Schémas de connexion de la batterie

Un groupe combiné de batteries est appelé une batterie cellulaire ou simplement une batterie galvanique. Il existe deux façons principales de connecter des cellules aux batteries: série et parallèle.

Dans le cadre de cet article, nous considérons les caractéristiques de la connexion série et parallèle des batteries. Il existe différentes situations où il peut être nécessaire d'augmenter la capacité totale ou d'augmenter la tension en recourant à une connexion parallèle ou série de plusieurs batteries à la batterie, et vous devez toujours vous souvenir des nuances.

Une connexion parallèle implique de combiner les bornes positives des batteries avec un point positif commun du circuit et toutes les bornes négatives avec un moins commun, c'est-à-dire de connecter toutes les bornes positives des éléments à un fil commun et toutes les bornes négatives à un autre fil commun. Les extrémités des fils communs d'une telle batterie sont connectées à un circuit externe - au récepteur.

L'essence d'une méthode séquentielle de connexion des batteries, comme son nom l'indique, est que tous les éléments pris sont connectés ensemble dans une seule chaîne séquentielle, c'est-à-dire que le pôle positif de chaque élément est connecté au pôle négatif de chaque élément suivant.

Grâce à une telle connexion, une batterie commune est obtenue dans laquelle l'extrémité négative reste libre pour un élément extrême et les conclusions positives pour le second. Avec l'aide de leur batterie et est inclus dans le circuit externe - dans le récepteur. Parlons ensuite de cela plus en détail.

Une connexion parallèle des batteries donne une combinaison de capacités, et à tension initiale égale sur chacune des batteries incluses dans la batterie assemblée à partir d'elles, la capacité de la batterie composite est égale à la somme des capacités de ces batteries. A capacités égales des batteries combinées, pour trouver la capacité des batteries, il suffit de multiplier le nombre de batteries constituant la batterie par la capacité d'une batterie dans l'assemblage.

Connexion parallèle:

Peu importe le nombre d'éléments que nous connectons en parallèle, leur tension totale sera toujours égale à la tension d'un élément, mais alors la force du courant de décharge peut être augmentée autant de fois que de nombreux éléments seront inclus dans la batterie, si tous les éléments de la batterie sont du même type.

En connectant les batteries en série, obtenez une batterie de la même capacité que la capacité de l'une des batteries incluses dans la batterie, à condition que les capacités soient égales. Dans ce cas, la tension de la batterie sera égale à la somme des tensions de chacune des batteries constituant la batterie.

Si des batteries de capacité et de tension égales au moment de la connexion sont connectées en série, la tension de la batterie obtenue par connexion en série sera égale au produit de la tension d'une batterie et du nombre de batteries qui composent le circuit série.

Connexion série:

Lorsque les éléments sont connectés en série, les valeurs de leurs résistances internes s'additionnent également. Par conséquent, quelle que soit l'amplitude de sa tension, une batterie composée ne peut consommer que la même intensité de courant qu'un élément faisant partie de cette batterie est conçu. Cela est compréhensible, car avec une connexion en série, le courant traverse chaque élément, qui traverse toute la batterie.

Ainsi, en connectant les éléments en série, en augmentant leur nombre total, il est possible d'augmenter la tension de la batterie à toutes les limites, mais la force du courant de décharge de la batterie restera la même que celle d'un élément séparé inclus dans sa composition.

Tant en connexion parallèle qu'en série, l'énergie totale de la batterie est égale à la somme des énergies de toutes les batteries qui composent la batterie.

Alors, pourquoi les batteries sont-elles combinées en batteries? Le fait est que dans tout circuit, il y a des pertes associées au chauffage des conducteurs. Et avec la même résistance du conducteur, si vous voulez transférer une certaine puissance, il est beaucoup plus rentable de transmettre de la puissance à haute tension, alors le courant aura besoin de moins, et les pertes ohmiques seront moindres.

Pour cette raison, les puissantes alimentations sans coupure utilisent des batteries d'accumulateurs connectés en série pour une tension totale de plusieurs dizaines de volts, et non un circuit parallèle de 12 volts. Plus la tension de la source est élevée, plus l'efficacité du convertisseur est élevée.

Lorsqu'un courant important est nécessaire et qu'une batterie disponible n'est pas suffisante pour l'usage prévu, la capacité de la batterie est augmentée en recourant à la connexion parallèle de plusieurs batteries.

Il n'est pas toujours économiquement faisable de remplacer la batterie par une nouvelle qui a une plus grande capacité, et parfois il suffit d'en connecter une autre en parallèle et d'augmenter la capacité de la source à celle requise. Certains alimentations sans coupure disposer de compartiments pour installer des batteries supplémentaires parallèlement à la batterie existante, afin d'augmenter la ressource énergétique du convertisseur.

Que faut-il considérer lors de la combinaison de batteries dans un circuit série? Les batteries de capacités différentes (fabriquées en utilisant la même technologie, par exemple le plomb-acide) se caractérisent par une résistance interne. Plus la capacité est élevée, plus la résistance interne est faible, la dépendance ici est presque inversement proportionnelle.

Pour cette raison, si vous connectez des batteries de capacités différentes en série et fermez le circuit de charge ou le circuit de charge, le courant dans le circuit ira de la même manière partout, mais les chutes de tension seront différentes. Et sur certaines batteries de la batterie, la tension pendant la charge sera beaucoup plus élevée que la valeur nominale, ce qui est dangereux, et lors de la décharge, elle sera bien inférieure à la limite inférieure, ce qui est nocif. Prenons un exemple plus loin, montrons de quoi il s'agit.

Ayons 10 batteries à notre disposition, chacune avec une tension nominale de 12 volts, 9 d'entre elles ont une capacité de 20 ampères heures et une de 10 ampères heures. Nous avons décidé de les connecter en série, et de charger à partir du chargeur avec contrôle du courant de charge, régler le courant à 2 ampères. Chargeur configuré de sorte qu'il arrête de se charger lorsque la tension de la batterie dépasse la marque de 138 volts, sur la base d'une moyenne de 13,8 volts pour chaque batterie de la batterie série. Que va-t-il se passer?

Pour chaque batterie, le fabricant fournit une caractéristique de charge, où vous pouvez voir la quantité de courant et la durée de charge de la batterie.

Évidemment, une batterie avec 2 fois moins de capacité à un courant de 2 ampères recevra la même quantité d'énergie que les batteries avec une plus grande capacité, mais l'augmentation de tension sur elle ira environ trois fois plus vite. Ainsi, après 3 heures, la petite batterie fera des ravages, en même temps, les grandes batteries devront être rechargées pendant 6 heures supplémentaires.

Mais la tension sur la petite batterie a déjà dépassé la limite, elle devrait être mise en mode de stabilisation de la tension, cela ne se fait pas sur notre chargeur. En fin de compte, le système de recombinaison de gaz dans la batterie ne résistera pas à la moitié de la capacité, les vannes seront arrachées et la batterie commencera à perdre de l'humidité, à perdre de la capacité, tandis que les grandes batteries seront toujours sous-chargées.

Conclusion: seules des batteries de capacité égale, de même technologie, de même état de décharge peuvent être chargées séquentiellement.

Supposons maintenant que nous déchargions le même circuit série. Initialement, chaque batterie a 13,8 volts et le courant de décharge est de 2 ampères. Une protection contre les décharges profondes ouvrira le circuit à 72 volts, soit au moins 7,2 volts par batterie. Après 4 heures, la petite batterie sera complètement déchargée, et sur les grandes, il y aura toujours 12 volts, et la protection contre les décharges profondes ne tiendra pas l'affaire.Une petite batterie perdra déjà irréversiblement une partie de sa capacité.

C'est pourquoi seules des batteries de capacités égales peuvent être connectées en série si vous ne souhaitez pas les gâcher. Il est préférable de connecter les batteries du même lot en série et de vérifier d'abord leurs capacités avec un testeur de batterie pour vous assurer que les capacités des batteries à partir desquelles vous allez assembler une batterie série sont presque égales.

Mais en parallèle, connecter des batteries de capacités différentes est acceptable. Bien sûr, à condition que les tensions à leurs bornes soient égales. Avec une connexion parallèle, les capacités de la batterie ne joueront pas de rôle, car la résistance interne des batteries sera connectée en parallèle, et chaque batterie aura un courant de charge ou de décharge maximum, elles fonctionneront de manière synchrone.

Cependant, il existe des limitations actuelles pour les bornes de la batterie et pour chaque batterie spécifique, les bornes peuvent ne pas résister au courant continu que la batterie peut donner en principe, il est important de ne pas l'oublier. Dans la documentation technique de la batterie, ces paramètres sont indiqués.

Si au moment de connecter deux batteries, dont la capacité diffère considérablement, leurs tensions diffèrent considérablement, une surintensité à court terme de l'une des batteries est inévitable. Si la tension est plus élevée pour une batterie de plus petite capacité, la redistribution de la charge au moment de la connexion provoquera un court-circuit à court terme et pourra rapidement entraîner sa destruction.

Si la tension est plus élevée pour une batterie de plus grande capacité, alors, encore une fois, une batterie de plus petite capacité est en danger, car elle se chargera en mode surcharge. Par conséquent, il est préférable de connecter les batteries en parallèle, après avoir préalablement aligné la tension sur celles-ci, et à l'étape suivante de les combiner en une batterie.

Nous espérons que notre article vous a été utile, et maintenant vous savez comment c'est possible et comment ne pas connecter les batteries et dans quel but cela se fait habituellement.