Schémata připojení baterie

Kombinovaná skupina baterií se nazývá článková baterie nebo jednoduše galvanická baterie. Existují dva hlavní způsoby připojení článků k bateriím: sériový a paralelní.

V rámci tohoto článku se zabýváme vlastnostmi sériového a paralelního připojení baterií. Existují různé situace, kdy může být nutné zvýšit celkovou kapacitu nebo zvýšit napětí pomocí paralelního nebo sériového připojení několika baterií k baterii, a vždy byste si měli pamatovat nuance.

Paralelní spojení zahrnuje kombinaci kladných svorek baterií se společným plusovým bodem obvodu a všech záporných svorek se společným záporným znaménkem, tj. Spojení všech kladných svorek prvků s jedním společným drátem a všechny záporné svorky s jiným společným drátem. Konce společných vodičů takové baterie jsou připojeny k vnějšímu obvodu - k přijímači.

Podstata postupného způsobu spojování baterií, jak naznačuje jeho název, spočívá v tom, že všechny převzaté prvky jsou spojeny dohromady do jediného sekvenčního řetězce, tj. Kladný pól každého prvku je připojen k zápornému pólu každého následujícího prvku.

V důsledku takového spojení se získá jedna společná baterie, ve které negativní konec zůstává volný pro jeden extrémní prvek a kladné závěry pro druhý. S pomocí jejich baterie a je součástí externího obvodu - v přijímači. Dále si o tom promluvíme podrobněji.

Paralelní spojení baterií dává kombinaci kapacit a se stejným počátečním napětím na každé z baterií obsažených v baterii sestavené z nich je kapacita složené baterie rovna součtu kapacit těchto baterií. Při stejných kapacitách kombinovaných baterií stačí pro nalezení kapacity baterie znásobit počet baterií tvořících baterii kapacitou jedné baterie v sestavě.

Paralelní připojení:

Bez ohledu na to, kolik prvků zapojíme paralelně, jejich celkové napětí se bude vždy rovnat napětí jednoho prvku, ale pak může být intenzita vybíjecího proudu zvýšena tolikrát, kolikrát bude v baterii zahrnuto tolik prvků, pokud jsou všechny typy v baterii stejného typu.

Po připojení baterií v sérii získejte baterii stejné kapacity jako kapacita jedné z baterií obsažených v baterii za předpokladu, že jsou stejné kapacity. Napětí baterie se bude rovnat součtu napětí každé z baterií tvořících baterii.

Pokud jsou baterie stejné kapacity a napětí stejné v době připojení zapojeny do série, bude napětí baterie získané sériovým připojením součinem napětí jedné baterie a počtu baterií, které tvoří sériový obvod.

Sériové připojení:

Pokud jsou prvky zapojeny do série, hodnoty jejich vnitřních odporů se také sčítají. Proto, bez ohledu na velikost jeho napětí, z kompilované baterie je možné spotřebovat pouze stejnou proudovou sílu, jako je navržen jeden prvek obsažený v této baterii. To je pochopitelné, protože při sériovém připojení proud prochází každým prvkem, který prochází celou baterií.

Tedy, spojením prvků v sérii, zvýšením jejich celkového počtu, je možné zvýšit napětí baterie na libovolné limity, ale síla vybíjecího proudu baterie zůstane stejná jako síla jednoho samostatného prvku obsaženého v jejím složení.

V paralelním i sériovém zapojení se celková energie baterie rovná součtu energií všech baterií, které tvoří baterii.

Proč jsou tedy baterie sloučeny do baterií? Jde o to, že v každém obvodu jsou ztráty spojené s ohřevem vodičů. A se stejným odporem vodiče, pokud chcete přenést určitou energii, je mnohem výhodnější přenášet energii při vysokém napětí, pak proud bude potřebovat méně a ohmické ztráty budou menší.

Z tohoto důvodu výkonné nepřerušitelné zdroje napájení používají baterie sériově zapojených akumulátorů pro celkové napětí několik desítek voltů, nikoli paralelní obvod 12 voltů. Čím vyšší je napětí zdroje, tím vyšší je účinnost převodníku.

Pokud je potřebný významný proud a jedna dostupná baterie nestačí pro zamýšlený účel, kapacita baterie se zvýší uchytením k paralelnímu připojení několika baterií.

Není vždy ekonomicky proveditelné vyměnit baterii za novou, která má větší kapacitu, a někdy stačí připojit další baterii paralelně a zvýšit kapacitu zdroje na požadovanou. Některé nepřerušitelné zdroje napájení mají přihrádky pro instalaci dalších baterií paralelně se stávajícími, aby se zvýšil energetický zdroj převodníku.

Co je třeba zvážit při kombinaci baterií v sériovém obvodu? Baterie různých kapacit (vyráběné pomocí stejné technologie, například olověné kyseliny) se vyznačují vnitřním odporem. Čím vyšší je kapacita, tím nižší je vnitřní odpor, zde je závislost téměř nepřímo úměrná.

Z tohoto důvodu, pokud připojíte baterie různých kapacit v sérii a uzavřete zátěžový obvod nebo nabíjecí obvod, proud v obvodu bude stejný všude, ale poklesy napětí budou odlišné. A na některých bateriích bude napětí během nabíjení mnohem vyšší než jmenovitá hodnota, což je nebezpečné, a při vybití bude mnohem nižší než spodní limit, který je škodlivý. Podívejme se na další příklad a ukážeme, s čím to souvisí.

Máme k dispozici 10 baterií, z nichž každá má jmenovité napětí 12 voltů, 9 z nich má kapacitu 20 ampér hodin a jednu 10 ampér hodin. Rozhodli jsme se je zapojit do série a nabíjet z nabíječky s řízením nabíjecího proudu, nastavit proud na 2 ampéry. Nabíječka nakonfigurováno tak, aby se zastavilo nabíjení, když napětí baterie překročí značku 138 voltů, na základě průměrně 13,8 voltů pro každou baterii v sériové baterii. Co se stane?

Pro každou baterii poskytuje výrobce nabíjecí charakteristiku, kde můžete vidět, kolik proudu a jak dlouho je třeba baterii nabít.

Je zřejmé, že baterie s 2krát menší kapacitou při proudu 2 ampéry obdrží stejné množství energie jako baterie s větší kapacitou, ale zvýšení napětí na ní půjde asi třikrát rychleji. Takže po 3 hodinách si malá baterie vybije svou daň a současně bude nutné nabít velké baterie dalších 6 hodin.

Ale napětí na malé baterii již překročilo hranici, muselo by být uvedeno do režimu stabilizace napětí, nedělá to na naší nabíječce. Nakonec systém plynové rekombinace v baterii nevydrží polovinu kapacity, ventily se odtrhnou a baterie začne ztrácet vlhkost, ztrácí kapacitu, zatímco velké baterie budou stále nedostatečně nabité.

Závěr: Postupně lze nabíjet pouze baterie stejné kapacity, stejné technologie a stejného stavu vybití.

Nyní předpokládejme, že vybijeme stejný sériový obvod. Zpočátku má každá baterie 13,8 voltů a vybíjecí proud je 2 ampéry. Ochrana proti hlubokému vybití otevře obvod při 72 voltech, tj. Předpokládá se alespoň 7,2 voltu na baterii. Po 4 hodinách bude malá baterie zcela vybitá a na velkých bude stále 12 voltů a ochrana proti hlubokému vybití neudrží trik.Malá baterie již nezvratně ztratí část své kapacity.

Proto je možné sériově připojit pouze baterie stejné kapacity, pokud je nechcete kazit. Nejlepší je připojit baterie ze stejné série v sérii a předem zkontrolovat jejich kapacitu pomocí testeru baterií, abyste se ujistili, že kapacita baterií, ze kterých se chystáte sestavit sériovou baterii, je téměř stejná.

Paralelně je však možné připojit baterie různých kapacit. Samozřejmě za předpokladu, že napětí na jejich terminálech je stejné. Při paralelním připojení nebudou kapacity baterií hrát roli, protože vnitřní odpor baterií bude zapojen paralelně a každá baterie bude mít maximální nabíjecí nebo vybíjecí proud, budou pracovat synchronně.

Existují však omezení proudu pro svorky baterie a pro každou konkrétní baterii, svorky nemusí odolat trvalému proudu, který může baterie v zásadě poskytnout, je důležité na to nezapomenout. V technické dokumentaci k baterii jsou tyto parametry uvedeny.

Pokud v okamžiku připojení dvou baterií, které se výrazně liší svou kapacitou, se jejich napětí významně liší, je nevyhnutelný krátkodobý nadproud jedné z baterií. Je-li napětí vyšší pro baterii s menší kapacitou, pak přerozdělení náboje v době připojení způsobí krátkodobý zkratový proud v něm a může rychle vést k jeho zničení.

Pokud je napětí vyšší pro baterii s větší kapacitou, pak je opět ohrožena baterie s menší kapacitou, protože se nabije v přetíženém režimu. Proto je nejlepší spojit baterie paralelně, předem na nich vyrovnat napětí, a v dalším kroku je spojit do baterie.

Doufáme, že náš článek byl pro vás užitečný, a nyní víte, jak je to možné a jak je nemožné připojit baterie a za jakým účelem se obvykle děje.