多个相同电压的电池模组并联，总容量叠加，让车辆能跑更远 。
三、串联与并联的应用场景
串联主导场景：对电压要求高、电流需求相对没那么大，且追求结构简单的设备。除了电动车的动力系统，像一些小型电动工具（高压款电动扳手等 ）、部分便携式电子设备的外接高压电池包（为满足特定高电压配件 ），还有早期一些需要高电压驱动的玩具（高压遥控车 ），会以串联为主构建电池组 。
并联主导场景：需要大电流输出、长时间稳定供电，且电压要求相对低的场景。比如 UPS 不间断电源（保障设备停电后短时间供电，需大电量、稳定电压 ）、太阳能路灯储能系统（白天充电、夜晚供电，要大容量存储电能 ）、低速短距离的小型电动车（如老年代步车，电压需求不高，侧重续航 ），常以并联或并串联结合但并联占主导的方式配置电池 。
串并联结合（电动车典型场景 ）：既要高电压驱动电机，又要大电量保证续航，还要兼顾电池组的可靠性、安全性。比如新能源车电池包，通过复杂的串并联设计，在车辆加速、爬坡时，能提供高电压、大电流输出；匀速行驶时，稳定供电保障续航，同时电池管理系统（BMS）监控每个单体电池状态，确保串并联的电池组安全、高效运行 。
总之，电池串联、并联各有特性，电动车、新能源车根据自身对电压、容量、性能的需求，采用串并联结合的方式，平衡电压、续航、安全等多方面要求，让车辆能稳定、高效运行 。