Серийно, паралелно и смесено свързване на батерии

Всеки батерия, в зависимост от вида му, има определени паспортни стойности: номинално напрежение, максимален ток, оптимален ток, номинален капацитет. Обърнете внимание, че тези стойности на паспорта са правилни само ако се спазва препоръчаният от производителя режим на работа на батерията и само за тези батерии, чийто ресурс на живот далеч не е изчерпан.

Случва се също така, че е необходимо незабавно да се постигне повече от батерията, отколкото това, което тя е способна според паспорта. Следователно, за да увеличат капацитета, работния ток или напрежение, те често прибягват до последователно, паралелно, а понякога и до смесено (последователно паралелно) свързване на батерии (клетки, клетки).

Така че, за литиево-йонни и литиево-полимерни батерии, номиналната стойност на напрежението за една клетка ще бъде 3,7 V, за оловно-киселинните батерии-2,1 V, за никел-цинк-1,6 V, а за никел-кадмиев и никелов метален хидрид — 1.2 V.

Що се отнася до капацитета и оптималния ток на батерията, тези параметри зависят от много конструктивни параметри: от площта на електродите, от обема на клетката, от плътността на електролита и т.н.

Ако е необходимо да се получи по-високо работно напрежение, тогава акумулаторните клетки се свързват последователно, ако са необходими голям капацитет и ток, паралелно, ако е необходимо да се увеличи капацитетът и да се увеличи напрежението, използвайте последователно паралелно свързване на батерии.

Серийно свързване на батерии и неговите характеристики

От самото начало е необходимо да се разбере, че за последователно свързани батерии — токът през всяка батерия на такъв монтаж (батерия) винаги ще бъде равен на тока през целия възел и независимо дали батерията се разрежда при този момент или се зарежда.

Поради тази причина силно се препоръчва последователно свързване само на батерии от същия тип (или комплекти) със същия капацитет (реални!).

Защо са от един и същи тип? Тъй като минималното (до което можете да разреждате) и максималното (до което можете да зареждате) напрежение за всяка клетка трябва да е еднакво.

Сега нека се заемем с въпроса защо е необходимо капацитетите, свързани последователно, също да са еднакви.

Ако батерии с различен капацитет са свързани последователно, тогава по време на процеса на разреждане клетката с най -малък капацитет ще се разрежда по -бързо от останалите и може да достигне точката, че настъпва дълбоко разреждане на една от клетките, образуващи монтажа, докато останалите клетки все още могат да бъдат безопасно освободени. Това ще наруши работата на цялата батерия на батериите, напрежението й ще падне и капацитетът просто не може да бъде адекватно реализиран в товара.

И в процеса на зареждане на такъв неравномерен възел ще се случи следното: клетката на батерията с най -малък капацитет вече ще бъде заредена до необходимото напрежение, докато съседите с по -голям капацитет ще останат недозаредени.

За да се предотврати такова неприятно развитие на събитията (случва се някои от клетките, дори по време на правилна работа, да загубят първоначалния си капацитет по-рано от други), зарядното устройство (или монтаж) е снабдено с изравняващ контролер за зареждане-разреждане, който защитава клетките от критични режими.

По един или друг начин, преди да свържете батериите в сериен монтаж, измерете капацитета на всяка със специално устройство, което е известно на всички и е широко достъпно на пазара.

В ампер-часове (Ah) или милиампер-часове (mAh), капацитетът на батерията, произтичащ от последователно свързване на еднакви батерии, ще бъде равен на капацитета на единична клетка, съставляваща серийна батерия.

Номиналният ток, подобно на капацитета, ще бъде равен на номиналния ток на една клетка. Номиналното напрежение (във волта) и енергията (във ват-часове) ще бъдат равни на сумата съответно на номиналните напрежения и ват-часа на всички клетки, които съставляват батерията.

Паралелно свързване на батерии и неговите характеристики

Паралелното свързване на батериите се използва, когато напрежението трябва да се остави такова, каквото е, но в същото време увеличаване на общия капацитет и съответно номиналния ток на монтажа.

Клетките със същите номинални напрежения могат да бъдат свързани паралелно, също така е много желателно те да са от един и същи тип (така че ефектът от условията на работа върху капацитета и върху характеристиките на тока за всички клетки да е приблизително еднакъв).

В момента на свързване е желателно също да се изравнят напреженията на тока, за да се намалят изравнителните токове, които неизбежно ще възникнат в момента на паралелно затваряне на полюсните клеми на клетките.

Капацитетът на получения модул в ампер-часове, неговият работен ток, както и съхранената енергия във ват-часа ще бъде равна на сумата от тях за всяка от клетките, образуващи монтажа.

Когато свързвате батерийни клетки паралелно, също така е важно да запомните, че полученият ток на саморазреждане на паралелен възел ще бъде по-висок от сумата от токовете на саморазряд, характерни за всяка клетка поотделно, тъй като някои от клетките в комплекта ще се разреждат по-бързо и са по-устойчиви по отношение на саморазреждането, клетките ще се изхвърлят не само чрез себе си, но и чрез своите съседи, като през цялото време, като че ли, ги зареждат.

Последователно паралелно или смесено свързване на батерии

Ако сте разбрали правилата и характеристиките на последователното свързване на батерийните клетки и сте разбрали принципа на сумиране на капацитета и тока при паралелно свързване, тогава няма да ви е трудно да свържете получените последователни възли паралелно или паралелни възли в серия.

Теоретично, за да се намали токът на саморазряд, изглежда по-добре да се свържат паралелно няколко предварително подготвени, правилно сглобени последователни вериги със същия капацитет без паралелно затваряне на съседни връзки. На практика обаче е по -лесно да се свържат множество паралелни възли заедно.

В резултат на това принципът на образуване на сглобка е следният: ако в смесена връзка броят на последователните клетки (в една верига от последователно свързани батерии) надвишава броя на паралелните клетки (тоест надвишава броя на веригите) , тогава веригите се комбинират паралелно.

Ако в смесена връзка броят на паралелните елементи надвишава броя на елементите във веригата, тогава паралелните възли се свързват последователно, след като се уверят, че капацитетът им е равен.