Aansluitschema's voor batterij

Een gecombineerde groep batterijen wordt een celbatterij of gewoon een galvanische batterij genoemd. Er zijn twee hoofdmanieren om cellen op batterijen aan te sluiten: series en parallel.

In het kader van dit artikel beschouwen we de kenmerken van series en parallelle aansluiting van batterijen. Er zijn verschillende situaties waarin het nodig kan zijn om de totale capaciteit te verhogen of de spanning te verhogen door gebruik te maken van een parallelle of seriële verbinding van meerdere batterijen op de batterij, en u moet altijd de nuances onthouden.

Een parallelle verbinding omvat het combineren van de positieve polen van de batterijen met een gemeenschappelijk pluspunt van het circuit, en alle negatieve polen met een gemeenschappelijke min, d.w.z. verbind alle positieve polen van de elementen met één gemeenschappelijke draad, en alle negatieve polen met een andere gemeenschappelijke draad. De uiteinden van de gemeenschappelijke draden van een dergelijke batterij zijn verbonden met een extern circuit - met de ontvanger.

De essentie van een opeenvolgende methode voor het verbinden van batterijen, zoals de naam al aangeeft, is dat alle genomen elementen met elkaar zijn verbonden in een enkele opeenvolgende keten, d.w.z. de positieve pool van elk element is verbonden met de negatieve pool van elk volgend element.

Als resultaat van een dergelijke verbinding wordt een gemeenschappelijke batterij verkregen waarin het negatieve uiteinde vrij blijft voor een extreem element en de positieve conclusies voor het tweede. Met behulp van hun batterij en is opgenomen in het externe circuit - in de ontvanger. Laten we dit nu in meer detail bespreken.

Een parallelle aansluiting van de batterijen geeft een combinatie van capaciteiten, en met gelijke aanvangsspanning op elk van de batterijen die deel uitmaken van de daaruit samengestelde batterij, is de capaciteit van de samengestelde batterij gelijk aan de som van de capaciteiten van deze batterijen. Met gelijke capaciteiten van de gecombineerde batterijen, is het voldoende om het aantal batterijen waaruit de batterij bestaat te vermenigvuldigen met de capaciteit van één batterij in de assemblage.

Parallelle verbinding:

Ongeacht hoeveel elementen we parallel aansluiten, hun totale spanning zal altijd gelijk zijn aan de spanning van één element, maar dan kan de sterkte van de ontladingsstroom worden verhoogd, zoveel keer als zoveel elementen in de batterij worden opgenomen, als alle elementen in de batterij van hetzelfde type zijn.

Als u de batterijen in serie aansluit, krijgt u een batterij met dezelfde capaciteit als de capaciteit van een van de batterijen in de batterij, op voorwaarde dat de capaciteiten gelijk zijn. In dit geval zal de spanning van de batterij gelijk zijn aan de som van de spanningen van elk van de batterijen waaruit de batterij bestaat.

Als batterijen van gelijke capaciteit en spanning gelijk op het moment van aansluiting in serie worden aangesloten, is de spanning van de batterij verkregen door serieverbinding het product van de spanning van één batterij en het aantal batterijen waaruit het serieschakeling bestaat.

Seriële verbinding:

Wanneer de elementen in serie worden geschakeld, tellen ook de waarden van hun interne weerstanden op. Daarom is het, ongeacht de grootte van de spanning, van een gecompileerde batterij mogelijk om alleen dezelfde stroomsterkte te verbruiken als een element dat deel uitmaakt van deze batterij. Dit is begrijpelijk, omdat bij een serieverbinding de stroom door elk element gaat, dat door de hele batterij gaat.

Door de elementen in serie aan te sluiten en hun totale aantal te verhogen, is het dus mogelijk om de batterijspanning tot elke limiet te verhogen, maar de ontlaadstroomsterkte van de batterij zal hetzelfde blijven als die van een afzonderlijk element in de samenstelling.

Zowel in parallel als in serieverbinding is de totale energie van de batterij gelijk aan de som van de energieën van alle batterijen waaruit de batterij bestaat.

Dus waarom worden batterijen gecombineerd tot batterijen? Het punt is dat er in elk circuit verliezen zijn die verband houden met de verwarming van geleiders. En met dezelfde weerstand van de geleider, als u een bepaald vermogen wilt overbrengen, is het veel winstgevender om vermogen op een hoge spanning over te brengen, dan heeft de stroom minder nodig en zijn de ohmse verliezen minder.

Om deze reden gebruiken krachtige, ononderbreekbare voedingen batterijen van in serie geschakelde accu's voor een totale spanning van enkele tientallen volt, en geen parallel circuit van 12 volt. Hoe hoger de spanning van de bron, hoe hoger de efficiëntie van de omzetter.

Wanneer een aanzienlijke stroom nodig is en een beschikbare batterij niet voldoende is voor het beoogde doel, wordt de batterijcapaciteit vergroot door gebruik te maken van de parallelle verbinding van meerdere batterijen.

Het is niet altijd economisch haalbaar om de batterij te vervangen door een nieuwe met een grotere capaciteit, en soms is het voldoende om een ​​andere parallel aan te sluiten en de broncapaciteit naar de benodigde te vergroten. sommige ononderbroken voedingen hebben compartimenten voor het installeren van extra batterijen parallel aan de bestaande, om de energiebron van de omzetter te vergroten.

Waar moet rekening mee worden gehouden bij het combineren van batterijen in een serieel circuit? Batterijen met verschillende capaciteiten (vervaardigd met dezelfde technologie, bijvoorbeeld loodzuur) worden gekenmerkt door interne weerstand. Hoe hoger de capaciteit, hoe lager de interne weerstand, de afhankelijkheid is hier bijna omgekeerd evenredig.

Om deze reden, als u batterijen van verschillende capaciteiten in serie aansluit en het laadcircuit of laadcircuit sluit, zal de stroom in het circuit overal hetzelfde zijn, maar de spanningsval zal anders zijn. En op sommige van de batterijen van de batterij zal de spanning tijdens het laden veel hoger zijn dan de nominale waarde, wat gevaarlijk is, en bij het ontladen zal het veel lager zijn dan de ondergrens, die schadelijk is. Laten we een voorbeeld nader bekijken, laten zien waar dit beladen mee is.

Laten we 10 batterijen tot onze beschikking hebben, elk met een nominale spanning van 12 volt, 9 hebben een capaciteit van 20 ampère-uren en één 10 ampère-uren. We hebben besloten om ze in serie aan te sluiten, en op te laden vanaf de lader met regeling van de laadstroom, de stroom in te stellen op 2 ampère. lader zo geconfigureerd dat het stopt met laden wanneer de batterijspanning de 138 volt-markering overschrijdt, op basis van een gemiddelde van 13,8 volt voor elke batterij in de seriële batterij. Wat gaat er gebeuren?

Voor elke batterij biedt de fabrikant een laadkarakteristiek, waar u kunt zien hoeveel stroom en hoe lang u de batterij moet opladen.

Het is duidelijk dat een batterij met 2 keer minder capaciteit bij een stroomsterkte van 2 ampère dezelfde hoeveelheid energie ontvangt als batterijen met een grotere capaciteit, maar de spanningsverhoging daarop zal ongeveer drie keer sneller gaan. Dus na 3 uur zal de kleine batterij zijn tol eisen, terwijl grote batterijen nog eens 6 uur moeten worden opgeladen.

Maar de spanning op de kleine batterij is al over de rand gegaan, het zou in de spanningsstabilisatiemodus moeten worden gezet, dit gebeurt niet op onze lader. Uiteindelijk zal het gasrecombinatiesysteem in de batterij niet de helft van de capaciteit weerstaan, zullen de kleppen worden afgescheurd en zal de batterij vocht verliezen, capaciteit verliezen, terwijl grote batterijen nog steeds onderladen zijn.

Conclusie: alleen batterijen van gelijke capaciteit, van dezelfde technologie, van dezelfde ontladingsstatus kunnen opeenvolgend worden opgeladen.

Stel nu dat we hetzelfde seriecircuit ontladen. Aanvankelijk heeft elke batterij 13,8 volt en is de ontlaadstroom 2 ampère. Diepe ontladingsbescherming opent het circuit bij 72 volt, d.w.z. dat ten minste 7,2 volt per batterij wordt verondersteld. Na 4 uur is de kleine batterij volledig ontladen en bij grote is er nog 12 volt en bescherming tegen diepe ontlading zal de truc niet behouden.Een kleine batterij verliest al onherroepelijk een deel van zijn capaciteit.

Daarom kunnen alleen batterijen van gelijke capaciteit in serie worden geschakeld als u ze niet wilt bederven. Het is het beste om de batterijen van dezelfde serie in serie aan te sluiten en hun capaciteiten eerst te controleren met een batterijtester om ervoor te zorgen dat de capaciteiten van de batterijen waaruit u een seriële batterij gaat assembleren bijna gelijk zijn.

Maar parallel om batterijen van verschillende capaciteiten aan te sluiten is acceptabel. Natuurlijk, op voorwaarde dat de spanningen op hun terminals gelijk zijn. Bij een parallelle verbinding spelen de batterijcapaciteiten geen rol, omdat de interne weerstand van de batterijen parallel wordt aangesloten en de maximale laad- of ontlaadstroom voor elke batterij verschillend is. Ze werken synchroon.

Er zijn echter stroombeperkingen voor de batterijaansluitingen en voor elke specifieke batterij, de aansluitingen zijn mogelijk niet bestand tegen de continue stroom die de batterij in principe kan geven, het is belangrijk om dit niet te vergeten. In de technische documentatie voor de batterij worden deze parameters aangegeven.

Als op het moment van het aansluiten van twee batterijen, die sterk verschillen in capaciteit, hun spanningen aanzienlijk verschillen, is een korte overstroom van een van de batterijen onvermijdelijk. Als de spanning hoger is voor een batterij met een kleinere capaciteit, dan zal de herverdeling van de lading op het moment van aansluiting een korte kortsluitstroom veroorzaken en kan deze snel leiden tot vernietiging.

Als de spanning hoger is voor een batterij met een grotere capaciteit, loopt opnieuw een batterij met een kleinere capaciteit het risico, omdat deze de lading in de overbelastingsmodus overneemt. Daarom is het het beste om de batterijen parallel aan te sluiten, nadat u de spanning erop hebt uitgelijnd, en door de volgende stap om ze te combineren in een batterij.

We hopen dat ons artikel nuttig voor u was en nu weet u hoe het mogelijk is en hoe u de batterijen niet kunt aansluiten en met welk doel dit meestal wordt gedaan.