Ventaja de la batería en serie frente a la paralela en un producto portátil

La decisión de usar una entrada de voltaje en particular no se toma necesariamente en función del voltaje de suministro principal que se usa en un aparato.
Considere su pregunta sobre la computadora portátil ASUS:

Su entrada es de 19 V; un voltaje de suministro de computadora portátil bastante estándar, pero probablemente no se use para nada relacionado con computación interna o periféricos.

A 19 V y 45 W, puede esperar una corriente de línea máxima de aproximadamente 2,3 A.
@12 V, eso aumentaría a aproximadamente 3,75 A.
@5 V ... 9 A.
@3,7 V (voltaje de 1 celda) ... 12 A.
La pérdida de voltaje sería más crítica en los cables y conectores a voltajes más bajos, lo que el diseño general es mucho más desafiante. También es mucho más desafiante diseñar un cargador de batería interno, ya que ahora tiene que separar la entrada/batería al mismo voltaje con los FET para permitir que funcione un cargador SM.

Internamente, es posible que ni siquiera carguen las baterías a plena corriente cuando la computadora portátil está encendida al mismo tiempo para controlar tanto la disipación de energía dentro de la carcasa como la magnitud de la corriente en la línea de suministro de entrada. Puede ver en las especificaciones que el lado de cómputo/pantalla de la computadora portátil es solo de 5 a 7 W, según el uso de la pantalla (resolución/brillo).
La batería del ASUS es probablemente una batería de 4 celdas de 14,8 V con administración de capacidad activa pero sin equilibrio de celdas. No lo veo especificado, pero asumiría alrededor de 1 a 2 horas de tiempo máximo de carga para la batería, digamos 2C.

La mayoría de los diseños de referencia de Intel se basan en un suministro de 12 V (elementos informáticos de nivel central). Abandonar el diseño de referencia (que está completamente depurado) y diseñar una nueva forma de hacerlo sería una empresa arriesgada. Rara vez se ven OEM como ASUS, Apple o Microsoft alejarse de la plataforma de referencia en algo que no sea dispositivos periféricos.

Entonces, volviendo a su pregunta... ¿podría la computadora portátil funcionar con un paquete de baterías en paralelo de una sola celda?... seguro, pero sería significativamente más difícil diseñar el dispositivo.

Yo pondría las celdas en serie. El convertidor reductor se puede diseñar para que funcione bien en un rango de voltaje de entrada bastante grande, por lo que puede reducir las celdas a un voltaje tan bajo que no quede energía.

Con varias celdas en paralelo, me preocuparía un pequeño desajuste y una celda que intenta hacer retroceder a otras celdas cuando se supone que todo está apagado.

En general, un voltaje más alto con una corriente más baja es más fácil de manejar y tendrá menos pérdidas que un voltaje más bajo con una corriente más alta. Esto supone que todo tiene un voltaje "bajo", como menos de 20 V o al menos menos de 30 V. Preferiría no tener 100 V para controlar su dispositivo de 3,3 V, pero a 11 V versus 7,5 V, los 11 V es probablemente más fácil de usar de manera eficiente.

Un arreglo común, especialmente en aplicaciones de uso intensivo de energía como las CPU modernas, se denomina regulación de punto de carga .

Esto alimenta un voltaje más alto a una corriente más baja alrededor de pistas más delgadas en la placa principal para alimentar reguladores reductores en los lugares donde se necesitan voltajes más bajos. En ese punto, se convierte en un voltaje más bajo con una corriente más alta y rastros más gruesos.

Esto tiene la ventaja de que el enrutamiento de energía es más fácil, ocupa menos espacio para las trazas, las trazas son más delgadas y se reducen las pérdidas en el circuito de potencia.

Es exactamente la misma idea que tener líneas eléctricas de alto voltaje para transferir energía por todo el país y luego transformarla a voltajes más bajos para el consumo: menos pérdidas de transmisión y cables más delgados.

Y, por supuesto, para eso desea un voltaje más alto, no un voltaje más bajo. Así que empiezas con una disposición de batería de alto voltaje para hacerte la vida más fácil. Después de todo, aumentar a 12v desde 3.7v para luego volver a 3.3v o 1.8v sería un desperdicio.