Paralelní připojení 2 baterií – užitečné tipy a návody

baterie závisí na tom, jaký účel je sledován. Může to být zvýšení kapacity baterie, zvýšení napětí nebo kombinace obou těchto parametrických charakteristik zařízení.

Baterie se v zásadě montují sériově paralelně a samotné sestavy se používají k přechodnému nebo záložnímu skladování elektřiny

Existují 3 známé a široce používané možnosti připojení jednotlivých baterií do baterie: sériové, paralelní a smíšené nebo kombinované.

Zvýšení provozního napětí baterie

Baterie elektrické energie mají různá provozní napětí. Může se lišit ve velmi širokém rozsahu: od 0,5 do 48 voltů. Zároveň je pro zajištění autonomního napájení zařízení, startování spalovacích motorů a napájení zařízení elektrického pohonu potřeba jiný rozsah napětí. Provozní napětí autonomního zdroje proudu můžete zvýšit zapojením několika baterií do série do baterie.

Schémata a vzorce pro sériové zapojení baterií

Při sériovém zapojení se přepínají póly baterie s opačnou polaritou. Kladný pól předchozího zařízení je spojen se záporným pólem dalšího zařízení. Celkové provozní napětí baterie se u této metody bude rovnat součtu provozních napětí spínaných proudových zdrojů. To znamená, že pro získání baterie s provozním napětím 12 V je nutné zapojit 4 třívoltové zdroje nebo 10 baterií s provozním napětím 1,2 V do série Kapacita sériově zapojených zdrojů se nemění a zůstává stejná jako kapacita každé baterie obsažené v obvodu.

Zřejmým a jasným příkladem tohoto způsobu montáže baterie jsou autobaterie. V nich jsou jednotlivé zdroje, nazývané banky, sdruženy ve společné skříni a zapojeny do série s olověnými přípojnicemi. Volba olova jako materiálu pro spojovací tyče je vysvětlena jednoduše: elektrody baterií jsou také vyrobeny z olova. Sběrnice integrované do komunikačního obvodu se připojují k elektrodám na molekulární úrovni spíše než mechanicky. Tím se zabrání vzniku elektrochemických korozních procesů.

Zvýšení kapacity napájecího zdroje

Často nastávají technické podmínky, kdy je vyžadována zvýšená kapacita od zdroje při zachování provozního napětí. V takových případech se k dokončení baterie používá paralelní zapojení baterií. Tento způsob přepínání umožňuje zvýšit celkovou kapacitu napájecího zařízení několikanásobně a ve zvláště kritických případech až desítkykrát.

Paralelní zapojení baterií s formulemi

Paralelní připojení se provádí přepínáním jednopólových svorek zdrojů proudu: kladné a záporné svorky předchozí baterie jsou připojeny ke stejným svorkám následující baterie. Celková elektrická kapacita takto spínané baterie bude rovna součtu elektrických kapacit jednotlivých zdrojů zařazených do obvodu. To znamená, že při zapojení tří baterií o jmenovité kapacitě 60 A*h je výsledkem zařízení s elektrickou kapacitou 180 A*h.

Jako příklad připojení baterií pomocí paralelního spínání můžeme uvést zdroje nepřerušitelného nebo nouzového napájení přístrojů a zařízení. Baterie těžkých nákladních vozidel a těžké speciální techniky s velkým objemem motoru jsou zapojeny paralelně. Paralelní spínání se v námořnictvu rozšířilo: zde se paralelně připojená napájecí zařízení používají ke spouštění pomocných dieselových motorů, ovládání osvětlení, komunikačních systémů a podpory života v nouzových situacích.

Zvýšení napětí při současném zvýšení kapacity baterie

Nápadným příkladem smíšeného nebo kombinovaného zapojení baterií v komplexu s potřebnými ukazateli provozního napětí a elektrické kapacity jsou napájecí zdroje pro elektricky poháněné stroje.

DŮLEŽITÉ! S rostoucí kapacitou baterie se zvyšují i ​​proudy. Vyberte správné průřezy vodičů! Používejte nehořlavé nebo samozhášecí dráty.

Trakční baterie pro zajištění chodu hnacích a řídicích motorů elektrických hnacích strojů a mechanismů jsou vybaveny přesně podle tohoto schématu. Způsoby připojení baterie jsou dostatečně podrobně popsány v tomto videu:

Kombinované zapojení znamená použití jak sériového, tak paralelního způsobu připojení ve spínacím obvodu. Jsou dvě možnosti:

1. Nejprve se metodou sériového zapojení zdrojů připraví baterie s požadovaným provozním napětím. Ve druhé fázi se potřebný počet připravených sestav paralelně zapojí, aby byla zajištěna požadovaná elektrická kapacita.

2. Ve druhé možnosti jsou baterie s požadovanou kapacitou přednabity paralelním přepínáním. Poté jsou zařízení zapojena do série, dokud není dosaženo požadovaného provozního napětí.

Nejčastěji se používá schéma sériového paralelního připojení pro baterie, protože moderní baterie pro autonomní napájení domácností mají jmenovité napětí 3,4 V

Vybavení baterií kombinovanou metodou umožňuje vytvářet zdroje energie, jejichž napětí a elektrická kapacita jsou omezeny pouze pracovním prostorem, který zabírají.

Vlastnosti bateriového balení

Všechny tři způsoby zapojení jednotlivých zdrojů do celku podléhají jednoduchým, ale důležitým pravidlům pro efektivní a dlouhodobý provoz.

Schéma sériově paralelního zapojení na příkladu lithium-iontových baterií

Dlouhotrvající provoz na baterie a jeho ekonomickou proveditelnost lze zajistit dodržováním následujících pravidel:

• elektrická kapacita zdrojů zahrnutých v komplexu by se neměla lišit o více než 5 % jmenovité hodnoty;
• provozní napětí jednotlivých článků baterie musí být v rozumném poměru;
• provozně technický stav prvků zahrnutých do autonomního napájecího komplexu musí být pokud možno vyvážený;
• Průřez spínacích vedení a sběrnic je nutné vypočítat s ohledem na proudové zatížení jak uvnitř baterie, tak ve vnějších elektrických obvodech.

Sortiment zdrojů energie nabízených trhem s kompetentním přístupem umožňuje vytvářet baterie se všemi vlastnostmi nezbytnými pro spolehlivé použití.

Jednou z nejčastějších otázek je: „Potřebuji více energie! Máte baterii, která mi může poskytnout více voltů nebo více ampérů? Odpověď: ano. Všechny naše baterie lze připojit, aby poskytly více energie pro provoz větších motorů (Napětí – V) nebo dodatečnou kapacitu (Amp-hodiny – Ah). Toto se nazývá sériové připojení baterií nebo paralelní připojení lithiových baterií.

Zapojení baterie do série je způsob, jak zvýšit napětí baterie. Pokud například zapojíte dvě naše 12V, 10Ah baterie do série, vytvoříte jednu 24V, 10Ah baterii. Vzhledem k tomu, že mnoho elektromotorů v kajakech, jízdních kolech a skútrech běží na 24V, jde o běžný způsob připojení baterií.

Lithium-iontové baterie jsou zapojeny paralelně, aby se zvýšila ampérhodina baterie (tj. jak dlouho baterie vydrží na jedno nabití). Pokud například paralelně zapojíte dvě naše baterie 12V, 10Ah, vytvoříte jednu baterii 12V, 20Ah. Vzhledem k tomu, že mnoho malých elektromotorů, solárních panelů, RV, lodí a většina spotřební elektroniky běží na 12V, je to běžný způsob, jak vytvořit baterii, která vydrží velmi dlouho.

Sériová připojení zahrnují spojení dvou nebo více baterií, aby se zvýšilo napětí bateriového systému při zachování stejného jmenovitého ampérhodinového výkonu. Mějte na paměti, že při sériovém zapojení musí mít každá baterie stejné napětí a kapacitu, jinak můžete baterii poškodit. Chcete-li zapojit baterie do série, připojte kladný pól jedné baterie k zápornému pólu druhé, dokud nedosáhnete požadovaného napětí. Při sériovém nabíjení baterií musíte použít nabíječku, která odpovídá napětí systému. Doporučujeme nabíjet každou baterii jednotlivě pomocí multinabíječky, aby se předešlo nerovnováze mezi bateriemi.

Pokud si představíte elektřinu jako vodu protékající soustavou trubek, napětí si nejlépe představíme jako tlak vody a je to také metrika, pomocí které můžeme měřit sílu toku elektrického proudu. Ampér je velikost potrubí, kterým voda protéká, a je tedy metrikou, kterou měříme, jaký výkon můžeme v daném okamžiku dodat. Takže v této analogii instalatérství jsou ampérhodiny měřítkem toho, kolik galonů vody proteče vašimi trubkami v průběhu času.

Vždy jsem našel tento obrázek (a mnoha lidem se líbí na internetu) užitečný při vysvětlení elektřiny.

Základy

Dobíjecí baterie jsou konstruovány spojením více článků v sérii; každý článek přidává své napětí k napětí na svorkách baterie. Obrázek 1 Níže je uvedena typická konfigurace článků pro startovací baterii 4V LiFePO13,2 BSLBATT.

Baterie se mohou skládat z kombinace sériového a paralelního zapojení. Články zvyšovaly svou proudovou zátěž paralelně; Každý článek zvyšuje celkovou kapacitu baterie v ampérhodinách (Ah). BSLBATT B-LFP12V 12Ah je příkladem sériové a paralelní konfigurace lithiových baterií. Konfigurace B-LFP12V 12 Ah, 13,2 V / 12,4 Ah je znázorněna na Obr. Obrázek 2.

Slabší článek v sériově zapojených článcích může způsobit nerovnováhu. To je důležité zejména v sériové konfiguraci, protože síla baterie závisí na výkonu nejslabšího prvku (podobně jako u slabého článku řetězu). Slabý článek nemusí selhat okamžitě, ale může se vybíjet (pokles napětí pod bezpečnou úroveň, 2,8 V na článek) rychleji než silný při vybití. Při nabíjení se může slabý článek naplnit dříve než zdravý a přebít (napětí přesahuje 3,9 V na článek). Na rozdíl od slabého článku řetězové analogie způsobuje slabý článek stres na ostatní zdravé články baterie. Baterie ve skupinových baleních musí být vzájemně přizpůsobeny, zejména pokud jsou vystaveny vysokým nabíjecím a vybíjecím proudům. Obrázek 3 Níže je uveden příklad baterie se slabým článkem.

Ochrana článků systému Battery Management System (BMS).

BMS nepřetržitě monitoruje napětí každého článku. Pokud je napětí článku vyšší než ostatní, obvody BMS budou pracovat na snížení úrovně nabití tohoto článku. Tím je zajištěno, že úroveň nabití všech článků zůstane stejná i při vysokých vybíjecích (> 100 A) a nabíjecích (> 10 A) proudech.

Článek může být trvale poškozen, pokud je pouze jednou přebit (přepětí) nebo přebit (vybit). BMS má obvody, které blokují nabíjení, pokud napětí překročí 15,5 V (nebo pokud napětí kteréhokoli článku překročí 3,9 V). BMS také odpojí baterii od zátěže, pokud je její zbývající nabití nižší než 5 % (stav nadměrného vybití). Nadměrně vybitá baterie bude mít obvykle napětí nižší než 11,5 V (

Více baterií v sérii a/nebo paralelně (každá baterie s vlastním BMS)

Baterie BSLBATT 13,2V lze použít v sérii nebo paralelně pro dosažení vyššího provozního napětí a/nebo kapacity pro vaši konkrétní aplikaci. Je důležité používat stejný model baterie se stejným napětím a kapacitou (Ah) a nikdy nesměšovat baterie různého stáří.

Pokud není uvedeno jinak, baterie BSLBATT jsou schváleny pro použití v duální sérii a/nebo duálním paralelním provozu na lithiové baterie bez další externí elektroniky. Toto omezení platí, protože impedance, kapacita nebo rychlost samovybíjení se mohou mezi články lišit. Limit umožňuje normální změny v jedné baterii bez negativního ovlivnění druhé baterie.

Omezení a provozní limity navíc umožňují abnormální podmínky, jako je slabý nebo vadný článek v jedné baterii. Vezměte prosím na vědomí, že hodnocení konkrétní baterie se liší, když je používána v sériovém režimu. Hodnoty baterií naleznete v části „Maximální bezpečné provozní limity“ níže.

Vždy je vhodnější použít jednu 26,4V baterii spíše než dvě 13,2V baterie zapojené do série, protože jedna baterie může interně ovládat každý z 8 článků zapojených v sérii a zajistit rovnováhu nabití všech článků.

Vodič a konektory použité k vytvoření paralelního sériového pole/pole lithiových baterií musí být dimenzovány na očekávaný proud.

Nepřipojujte lithiové baterie řady BSLBATT k jiným chemickým bateriím.

Na obrázku níže jsou dvě 12V baterie zapojené do série, čímž se tato bateriová banka stává 24V systémem. Můžete také vidět, že celková kapacita banky je stále 100Ah.

Paralelní zapojení zahrnuje spojení dvou nebo více baterií dohromady, aby se zvýšila kapacita baterie za ampérhodinu, ale napětí zůstává stejné. Pro paralelní připojení baterií jsou kladné póly spojeny kabelem a záporné póly jsou spojeny dohromady dalším kabelem, dokud není dosaženo požadované kapacity.

Paralelní připojení lithiových baterií nemá umožnit vašim bateriím napájet cokoliv, co má vyšší než standardní výstupní napětí, ale spíše prodloužit dobu, po kterou mohou napájet zařízení. Je důležité si uvědomit, že při nabíjení baterií zapojených paralelně s lithiovými bateriemi může zvýšená kapacita ampérhodin vyžadovat delší dobu nabíjení.

V níže uvedeném příkladu máme dvě 12V baterie, ale můžete vidět, že ampérhodinová kapacita se zvyšuje na 200Ah.

Nyní se dostáváme k otázce: “Mohou být baterie BSLBATT zapojeny sériově nebo paralelně?”

Standardní produktová řada: Naše standardní lithiové baterie mohou být zapojeny sériově nebo paralelně v závislosti na tom, čeho se ve své konkrétní aplikaci snažíte dosáhnout. BSLBATT Technické specifikace udávají počet baterií, které lze zapojit do série, v závislosti na modelu. Obecně doporučujeme používat pro náš standardní produkt maximálně 4 baterie paralelně, nicméně mohou existovat výjimky, které vám umožní použít více baterií v závislosti na vaší aplikaci.

Je důležité pochopit rozdíl mezi paralelními a sériovými konfiguracemi a jejich dopad na výkon vaší baterie. Ať už chcete zvýšit napětí nebo ampérhodinovou kapacitu, znalost těchto dvou konfigurací je nesmírně důležitá pro zvýšení životnosti a celkového výkonu vaší lithiové baterie.

Jsou nějaké další otázky?
Navštivte naši stránku s nejčastějšími dotazy, kde najdete nejčastější dotazy týkající se lithiových baterií.