Соединение аккумуляторов последовательно и параллельно: Как правильно соединять аккумуляторы последовательно и параллельно

В чем разница между последовательным подключением батарей и батареями. Параллельно?

Основным отличием последовательного подключения аккумуляторов от параллельного является влияние на выходное напряжение и емкость аккумуляторной системы. Аккумуляторы, соединенные последовательно, будут суммировать напряжения. Аккумуляторы, подключенные параллельно, будут суммировать их емкости (измеренные в ампер-часах).Однако общая доступная энергия (измеряемая в ватт-часах) в обеих конфигурациях одинакова.

Например, при последовательном подключении двух 12-вольтовых батарей емкостью 100 Ач на выходе будет 24 В при емкости 100 Ач. При параллельном подключении тех же двух батарей на выходе будет 12 вольт емкостью 200 Ач. Таким образом, обе системы имеют общую доступную энергию 240 ватт-часов (ватт-часы = вольт x ампер-часы).

Кроме того, батареи, подключенные последовательно и параллельно, должны иметь одинаковые номинальное напряжение и емкость.Смешивание и согласование напряжений и мощностей может привести к проблемам, которые могут повредить ваши батареи.

Подключение аккумуляторов серии

Чтобы подключить несколько батарей последовательно, подключите положительную клемму каждой батареи к отрицательной клемме следующей. Затем измерьте общее выходное напряжение системы между отрицательной клеммой первой батареи и положительной клеммой последней батареи в серии. Давайте рассмотрим два примера, чтобы прояснить это.

Первый пример — две последовательно соединенные батареи по 100 Ач.Как видите, положительная клемма первой батареи соединена с отрицательной клеммой второй. Таким образом, общее напряжение системы составляет 24 вольта, а общая емкость — 100 Ач.

Второй пример подключен таким же образом, но с третьей батареей. Напряжения всех трех аккумуляторов складываются, в результате получается напряжение в системе 36 вольт, но емкость остается на уровне 100 Ач.

Мощность, потребляемая устройством, равна его рабочему напряжению, умноженному на потребляемый им ток.Например, устройство на 360 Вт, работающее от 12 вольт, потребляет 30 ампер (12 x 30 = 360). То же устройство, работающее от 24 вольт, потребляет только 15 ампер (24 x 15 = 360).

Последовательное подключение батарей обеспечивает более высокое напряжение в системе, что приводит к более низкому току в системе. Меньший ток означает, что вы можете использовать более тонкую проводку и уменьшите падение напряжения в системе.

Зарядка работает так же, как и потребляемая мощность. Рассмотрим контроллер заряда солнечной батареи MPPT, рассчитанный на 50 ампер.Контроллер 50A x 12V может обрабатывать только 600 Вт солнечной энергии, но при 24Vx50A он может обрабатывать 1200 Вт!

В целом, при работе с более крупными энергосистемами можно увидеть большие преимущества в последовательном включении аккумуляторов при более высоких напряжениях.

В системе батарей, соединенных последовательно, вы не можете получить более низкое напряжение от батарейного блока без использования преобразователя. Либо все оборудование должно работать при более высоком напряжении, либо требуется дополнительный преобразователь для использования в системе устройств на 12 В.

Подключение аккумуляторов параллельно

Чтобы подключить несколько батарей параллельно, необходимо соединить все положительные клеммы вместе и все отрицательные клеммы. Поскольку все положительные и отрицательные клеммы подключены, вы можете измерить выходное напряжение системы на любых двух положительных и отрицательных клеммах батареи. Давайте рассмотрим два примера, чтобы прояснить это.

Первый пример — две батареи по 100 Ач, подключенные параллельно. Положительная клемма первой батареи подключена к положительной клемме второй.Таким же образом подключаются отрицательные клеммы обеих батарей. Общее напряжение в системе составляет 12 вольт, а общая емкость — 200 Ач.

Второй пример подключен таким же образом, но с третьей батареей. Емкости всех трех аккумуляторов в сумме дают общую емкость 300 Ач при 12 вольт.

Основным преимуществом параллельного подключения батарей является то, что вы увеличиваете доступное время работы вашей системы, сохраняя при этом напряжение.Поскольку емкости в ампер-часах складываются, две последовательно соединенные батареи удваивают время автономной работы, три батареи — втрое и т. Д.

Еще одно преимущество параллельного подключения батарей состоит в том, что если одна из ваших батарей разрядится или возникнет проблема, оставшиеся батареи в системе все равно будут обеспечивать питание.

Главный недостаток параллельного подключения батарей по сравнению с последовательным состоит в том, что напряжение в системе будет ниже, что приведет к более высокому потреблению тока.Более высокий ток означает более толстые кабели и большее падение напряжения. Более мощные электроприборы и генераторы сложнее в эксплуатации и менее эффективны при работе при более низких напряжениях.

Сколько батарей можно подключить последовательно?

Ограничение количества батарей, которые вы можете подключить последовательно, обычно зависит от батареи и производителя. Например, Battle Born позволяет подключать до четырех литиевых батарей последовательно для создания 48-вольтовой системы. Всегда уточняйте у производителя батареи, не превышаете ли вы рекомендуемый лимит батарей в серии.

Сколько батарей можно подключить параллельно?

Нет ограничений на количество батарей, которые вы можете подключить параллельно. Чем больше батарей вы добавите в параллельную цепь, тем больше будет у вас емкости и продолжительнее время работы. Имейте в виду, что чем больше батарей у вас параллельно, тем больше времени потребуется для зарядки системы.

При использовании очень больших параллельных батарейных блоков гораздо более высокая доступность по току. Это означает, что правильное предохранение системы критически важно для предотвращения случайных коротких замыканий, которые могут иметь катастрофические последствия при наличии такого большого тока.

Можно ли подключить батареи последовательно и параллельно?

Вы не можете соединить одни и те же батареи последовательно и параллельно, как закорачиваете систему, но вы можете соединить наборы батарей последовательно и параллельно, чтобы создать больший блок батарей при более высоком напряжении.

На фото ниже две батареи соединены последовательно, чтобы получить 24 В, затем этот набор подключается параллельно другому набору батарей на 24 В. Думайте о каждом наборе последовательных батарей как об одной батарее. Вы должны «создать» еще один набор батарей, равный напряжению первой, чтобы соединить их параллельно.

Вот еще один рисунок наших нагретых литиевых батарей, соединенных последовательно-параллельной конфигурацией. Эта установка даст банк 24V 200AH. Хотя ампер-час меньше, мощность такая же из-за более высокого напряжения.

Зарядка аккумуляторов в серии Vs. Параллельный

Помимо проверки правильности напряжения зарядного устройства, последовательно и параллельно заряжаются батареи одинаково. Для аккумуляторов, соединенных последовательно, подключите положительный кабель зарядного устройства к положительной клемме первой батареи в серии, а отрицательный кабель зарядного устройства — к отрицательной клемме последней батареи в серии.Поскольку параллельно подключенные аккумуляторы имеют свои положительные и отрицательные клеммы на всем блоке, просто подключите положительный кабель зарядного устройства к любой из положительных клемм аккумулятора, а отрицательный кабель зарядного устройства — к отрицательной клемме той же батареи.

Опционально, зарядное устройство для нескольких батарей может обеспечить более быстрое время зарядки для последовательных и параллельных батарей. Как всегда, обратитесь к рекомендации производителя, чтобы узнать, как лучше всего зарядить батареи.

➡ Также не забудьте прочитать нашу статью «Зарядка литиевых батарей: основы».

Часто задаваемые вопросы: дольше работают батареи при последовательном или параллельном подключении?

обеспечивают более высокое напряжение, что немного более эффективно. Это означает, что батареи, соединенные последовательно, могут работать немного дольше, чем батареи, соединенные параллельно. Однако батареи, подключенные последовательно или параллельно, обеспечат примерно одинаковое время работы. Давайте посмотрим на небольшой пример, который объясняет, почему это правда.

Две 12-вольтовые батареи емкостью 100 Ач питают 240-ваттное устройство.Эти две батареи, соединенные последовательно, обеспечат 24 В и емкость 100 Ач. Потребляемый ток устройства составляет десять ампер (24 x 10 = 240). Теоретическое время работы последовательной системы составляет 100 Ач, разделенные на десять ампер, что составляет десять часов.

И наоборот, те же две батареи, подключенные параллельно, обеспечивают 12 В и емкость 200 Ач. Потребляемый устройством ток в этой настройке составляет 20 ампер (12 x 20 = 240). Теоретическое время работы параллельной системы составляет 200 Ач, разделенных на 20 ампер, что также составляет десять часов.

Батареи в серии Vs. Параллель: что вам подходит?

Выбор между последовательным или параллельным подключением батарей часто диктуется потребностями устройств, которые вы запитываете. Для обычных лодок и жилых автофургонов параллельная разводка аккумуляторов обеспечивает простейшую разводку и общее напряжение, однако для больших приложений мощностью более 3000 Вт использование последовательного соединения с более высоким напряжением может быть лучшим вариантом. Теперь, когда вы понимаете, как работает каждая конфигурация проводки, вы можете выбрать лучший вариант для своих нужд и уверенно действовать.

Хотите узнать больше об электрических системах и литиевых батареях?

Мы знаем, что строительство или модернизация электрической системы может оказаться сложной задачей, поэтому мы здесь, чтобы помочь. Наши специалисты по продажам и обслуживанию клиентов из Рино, штат Невада, готовы ответить на ваши вопросы по телефону (855) 292-2831!

Кроме того, присоединяйтесь к нам в Facebook, Instagram и YouTube, чтобы узнать больше о том, как системы с литиевыми батареями могут способствовать вашему образу жизни, увидеть, как другие построили свои системы, и обрести уверенность, чтобы выйти и остаться там.

Присоединяйтесь к нашему списку контактов

, параллельное и последовательно-параллельное соединение аккумуляторов

Серия

Кто-то может подумать, какова цель последовательного, параллельного или последовательно-параллельного соединения батарей или какая конфигурация является правильной для зарядки накопителя, системы аккумуляторных батарей, автономной системы или установки солнечных панелей.Ну, это зависит от требований системы, то есть увеличения напряжения путем последовательного соединения батарей, ампер-часов батареи (поскольку батареи рассчитаны в Ач, а не в амперах) или просто тока или мощности батарей путем подключения батарей параллельно или последовательно. параллельно поддерживать систему в соответствии с вашими потребностями. Если вам нужно знать, как это сделать, прочтите следующее пошаговое руководство по конфигурации первичных (неперезаряжаемых, например, элементы AAA) и вторичных (перезаряжаемых, например, свинцово-кислотных, никель-кадмиевых, никель-металлогидридных, литий-ионных и т. Д.) Батарей.

Мы получили несколько сбивающих с толку схем по этой теме, и они спрашивают, подключены ли батареи последовательно, параллельно или последовательно-параллельно и к какому из них они подходят ?. Итак, мы подробно обсудим последовательное, параллельное и последовательно-параллельное соединение батарей со схемами и приложениями.

А теперь приступим…

Существует три основных типа подключения батарей .

1. Соединение серии
2. Параллельное соединение
3. Последовательно-параллельное соединение

Нажмите на изображение для увеличения

Ниже приводится подробная информация о каждом соединении.

Серия

Если мы подключим положительный (+) полюс батареи к отрицательному (-), а отрицательный — к положительному полюсу, как показано на рисунке ниже, то конфигурация батарей будет последовательной.

Полезно знать:

При последовательном соединении батарей ток в каждом проводе или секции одинаков, а напряжение разное, т.е. напряжения складываются, например

V ₁ + V ₂ + V ₃ ….Vn

На рисунке ниже две батареи по 12 В, 200 Ач соединены последовательно. Таким образом, общий эффективный ампер-час (Ач) будет таким же, пока напряжение является аддитивным.

т.е.

= 12 В + 12 В = 24 В, 200 Ач

Щелкните изображение, чтобы увеличить

Когда вам необходимо удвоить уровень напряжения в соответствии с потребностями вашей системы, сохраняя при этом ту же емкость или номинальную емкость в ампер-часах (Ач) батарей.

Например, если у вас есть две батареи на 12 В по 200 Ач, и вам нужна система на 24 В. для установки. Просто подключите обе батареи последовательно, чтобы получить 24 В и одинаковый номинал в ампер-часах, то есть 200 Ач.

Имейте в виду, что при последовательном подключении аккумуляторная батарея разряжается медленнее, чем при параллельном подключении аккумуляторов.

Вы можете сделать это с любым количеством батарей, т.е. получить 36 В, 48 В, 72 В постоянного тока и т. Д., Подключив батареи последовательно.

Эта система используется в различных установках солнечных батарей и других приложениях.

Если соединить положительный полюс (+) аккумулятора с положительным полюсом, а отрицательный (-) — с отрицательным. Тогда конфигурация батарей будет параллельной.

Полезно знать:

При параллельном подключении напряжение будет одинаковым в каждом проводе или секции, а ток будет другим, т.е. ток будет аддитивным.

например

I ₁ + I ₂ + I ₃ … + In

На рисунке ниже две батареи на 12 В, 200 Ач подключены параллельно.Таким образом, полное эффективное напряжение будет таким же, пока ампер-час добавляется.

т.е.

= 200 Ач + 200 Ач = 400 Ач, 12 В.

Нажмите, чтобы увеличить

Когда вам нужно удвоить емкость аккумулятора или номинальную мощность в ампер-часах (Ач) в соответствии с потребностями вашей системы, сохраняя при этом тот же уровень напряжения.

Например, если у вас есть две батареи на 12 В по 200 Ач и вам нужна система 12 В. для установки.Просто подключите обе батареи параллельно, при этом общая емкость батареи будет 400 Ач и будет иметь одинаковый уровень напряжения, то есть 12 В.

Имейте в виду, что при параллельном подключении аккумуляторы быстро разряжаются по сравнению с последовательным подключением аккумуляторов.

Это можно сделать с любым количеством аккумуляторов, т.е. получить тот же уровень напряжения, увеличивая при этом емкость аккумулятора в ампер-часах при параллельном подключении аккумуляторов.

Эта система используется в различных установках солнечных батарей и других приложениях.

Если мы соединим две пары из двух батарей последовательно, а затем соединим эти последовательно соединенные батареи параллельно, то такая конфигурация батарей будет называться последовательно-параллельным соединением батарей.

Другими словами, это последовательная или параллельная цепь, но известная как последовательно-параллельная цепь. Некоторые компоненты включены последовательно, а другие — параллельно или по сложной схеме из последовательно и параллельно соединенных устройств и батарей.

Связанное сообщение:

На рисунке ниже.

Шесть (6) аккумуляторов на 12 В, 200 Ач каждая, подключены в последовательно-параллельной конфигурации.

т.е.

• B ₁ и B ₂ последовательно… 12В + 12В = 24В, 200Ач… Последовательное соединение
• B ₃ и B ₄ последовательно… 12В + 12В = 24В, 200Ач… Последовательное соединение
• B ₅ и B ₆ последовательно… 12В + 12В = 24В, 200Ач… Последовательное соединение

И затем пара этих батарей включается параллельно i.е. два параллельных комплекта из трех батарей соединены последовательно.

т.е.

Установить 1 = B ₁ , B ₃ , B ₅ = Серия

Установить 2 = B ₂ , B ₄ , B ₆ = Серия

А затем,

Set 1 и Set 2 = параллельно.

Таким образом, эффективное напряжение и ампер-час будут равны

Ампер-час (Ач) = 200 Ач + 200 Ач + 200 Ач = 600 Ач

Напряжение = 12 В + 12 В = 24 В.(Параллельное соединение)

Щелкните изображение, чтобы увеличить

Калькуляторы, относящиеся к батареям:

Когда вам нужно удвоить емкость аккумулятора или номинальное значение в ампер-часах (Ач), а также напряжение аккумуляторов в соответствии с потребностями вашей системы.

Например, если у вас шесть батарей на 12 В, 200 Ач в час, и для установки вам потребуется емкость 600 Ач и система на 24 В.Теперь у вас есть два набора из трех батарей, просто подключите два набора из трех аккумуляторов последовательно, а затем подключите два набора параллельно (как показано на рис. Выше), при этом общая емкость аккумулятора будет 600 Ач, а уровень напряжения — 24 В.

Это можно сделать с любым количеством аккумуляторов, т.е. получить разный уровень напряжения, а также увеличить емкость аккумулятора в ампер-часах при последовательно-параллельном соединении аккумуляторов.

Эта система используется в различных установках солнечных батарей и других приложениях.

В приведенной ниже таблице показаны основные различия между последовательным и параллельным подключением.

Щелкните изображение, чтобы увеличить

Предупреждение и инструкции:

• Никогда не закорачивайте или не касайтесь положительной (+) клеммы батареи отрицательной (-) клеммой батареи, чтобы избежать короткого замыкания, повреждения, травм, взрыва или пожара.
• Всегда подключайте аккумулятор одинакового уровня напряжения и емкости, чтобы избежать проблем с зарядкой и сокращения срока службы аккумулятора.
• Не путайте (это может быть опасно) со сложной разводкой и подключением аккумуляторов последовательно-параллельно. Всегда делайте правильные расчеты и делайте схемы и схемы соединений батарейных блоков, прежде чем применять их на практике, чтобы быть в безопасности.
• Особое внимание следует уделять полярности при зарядке аккумуляторных батарей, чтобы избежать короткого замыкания и возникновения опасных ситуаций.
• Когда аккумулятор полностью зарядится, снимите зарядное устройство, чтобы избежать перегрева (в случае неавтоматического зарядного устройства или контроллера заряда).
• Всегда заряжайте аккумулятор при комнатной температуре.
• Не пытайтесь заряжать основные элементы. т.е. не заряжайте неперезаряжаемые батареи.
• Отсоедините аккумулятор от подключенной нагрузки, если он больше не используется, чтобы избежать коррозии и утечки.
• Отключите источник заряда аккумулятора и нагрузку перед подключением или отключением клемм.

Сопутствующие батареи Подключения и инструкции по подключению:

Как: параллельное, последовательное или оба соединения батарей

Подключение кабелей батареи

Кабели, соединяющие ваши батареи вместе, играют важную роль в работе вашего батарейного блока. Выбор правильного размера (диаметра) и длины кабеля важен для общей эффективности. Слишком маленькие или излишне длинные кабели приведут к потере мощности и увеличению сопротивления.

При подключении батарей последовательно или параллельно или последовательно / параллельно кабели между каждой батареей должны быть одинаковой длины. Как вы можете видеть на схемах выше, все короткие кабели, соединяющие батареи, имеют одинаковую длину, а все длинные кабели — одинаковой длины. Это связывает батареи вместе с одинаковым сопротивлением кабеля, гарантируя, что все батареи в системе работают одинаково вместе.

Особое внимание следует также обратить на то, где основные системные кабели подключаются к батарейному блоку.Чаще всего системные кабели, питающие нагрузки, подключаются к первой или «самой простой» аккумуляторной батарее в банке, что приводит к снижению производительности и снижению срока службы. Эти основные системные кабели, которые проходят к вашему распределению постоянного тока (нагрузки), должны быть подключены через всю батарею, как показано на схемах выше. Это гарантирует, что весь аккумуляторный блок будет заряжаться и разряжаться одинаково, обеспечивая оптимальную производительность.

Основные системные кабели и кабели, соединяющие батареи, должны быть достаточного размера (диаметра), чтобы выдерживать общий ток системы.Если у вас есть большое зарядное устройство или инвертор, вы хотите убедиться, что кабели способны выдерживать потенциально большие токи, которые генерируются или потребляются этим оборудованием, а также всеми другими вашими нагрузками.

Батареи соединены последовательно для получения более высокого напряжения, например 24 или даже 48 Вольт. Положительный полюс каждой батареи соединяется с отрицательным полюсом следующей, с отрицательным полюсом первой батареи и положительным полюсом последней батареи, подключенной к системе.Показанный тип схемы представляет собой банк на 24 В, 120 Ач.

Параллельное соединение

Параллельное соединение включает соединение плюсовых полюсов нескольких батарей друг с другом и одинаковых с минусовыми полюсами. Затем к системе подключаются плюс первой батареи и минус последней батареи. Этот тип устройства используется для увеличения емкости (в данном случае 12v 240Ah).

/ Параллельное соединение

Комбинация последовательного и параллельного подключения требуется, если вам, например, требуется набор батарей на 24 В с большей емкостью.Затем аккумулятор необходимо подключить к системе с помощью плюсового полюса первого и минусового полюса последнего аккумулятора. Показанный тип схемы представляет собой банк на 24 В, 240 Ач.

Размер кабеля

В независимой энергосистеме вы обычно найдете систему инвертора и зарядного устройства, работающую на общую цель — обеспечение энергией. То, что связывает каждый из них вместе, — это кабели для подачи питания на батареи или от распределительных устройств постоянного тока. К сожалению, наиболее распространенной ошибкой при установке является недостаточный размер кабелей, идущих к нагрузке / с или от источников подзарядки.

Правильная установка — это прежде всего вопрос выбора кабеля, соответствующего его задаче, использования правильных инструментов для крепления клемм и обеспечения адекватной защиты от сверхтоков с помощью предохранителей и автоматических выключателей.

Подобрать размер кабеля достаточно просто. Это функция длины кабеля (измерение от источника питания до прибора и обратно) и тока (силы тока), протекающего по нему. Это можно найти, проверив этикетку на приборе в цепи или в листе технических характеристик прибора.Чем длиннее кабель или чем выше сила тока, тем больше должен быть кабель, чтобы избежать недопустимых потерь напряжения. И всегда должен быть достаточный запас прочности, потому что прибор может фактически использовать больший ток, чем тот, на который он рассчитан, из-за тепла, низкого напряжения, дополнительной нагрузки и других факторов.

Для цепей 12 В соотношение между длиной кабеля, током и размером кабеля приведено в таблице ниже. Обратите внимание, что у вас есть два типа цепей: критический и некритический.«Критическая» схема основана на потере напряжения в кабеле 3%, а «некритическая» схема основана на потере напряжения 10%. Это означает, что когда цепь полностью загружена (т. Е. Работает при номинальной силе тока), напряжение на приборе будет на 3% или 10% ниже, чем на батарее. Например, если аккумулятор на 12,6 Вольт, прибор будет видеть 12,2 В (потеря 3%) или 11,34 В (потеря 10%).

Многие приборы (особенно осветительные приборы) будут нормально работать с потерей напряжения 10%, но другие особенно чувствительны к таким потерям (особенно схемы зарядки и инвертора, а также некоторые электродвигатели).В целом, учитывая суровые реалии жилых автофургонов и морской среды, при выборе кабелей лучше использовать таблицу падения напряжения 3%, а не таблицу 10%. Если размер кабеля незначительно превышает размер кабеля, потери в производительности никогда не будет; всегда есть ухудшение производительности (и, возможно, угроза безопасности), если он слишком мал.

Заземляющий (отрицательный) кабель является такой же частью цепи, как и положительный кабель; он должен быть такого же размера. В общем, каждый прибор должен питаться от распределительной панели с помощью собственных положительных и отрицательных кабелей, хотя в цепях освещения иногда используются общие кабели питания и заземления для питания нескольких источников света (в этом случае кабели питания должны быть рассчитаны на общую нагрузку. всех огней).

Для систем на 24 В размер кабеля вдвое меньше, чем у системы на 12 В.

Всегда читайте рекомендации по продуктам или уточняйте у своего поставщика, чтобы точно знать, какой размер кабеля требуется для ваших продуктов.

Таблица кабелей Enerdrive. Таблица размеров кабелей используется путем перемещения по верхнему ряду до тех пор, пока не будет найден столбец с соответствующей силой тока, а затем перемещения вниз по левому столбцу до тех пор, пока не будет достигнута строка с соответствующим расстоянием. Цветовая кодировка в основной части таблицы на пересечении этой строки и столбца — это размер провода.Сравните это с таблицей преобразования кабелей, чтобы узнать, какой размер кабеля использовать.

AWG (American Wire Gauge) используется в качестве стандартного метода обозначения диаметра провода, измерения диаметра проводника (неизолированного провода) с удаленной изоляцией. AWG иногда также называют калибром проводов Брауна и Шарпа (B&S). Большинство австралийских автоэлектриков используют шкалу B&S.

Также представлена ​​таблица преобразования из AWG / B & S в мм². В этой таблице приведены перекрестные ссылки ближайших эквивалентных размеров между метрическими и американскими размерами проводов.В Европе и Австралии сечения проводов выражаются в площади поперечного сечения в мм².

Другие важные моменты, которые следует учитывать при электромонтаже лодок или домов на колесах:

• Все контуры должны быть как можно выше без соединений в трюмных водах или в местах с повышенной влажностью или вблизи них.
• Все кабельные наконечники должны быть хорошо обжаты и НЕ припаяны
• По возможности в морской среде предпочтительно использовать луженый кабель
• Используйте кабель витой пары для любой проводки в пределах 1 м от компаса.
• Никогда не подключайтесь к существующим цепям при установке нового оборудования; проложите новый дуплексный кабель подходящего размера (положительный и отрицательный кабель в общей оболочке) от распределительной панели (или источника питания) к устройству.
• Рекомендуется промаркировать все кабели на обоих концах, и вы должны держать на борту обновленный план электромонтажа, чтобы облегчить поиск и устранение неисправностей в будущем.
• Каждая цепь должна иметь независимый заземляющий кабель, и все заземляющие кабели в конечном итоге должны быть привязаны к общей точке заземления / шине, которая заземлена на минус батареи; если необходимо избежать разрушительного блуждающего тока, это единственная точка, в которой заземления должны быть соединены между собой.
• Кабели должны поддерживаться не менее чем через каждые 450 мм, кроме кабелепровода.
• Хотя черный цвет часто используется для отрицательного напряжения постоянного тока, он также используется для токоведущего провода в цепях переменного тока в США. Это означает, что существует вероятность опасной путаницы. Проводка постоянного и переменного тока должна быть разделена; если они должны работать в одной связке, один или другой должны быть в оболочке, чтобы поддерживать разделение и гарантировать безопасность.
• Обязательно изолируйте батареи перед работой с системой постоянного тока и в целях безопасности отключите все потенциальные источники питания переменного тока (береговое питание и встроенный генератор переменного тока или инвертор).

BU-302: последовательная и параллельная конфигурации батарей

BU-302: Configuraciones de Baterías en Serie y Paralelo (Español)

Батареи достигают желаемого рабочего напряжения путем последовательного соединения нескольких ячеек; каждая ячейка складывает свой потенциал напряжения, чтобы получить общее напряжение на клеммах. Параллельное соединение обеспечивает более высокую мощность за счет суммирования общего ампер-часа (Ач).

Некоторые блоки могут состоять из комбинации последовательного и параллельного подключения. Аккумуляторы для ноутбуков обычно имеют четыре литий-ионных элемента 3,6 В последовательно для достижения номинального напряжения 14,4 В и два параллельно для увеличения емкости с 2400 мАч до 4800 мАч. Такая конфигурация называется 4s2p, что означает четыре ячейки последовательно и две параллельно. Изоляционная фольга между ячейками предотвращает электрическое короткое замыкание проводящей металлической оболочкой.

Большинство типов батарей подходят для последовательного и параллельного подключения.Важно использовать батареи одного типа с одинаковым напряжением и емкостью (Ач) и никогда не смешивать батареи разных производителей и размеров. Более слабая ячейка вызовет дисбаланс. Это особенно важно в последовательной конфигурации, потому что мощность аккумулятора определяется самым слабым звеном в цепи. Аналогия — это цепочка, звенья которой представляют последовательно соединенные элементы батареи ( Рисунок 1 ).

Слабая ячейка может не сразу выйти из строя, но при нагрузке будет разряжена быстрее, чем сильные. При зарядке аккумулятор с низким уровнем заряда заполняется раньше, чем с высоким уровнем заряда, потому что его нужно заполнить меньше, и он остается в избыточном заряде дольше, чем другие. При разряде слабая ячейка опорожняется первой, и ее забивают более сильные братья.Ячейки в групповых упаковках должны быть согласованы, особенно при использовании под большими нагрузками. (См. BU-803a: Несоответствие ячеек, балансировка).

Одноэлементная конфигурация представляет собой простейший аккумуляторный блок; элемент не требует согласования, и схема защиты на небольшом литий-ионном элементе может быть простой. Типичными примерами являются мобильные телефоны и планшеты с одним литий-ионным аккумулятором 3,60 В. Одноэлементный элемент также используется в настенных часах, в которых обычно используются щелочные элементы на 1,5 В, наручные часы и резервное копирование памяти, большинство из которых являются приложениями с очень низким энергопотреблением.

Номинальное напряжение аккумуляторной батареи на никелевой основе составляет 1,2 В, щелочной — 1,5 В; оксид серебра составляет 1,6 В, а свинцово-кислотный — 2,0 В. Первичные литиевые батареи находятся в диапазоне от 3,0 до 3,9 В. Литий-ионный — 3,6 В; Li-фосфат — 3,2 В, а литий-титанат — 2,4 В.

В литий-марганцевых и других системах на основе лития часто используются элементы с напряжением 3,7 В и выше. Это связано не столько с химией, сколько с увеличением ватт-часов (Втч), что становится возможным при более высоком напряжении. Аргумент гласит, что низкое внутреннее сопротивление элемента поддерживает высокое напряжение под нагрузкой.Для рабочих целей эти ячейки подходят как кандидаты на 3,6 В. (См. BU-303 «Путаница с напряжениями»)

Соединение серии

В переносном оборудовании, требующем более высокого напряжения, используются аккумуляторные блоки с двумя или более элементами, соединенными последовательно. На рис. 2 показан аккумуляторный блок с четырьмя последовательно включенными литий-ионными элементами 3,6 В, также известными как 4S, для обеспечения номинального напряжения 14,4 В. Для сравнения, свинцово-кислотная цепочка с шестью ячейками с 2 В на элемент будет генерировать 12 В, а четыре щелочных с 1,5 В на элемент дадут 6 В.

Если вам нужно нечетное напряжение, скажем, 9,50 В, подключите последовательно пять свинцово-кислотных, восемь никель-металл-гидридных или никель-кадмиевых или три литий-ионных аккумулятора. Конечное напряжение батареи не обязательно должно быть точным, если оно выше, чем указано в устройстве. Источник питания 12 В может работать вместо 9,50 В. Большинство устройств с батарейным питанием могут выдерживать некоторое перенапряжение; Однако необходимо соблюдать напряжение в конце разряда.

Высоковольтные батареи сохраняют небольшой размер проводника. Аккумуляторные электроинструменты работают от батарей 12 В и 18 В; в моделях высокого класса используются 24 В и 36 В. Большинство электровелосипедов имеют литий-ионный аккумулятор 36 В, некоторые — 48 В. Автомобильная промышленность хотела увеличить стартерную батарею с 12 В (14 В) до 36 В, более известную как 42 В, путем последовательного размещения 18 свинцово-кислотных элементов. Логистика замены электрических компонентов и проблемы с дугой на механических переключателях сорвали ход.

Некоторые легкие гибридные автомобили работают от литий-ионных аккумуляторов 48 В и используют преобразование постоянного тока в 12 В для электрической системы.Запуск двигателя часто осуществляется от отдельной свинцово-кислотной аккумуляторной батареи на 12 В. Ранние гибридные автомобили работали от батареи 148 В; электромобили обычно 450–500 В. Такой аккумулятор требует более 100 последовательно соединенных литий-ионных элементов.

Высоковольтные батареи требуют тщательного согласования ячеек, особенно при работе с большими нагрузками или при работе при низких температурах. Если несколько ячеек соединены в цепочку, вероятность отказа одной ячейки реальна, и это может вызвать сбой. Чтобы этого не произошло, твердотельный переключатель в некоторых больших батареях обходит неисправную ячейку, чтобы обеспечить непрерывный ток, хотя и при более низком напряжении в цепочке.

Сопоставление ячеек является проблемой при замене неисправного элемента в устаревшей батарее. Новая ячейка имеет большую емкость, чем другие, что вызывает дисбаланс. Сварная конструкция усложняет ремонт, поэтому аккумуляторные блоки обычно заменяют как единое целое.

Высоковольтные батареи в электромобилях, полная замена которых невозможна, делят батарею на модули, каждый из которых состоит из определенного количества ячеек. Если одна ячейка выходит из строя, заменяется только затронутый модуль.Небольшой дисбаланс может возникнуть, если новый модуль снабжен новыми ячейками. (См. BU-910: Как отремонтировать аккумуляторную батарею)

На рисунке 3 показан аккумуляторный блок, в котором «ячейка 3» выдает только 2,8 В вместо полностью номинальных 3,6 В. При пониженном рабочем напряжении эта батарея достигает точки окончания разряда раньше, чем обычная батарея. Напряжение падает, и устройство выключается с сообщением «Батарея разряжена».

Батареи в дронах и пультах дистанционного управления для любителей, которым требуется высокий ток нагрузки, часто демонстрируют неожиданное падение напряжения, если одна ячейка в цепочке слаба. Максимальный ток нагружает хрупкие ячейки, что может привести к поломке. Считывание напряжения после заряда не позволяет выявить эту аномалию; проверка баланса ячеек или проверка емкости с помощью анализатора аккумуляторов.

Существует общепринятая практика подключения к последовательной цепочке свинцово-кислотного массива для получения более низкого напряжения.Для тяжелонагруженного оборудования, работающего от аккумуляторной батареи 24 В, может потребоваться источник питания 12 В для вспомогательной работы, и это напряжение обычно доступно в промежуточной точке.

Постукивание не рекомендуется, поскольку оно создает дисбаланс ячеек, так как одна сторона батарейного блока загружена больше, чем другая. Если несоответствие не может быть исправлено с помощью специального зарядного устройства, побочным эффектом является сокращение срока службы батареи. Вот почему:

При зарядке несбалансированного блока свинцово-кислотных аккумуляторов с помощью обычного зарядного устройства в недозаряженной части возникает тенденция к сульфатированию, поскольку элементы никогда не получают полного заряда.Секция высокого напряжения батареи, которая не принимает дополнительную нагрузку, имеет тенденцию к перезарядке, что приводит к коррозии и потере воды из-за выделения газов. Обратите внимание, что зарядное устройство, заряжающее всю цепочку, проверяет среднее напряжение и соответственно прекращает заряд.

Постукивание также характерно для литий-ионных и никелевых аккумуляторов, и результаты аналогичны свинцово-кислотным: сокращение срока службы. (См. BU-803a: Согласование и балансировка ячеек). В новых устройствах используется преобразователь постоянного тока в постоянный для обеспечения правильного напряжения.В электрических и гибридных транспортных средствах в качестве альтернативы используется отдельная низковольтная батарея для вспомогательной системы.

Если требуются более высокие токи, а ячейки большего размера недоступны или не соответствуют конструктивным ограничениям, одна или несколько ячеек могут быть подключены параллельно. Большинство химикатов батарей допускают параллельную конфигурацию с небольшими побочными эффектами. На рисунке 4 показаны четыре ячейки, соединенные параллельно в схеме P4. Номинальное напряжение показанного блока остается равным 3.60V, но емкость (Ач) и время работы увеличиваются в четыре раза.

Ячейка, которая развивает высокое сопротивление или размыкается, менее критична в параллельной цепи, чем в последовательной конфигурации, но неисправная ячейка снизит общую нагрузочную способность. Это как двигатель, работающий только на трех цилиндрах, а не на всех четырех.С другой стороны, электрическое короткое замыкание является более серьезным, поскольку неисправный элемент забирает энергию из других элементов, вызывая опасность пожара. Большинство так называемых электрических коротких замыканий мягкие и проявляются как повышенный саморазряд.

Полное короткое замыкание может произойти из-за обратной поляризации или роста дендритов. Большие блоки часто включают в себя предохранитель, который отключает неисправный элемент от параллельной цепи в случае короткого замыкания. На рисунке 5 показана параллельная конфигурация с одной неисправной ячейкой.

Слабый элемент не повлияет на напряжение, но обеспечит малое время работы из-за пониженной емкости. Закороченный элемент может вызвать чрезмерный нагрев и стать причиной возгорания. В батареях большего размера предохранитель предотвращает сильный ток, изолируя элемент.

Последовательная / параллельная конфигурация, показанная на рисунке 6, обеспечивает гибкость конструкции и позволяет достичь желаемых значений напряжения и тока при стандартном размере ячейки.Полная мощность — это сумма напряжения, умноженного на ток; батарея 3,6 В (номинальная), умноженная на 3400 мАч, дает 12,24 Втч. Четыре элемента питания 18650 емкостью 3400 мАч каждый можно подключить последовательно и параллельно, как показано, чтобы получить номинальное напряжение 7,2 В и общую мощность 48,96 Вт-ч. Комбинация с 8 ячейками даст 97,92 Втч, допустимый предел для перевозки на воздушном судне или перевозки без опасных материалов класса 9. (См. BU-704a: Доставка литиевых батарей по воздуху) Тонкий элемент позволяет гибкую конструкцию блока, но необходима схема защиты.

хорошо подходит для последовательной / параллельной конфигурации, но элементы нуждаются в мониторинге, чтобы оставаться в пределах напряжения и тока. Интегральные схемы (ИС) для различных комбинаций ячеек доступны для контроля до 13 литий-ионных ячеек. Для более крупных пакетов требуются специальные схемы, и это относится к аккумуляторным батареям для электронных велосипедов, гибридным автомобилям и Tesla Model 85, которая потребляет более 7000 ячеек 18650, чтобы составить батарею мощностью 90 кВт · ч.

В производстве аккумуляторов сначала указывается количество ячеек, соединенных последовательно, а затем ячеек, размещаемых параллельно. Пример — 2с2п. При использовании литий-ионных аккумуляторов в первую очередь всегда изготавливаются параллельные струны; завершенные параллельные блоки затем помещаются последовательно. Литий-ионная система — это система, основанная на напряжении, которая хорошо подходит для параллельного формирования. Объединение нескольких ячеек в параллель с последующим последовательным добавлением блоков снижает сложность управления напряжением для защиты блока.

Сначала сборка гирлянд, а затем их параллельное размещение может быть более обычным для никель-кадмиевых аккумуляторов, чтобы удовлетворить механизму химического челнока, который уравновешивает заряд в верхней части заряда. «2с2п» — обычное дело; Были выпущены официальные документы, которые относятся к 2p2s при параллельном соединении последовательной строки.

Переключатели с положительным температурным коэффициентом (PTC) и устройства прерывания заряда (CID) защищают аккумулятор от перегрузки по току и избыточного давления.Хотя эти защитные устройства рекомендуются для обеспечения безопасности в меньших 2- или 3-элементных батареях с последовательной и параллельной конфигурацией, в более крупных многоэлементных батареях, например, для электроинструментов, часто не используются эти защитные устройства. PTC и CID работают, как ожидалось, переключая ячейку на чрезмерный ток и внутреннее давление в ячейке; однако завершение работы происходит в каскадном формате. Хотя некоторые ячейки могут рано отключиться, ток нагрузки вызывает избыточный ток на оставшихся ячейках. Такое состояние перегрузки может привести к тепловому разгоне до срабатывания остальных предохранительных устройств.

Некоторые ячейки имеют встроенные PCT и CID; эти защитные устройства также могут быть добавлены задним числом. Инженер-проектировщик должен знать, что любое предохранительное устройство может выйти из строя. Кроме того, PTC вызывает небольшое внутреннее сопротивление, которое снижает ток нагрузки. (См. Также BU-304b: Обеспечение безопасности литий-ионных аккумуляторов)

• Следите за чистотой контактов аккумулятора. Конфигурация с четырьмя ячейками имеет восемь контактов, и каждый контакт добавляет сопротивление (ячейка к держателю и держатель к следующей ячейке).
• Никогда не смешивайте батареи; замените все ячейки, когда они слабые. Общая производительность зависит от самого слабого звена в цепи.
• Соблюдайте полярность. Перевернутая ячейка вычитает, а не добавляет к напряжению ячейки.
• Выньте батареи из оборудования, когда оно больше не используется, чтобы предотвратить утечку и коррозию. Это особенно важно для первичных цинк-углеродных элементов.
• Не храните незакрепленные элементы в металлическом ящике. Поместите отдельные ячейки в небольшие полиэтиленовые пакеты, чтобы предотвратить короткое замыкание.Не носите в карманах незакрепленные ячейки.
• Храните батарейки в недоступном для маленьких детей месте. Ток от батареи может не только вызвать удушье, но и вызвать изъязвление стенки желудка при проглатывании. Батарея также может разорваться и вызвать отравление. (См. BU-703: Проблемы со здоровьем, связанные с батареями)
• Не заряжайте неперезаряжаемые батареи; скопление водорода может привести к взрыву. Выполняйте экспериментальную зарядку только под наблюдением.

• Соблюдайте полярность при зарядке вторичного элемента.Обратная полярность может вызвать короткое замыкание и создать опасную ситуацию.
• Извлеките полностью заряженные аккумуляторы из зарядного устройства. Потребительское зарядное устройство может не подавать правильный постоянный заряд при полной зарядке, что может привести к перегреву элемента.
• Заряжайте только при комнатной температуре.

^[1] Предоставлено Cadex

Общие сведения о конфигурациях батарей | Аккумулятор

Что такое банк батарей? Нет, аккумуляторные банки — это не какие-то финансовые учреждения.Банк батарей — это результат соединения двух или более батарей вместе для одного приложения. Что это дает? Что ж, соединив батареи вместе, вы можете увеличить напряжение или емкость (Ач / Втч), или и то, и другое. Когда вам нужно больше энергии, вместо того, чтобы приобретать массивную батарею для автофургона глубокого разряда, вы можете построить аккумуляторную батарею, используя более доступные более доступные батареи AGM для дома на колесах, кемпинга или прицепа.

Первое, что вам нужно знать, это то, что существует два основных способа успешного соединения двух или более батарей: первый — через серию, а второй — параллельный.Начнем с метода серий, сравнивая серию и параллель.

Как подключить батареи последовательно: При последовательном подключении батарей добавляется напряжение двух батарей, но сохраняется тот же рейтинг AH (также известный как ампер-часы). Например, эти две 6-вольтовые батареи, соединенные последовательно, теперь вырабатывают 12 вольт, но их общая емкость по-прежнему составляет 10 ампер.

Для последовательного соединения аккумуляторов используйте перемычку для соединения отрицательной клеммы первой батареи с положительной клеммой второй батареи.Используйте другой набор кабелей для подключения открытых положительных и отрицательных клемм к вашему приложению.

При подключении аккумуляторов: Никогда не перекрещивайте оставшиеся открытые положительный и открытый отрицательный полюсы друг с другом, так как это приведет к короткому замыканию аккумуляторов и вызовет повреждение или травму.

Убедитесь, что подключаемые батареи имеют одинаковое напряжение и емкость. В противном случае у вас могут возникнуть проблемы с зарядкой и сокращение срока службы батареи.

Как подключить батареи параллельно: Другой тип подключения — параллельно.Параллельное соединение увеличит номинальную мощность, но напряжение останется прежним. На «параллельной» диаграмме мы вернулись к 6 вольт, но ампер увеличился до 20 AH. Важно отметить, что из-за увеличения силы тока аккумуляторов вам может потребоваться более прочный кабель, чтобы кабели не перегорели.

Чтобы соединить батареи параллельно, используйте перемычку для соединения положительных клемм и другую перемычку для соединения отрицательных клемм обеих батарей друг с другом.Отрицательный к отрицательному и положительный к положительному. Вы МОЖЕТЕ подключить нагрузку к ОДНОЙ из батарей, и она будет разряжать обе батареи одинаково. Однако предпочтительный метод поддержания уровня заряда батарей — это подсоединение к плюсу на одном конце аккумуляторного блока и к минусу на другом конце блока.

Также возможно подключение аккумуляторов последовательно и параллельно. Это может показаться запутанным, но мы объясним ниже. Таким образом вы можете увеличить выходное напряжение и номинальный ток в ампер / час.Чтобы сделать это успешно, вам понадобится как минимум 4 батарейки.

Если у вас есть два набора батарей, уже подключенных параллельно, вы можете соединить их вместе, чтобы сформировать серию, чтобы создать последовательный параллельный блок батарей. На диаграмме выше у нас есть аккумуляторная батарея, которая выдает 12 вольт и рассчитана на 20 ампер-часов.

Не теряйся сейчас. Помните, что электричество проходит через параллельное соединение так же, как и в одиночной батарее. Он не заметит разницы. Таким образом, вы можете последовательно соединить два параллельных соединения, как две батареи.Требуется только один кабель; мост между положительной клеммой одного параллельного банка и отрицательной клеммой другого параллельного банка.

Это нормально, если к терминалу подключено более одного кабеля. Необходимо успешно строить такие аккумуляторные батареи.

Теоретически вы можете подключить столько батарей, сколько захотите. Но когда вы начинаете собирать путаницу из батарей и кабелей, это может сбивать с толку, а путаница может быть опасной.Помните о требованиях к вашему приложению и придерживайтесь их. Также используйте батареи такой же мощности. По возможности избегайте смешивания и соответствия размеров батарей.

Всегда помните о безопасности и следите за своими связями. Если это поможет, сделайте схему ваших батарейных блоков, прежде чем пытаться их построить. Удачи!

Краткий справочник по словарю:

Ампер-час — это единица измерения электрической емкости аккумулятора.Производитель будет подвергать батарею определенной потребляемой мощности в течение 20 часов, чтобы определить емкость AH. Номинальное значение ампер / час может значительно измениться в зависимости от приложенной нагрузки. Для получения дополнительной информации см. Нашу статью: Закон Пойкерта | Попытка ботаника объяснить емкость батареи.

Напряжение представляет собой давление электричества. Некоторые приложения требуют большего «давления», что означает более высокое напряжение.

Выберите более мощный аккумулятор

Была ли эта информация полезной? Подпишитесь, чтобы получать обновления и предложения.