Диаграми за свързване на батерията

Комбинирана група батерии се нарича клетъчна батерия или просто галванична батерия. Има два основни начина за свързване на клетките към батериите: серия и паралел.

В рамките на тази статия, ние разглеждаме характеристиките на серия и паралелно свързване на батерии. Има различни ситуации, при които може да е необходимо да увеличите общия капацитет или да увеличите напрежението, като прибягвате до паралелно или серийно свързване на няколко батерии към батерията и винаги трябва да помните нюансите.

Паралелна връзка включва комбиниране на положителните клеми на батериите с обща плюс точка на веригата и всички отрицателни клеми с общ минус, т.е. свързване на всички положителни клеми на елементите към един общ проводник, а всички отрицателни клеми към друг общ проводник. Краищата на общите проводници на такава батерия са свързани към външна верига - към приемника.

Същността на последователния метод за свързване на батерии, както подсказва името му, е, че всички взети елементи са свързани заедно в една последователна верига, т.е. положителният полюс на всеки елемент е свързан с отрицателния полюс на всеки следващ елемент.

В резултат на такава връзка се получава една обща батерия, в която отрицателният край остава свободен за един крайен елемент, а положителните заключения за втория. С помощта на тяхната батерия и се включва във външната верига - в приемника. На следващо място, нека поговорим за това по-подробно.

Паралелно свързване на батериите дава комбинация от капацитети и при еднакво първоначално напрежение на всяка от батериите, включени в сглобената от тях батерия, капацитетът на композитната батерия е равен на сумата от капацитета на тези батерии. При еднакъв капацитет на комбинираните батерии, за да намерите капацитета на батерията, е достатъчно да умножите броя на батериите, съставляващи батерията, по капацитета на една батерия в монтажа.

Паралелна връзка:

Без значение колко елементи свързваме паралелно, тяхното общо напрежение винаги ще бъде равно на напрежението на един елемент, но тогава силата на тока на разреждане може да се увеличи толкова пъти, колкото много елементи ще бъдат включени в батерията, ако само всички елементи в акумулатора са от един и същи тип.

Свързвайки батериите последователно, вземете батерия със същия капацитет като капацитета на една от батериите, включени в батерията, при условие че капацитетът е равен. В този случай напрежението на батерията ще бъде равно на сумата от напреженията на всяка от батериите, съставляващи батерията.

Ако батериите с равен капацитет и напрежение, равни по време на свързването, са свързани последователно, тогава напрежението на батерията, получено чрез серийно свързване, ще бъде произведено от напрежението на една батерия и броя на батериите, съставляващи серийната верига.

Последователна връзка:

Когато елементите са свързани последователно, стойностите на техните вътрешни съпротивления също се сумират. Следователно, независимо от величината на неговото напрежение, от съставена батерия е възможно да се консумира само същата сила на тока, както е проектиран един елемент, който е част от тази батерия. Това е разбираемо, тъй като при серийна връзка токът преминава през всеки елемент, който преминава през цялата батерия.

По този начин, свързвайки елементите последователно, увеличавайки техния общ брой, е възможно да се увеличи напрежението на акумулатора до всякакви граници, но силата на тока на разреждане на батерията ще остане същата като тази на един отделен елемент, включен в състава му.

Както паралелно, така и последователно, общата енергия на батерията е равна на сумата от енергиите на всички батерии, които съставят батерията.

И така, защо батериите се комбинират в батерии? Работата е там, че във всяка верига има загуби, свързани с нагряването на проводниците. И със същото съпротивление на проводника, ако искате да прехвърлите определена мощност, е много по-изгодно да предавате мощност при високо напрежение, тогава токът ще се нуждае от по-малко, а омичните загуби ще бъдат по-малко.

Поради тази причина мощните непрекъсваеми захранващи устройства използват батерии от серийно свързани акумулатори за общо напрежение от няколко десетки волта, а не за паралелна верига от 12 волта. Колкото по-високо е напрежението на източника, толкова по-висока е ефективността на преобразувателя.

Когато е необходим значителен ток и една налична батерия не е достатъчна по предназначение, капацитетът на батерията се увеличава, като се прибягва до паралелното свързване на няколко батерии.

Не винаги е икономически изгодно да замените батерията с нова с по-голям капацитет, а понякога е достатъчно да свържете паралелно друга и да увеличите капацитета на източника до необходимия. някои непрекъсваеми захранващи устройства имат отделения за инсталиране на допълнителни батерии, успоредни на съществуващите, с цел увеличаване на енергийния ресурс на преобразувателя.

Какво трябва да се има предвид при комбинирането на батерии в серийна верига? Батериите с различен капацитет (произведени по една и съща технология, например оловно-киселинна) се характеризират с вътрешна устойчивост. Колкото по-голям е капацитетът, толкова по-ниско е вътрешното съпротивление, зависимостта тук е почти обратно пропорционална.

Поради тази причина, ако свържете последователно батерии с различен капацитет и затворите веригата за натоварване или зареждащата верига, токът във веригата ще отиде един и същ навсякъде, но спада на напрежението ще бъде различен. А при някои от батериите на батерията напрежението по време на зареждане ще бъде много по-високо от номиналната стойност, което е опасно, а при разреждане ще бъде много по-ниско от долната граница, което е вредно. Нека разгледаме допълнителен пример, покажете с какво това е изпълнено.

Нека имаме на разположение 10 батерии, всяка с номинално напрежение 12 волта, 9 от тях са с капацитет 20 амперчаса, а една 10 ампера. Решихме да ги свържем последователно и зареждаме от зарядното устройство с контрол на тока на зареждане, зададохме тока на 2 ампера. зарядно конфигуриран така, че да спира зареждането, когато напрежението на батерията пресече 138-волтовата марка, въз основа на средно 13,8 волта за всяка батерия в серийната батерия. Какво ще стане?

За всяка батерия производителят предоставя характеристика за зареждане, където можете да видите колко ток и за колко време трябва да зареждате батерията.

Очевидно е, че батерията 2 пъти по-малък капацитет при ток от 2 ампера ще поеме същата енергия като батериите с по-голям капацитет, но увеличението на напрежението върху нея ще отиде около три пъти по-бързо. И така, след 3 часа малката батерия ще поеме таксата си, в същото време големите батерии ще трябва да се зареждат още 6 часа.

Но напрежението на малката батерия вече е преминало от ръба, трябва да се включи в режим на стабилизация на напрежението, това не се прави на нашето зарядно. В крайна сметка системата за рекомбинация на газ в батерията няма да издържи половината от капацитета, клапаните ще се разкъсат, а батерията ще започне да губи влага, да губи капацитет, докато големите батерии все още ще бъдат недозаредени.

Заключение: последователно могат да се зареждат само батерии с еднакъв капацитет, от същата технология, със същото състояние на разреждане.

Сега нека предположим, че разтоварваме една и съща серийна верига. Първоначално всяка батерия има 13,8 волта, а разрядният ток е 2 ампера. Защитата от дълбоко разреждане ще отвори веригата при 72 волта, т.е. поне 7,2 волта на батерия. След 4 часа малката батерия ще бъде напълно разредена, а при големите все още ще има 12 волта, а защитата срещу дълбоко разреждане няма да поддържа трика.Малка батерия вече ще загуби необратимо част от капацитета си.

Ето защо само батерии с еднакъв капацитет могат да бъдат свързани последователно, ако не искате да ги разваляте. Най-добре е да свържете батериите от една и съща партида последователно и да проверите първо капацитета им с тестер на батерията, за да сте сигурни, че капацитетът на батериите, от които ще сглобите серийна батерия, е почти равен.

Но паралелно за свързване на батерии с различен капацитет е приемливо. Разбира се, при условие че напреженията на техните клеми са равни. При паралелна връзка капацитетът на батерията няма да играе роля, тъй като вътрешното съпротивление на батериите ще бъде свързано паралелно и всяка батерия ще има максимален заряд или разряден ток, те ще работят синхронно.

Въпреки това има ограничения на тока за клемите на акумулатора и за всяка конкретна батерия терминалите може да не издържат на непрекъснатия ток, който батерията може да даде по принцип, важно е да не забравяте за това. В техническата документация за батерията са посочени тези параметри.

Ако в момента на свързване на две батерии, които се различават значително по капацитет, напреженията им се различават значително, кратковременният свръхток на една от батериите е неизбежен. Ако напрежението е по-високо за батерия с по-малък капацитет, тогава преразпределението на заряда към момента на свързване ще доведе до ток на късо съединение в него и може бързо да доведе до неговото разрушаване.

Ако напрежението е по-високо за батерия с по-голям капацитет, тогава отново има риск от батерия с по-малък капацитет, тъй като в режим на претоварване ще се зарежда. Затова е най-добре да свържете батериите паралелно, като предварително предварително изравните напрежението върху тях, и до следващата стъпка да ги комбинирате в батерия.

Надяваме се, че нашата статия е била полезна за вас, а сега знаете как е възможно и как е невъзможно да свържете батериите и с каква цел обикновено се прави.