Dubbele batterijen gebruiken (in serie of parallel) - Batterijveiligheid - Dampforum.nu
Tegenwoordig is het gebruik van meerdere batterijen in een mod geen uitzondering meer. Ruwweg is het zo dat elke batterij het totale vermogen en de totale capaciteit met bijna 100% verhoogt. Het maakt daarbij niet uit of ze in serie (gestackt) of parallel geschakeld zijn. Wel zorgen beide configuraties op een andere manier voor de toename van capaciteit en vermogen.
Bij het mechanisch dampen is het sterk aan te raden kennis te hebben over batterijveiligheid.
Parallel geschakelde batterijen
Parallel geschakelde batterijen geven ruwweg het dubbele aan capaciteit (meer info: Batterijcapaciteit (mAh)). Ze zullen ook de stroom die de mod vraagt, de Ampères, met hun tweeën delen. Ook de continue Ampèrelimiet wordt daardoor zo goed als verdubbeld (meer info: Ampèrelimiet). In deze configuratie blijft het voltage op 4,2 Volt.
Series geschakelde batterijen (of gestackte batterijen)
Wanneer twee batterijen in serie worden geplaatst zal het voltage verdubbelen. Hierin schuilt een potentiëel gevaar bij verkeerd gebruik: bij een verdubbeling aan voltage, verdubbelt volgens de wet van Ohm ook de vraag naar Ampères. Het wattage dat daarmee potentiëel door de coil gegenereerd wordt, is liefst vier maal zo groot (!) als bij een enkele batterij of twee parallel geschakelde batterijen. Dit terwijl het aantal Ampère dat maximaal geleverd kan worden (de Ampèrelimiet) niet verdubbelt en gelijjk blijft. Goed opletten dus bij dergelijke configuraties!
Niet alleen de Ampèrelimiet blijft in deze configuratie gelijk; ook de batterijcapaciteit (de mAh) wijzigt niet. Toch gaan twee in serie geschakelde batterijen bij eenzelfde wattage langer mee dan een enkele batterij. Door de verdubbeling in voltage moet immers de hoeveelheid Ampère worden gehalveerd om op hezelfde wattage uit te komen.
Eenvoudig gezegd: de stroom is twee keer zo sterk en dus heeft de coil daar maar ongeveer de helft van nodig om dezelfde inspanning te kunnen leveren.
meer informatie: Theorie achter het paren van batterijen
Belangrijk: veiligheidsmarge
De interne weerstand zorgt er voor dat bij parallel geschakelde batterijen de maximale continue Ampèrelimiet niet exact verdubbeld wordt. Het is daarom verstanding een veiligheidsmarge van ongeveer 85% aan te houden. Die bereken je als volgt:
( 2x de maximale continue Ampèrelimiet van het type batterij ) x 0.85
Bijvoorbeeld 2 Samsung 25R's: ( 2 x 25 Ampère ) x 0.85 = 42.5 Ampère
Dit geldt ook voor batterijen in serie. Alleen kun je dan de maximale continue Ampère limiet niet optellen:
( De maximale continue Ampère limiet van het type batterij ) x 0.85
Bijvoorbeeld 2 Samsung 25R's: 25 Ampère x 0.85 = 21.25 Ampère
Er zijn meters die de interne weerstand van een batterij kunnen meten (meer info: Meetapparatuur).
Rekenvoorbeelden voor mechanische mods
Deze rekenvoorbeelden zijn vooral interessant voor gebruikers van mechanische mods. Een gereguleerde mod doet het meeste rekenwerk immers al voor je. De voorbeelden zijn bedoeld om het verschil in waarden en prestaties te schetsen tussen een enkele batterij, in serie geschakelde batterijen en parallel geschakelde batterijen.
De voorbeelden gaan uit van volle 18650 batterijen (4,2 Volt).
Enkele batterij, 1 Ohm coil
Ampère = Volt / Weerstand --> 4.2 Volt / 1 Ohm = 4.2 Ampère aan belasting.
Watt = Volt x Ampère --> 4.2 Volt x 4.2 Ampère (de uitkomst van de vorige som) = 17.64 Watt
Deze opstelling zal dus 4.2 Ampère van de enkele batterij vragen en 17.64 Watt vermogen aan de coil leveren.
Batterijen in parallel, 1 Ohm coil
Voor twee batterijen in parallel is de berekening exact hetzelfde als voor een enkele batterij. Het voltage en de weerstand blijven gelijk, en dus is de belasting in Ampère hetzelfde. En dat levert ook hetzelfde wattage op. Het verschil zit 'm erin dat in dit geval de stroom door twee batterijen wordt geleverd. Beide batterijen leveren dus elk de helft van de 4,2 = 2,1 Ampère.
Stel nu dat de batterijen een Ampèrelimiet van 5A hebben (meer info: Ampèrelimiet). Dan zitten we met een enkele batterij al dicht tegen die Ampèrelimiet aan (4.2 Ampère), maar bij parellel geschakelde batterijen (4.2 Ampère / 2 batterijen = 2.1 Ampère per batterij) hebben we nog veiligheidsmarge over. Zodoende kun je met parallel geschakelde batterijen veiliger coils met een lage weerstand gebruiken.
Enkele batterij, 0.5 Ohm coil
Ampère = Volt / Weerstand --> 4.2 Volt / 0.5 Ohm = 8.4 Ampère aan belasting.
Watt = Volt x Ampère --> 4.2 Volt x 8.4 Ampère (de uitkomst van de vorige som) = 35.28 Watt
Deze opstelling zal dus 8.4 Ampère van de enkele batterij vragen, wat ruim boven de Ampèrelimiet van 5 uit dit voorbeeld is. Deze configuratie is dus niet veilig.
Batterijen in parallel, 0.5 Ohm coil
De berekening is weer hetzelfde als de berekening voor een enkele batterij, maar nu wordt de gevraagde hoeveelheid Ampère over twee batterijen verdeeld. Elk moet 4.2 A leveren. Dat is onder de Ampère limiet van 5 en dus is deze configuratie wel veilig.
Batterijen in serie, 1 Ohm coil
Ampère = Volt / Weerstand --> 8.4 Volt / 1 Ohm = 8.4 Ampère aan belasting.
Watt = Volt x Ampère --> 8.4 Volt x 8.4 Ampère (de uitkomst van de vorige som) = 70.56 Watt
Deze opstelling zal dus 8.4 Ampère van de batterijen vragen en 70.56 Watt vermogen aan de coil leveren.
Stel dat we dezelfde batterij met een Ampèrelimiet van 5A gebruiken, dan is deze configuratie niet veilig. Twee batterijen in serie geschakeld blijven een Ampèrelimiet van 5 Ampère houden, de last wordt niet verdeeld over twee batterijen. En 8.4 is ruim boven de Ampèrelimiet. Je moet dus batterijen met een hogere limiet kiezen, of de weerstand van je coil verhogen.
Batterijen in serie, 2 Ohm coil
Ampère = Volt / Weerstand --> 8.4 Volt / 2 Ohm = 4.2 Ampère aan belasting.
Watt = Volt x Ampère --> 8.4 Volt x 4,2 Ampère (de uitkomst van de vorige som) = 35.28 Watt
De rekenvoorbeelden hierboven zijn belangrijk om door te nemen wanneer je van plan bent om dergelijke configuraties mechanisch, dus zonder elektronische beveiliging, te gaan gebruiken.
Parallel geschakelde batterijen:
Parallel geschakelde batterijen zijn vooral handig om de damptijd (mAh) te verlengen. In mech mods is een parallel setje bij lagere weerstanden (Ohms) veiliger dan een enkele batterij. Parallel geschakelde batterijen zullen ook langer en stabieler op het nominale voltage presteren. Dat is het voltage waarop batterijen het langst blijven werken, bij Li-Ion is dat 3.7V. Een enkele batterij zal vooral bij zware belasting al snel onder dat nominale voltage duiken, zelfs als hij nog redelijk vol geladen is.
Series geschakelde batterijen:
Series geschakelde batterijen zijn met name geschikt voor coils met een relatief hoge weerstand. Dit maakt het mogelijk om coils met een (zeer) groot verdampingsoppervlak te maken. Bij serie geschakelde batterijen hebben deze grote coils minder opwarmtijd nodig dan bij enkele en parallel geschakelde batterijen. Ook zullen in serie geschakelde batterijen niet snel 'zwak' aanvoelen omdat ze te weinig voltage hebben.
Raycoupe 4498
In een lopend draadje (met verwijzing naar batterijen in de wiki) had ik commentaar op het ontbreken van het noemen van het verschil tussen mech en gereguleerde mods (t.a.v. parallel of serie batterijen) en de genomen waardes bij het berekenen van veilige marges voor batterijen.
Meeste dampers zoeken de juiste batterijen bij de gereguleerde mods en verdwalen in verhalen die opgaan voor mechmods.