Zapojení baterií různých kapacit: sériová a paralelní schémata

Baterie lze připojit dvěma hlavními způsoby: sériově a paralelně. Každá z těchto metod má své vlastní charakteristiky a používá se v závislosti na požadovaných vlastnostech konečné baterie.

Sériové připojení

Když jsou baterie zapojeny do série, jejich kladný a záporný pól jsou zapojeny do série, to znamená, že kladný pól jedné baterie je spojen se záporným pólem další.

+ [Baterie 1] — + [Baterie 2] — + [Baterie 3] —

Napětí a kapacita

• Napětí: Součet. Pokud máte například tři baterie po 12V, celkové napětí bude 36V (12V + 12V + 12V).
• Kapacita: Zůstává na úrovni jedné baterie. Pokud máte například baterie s kapacitou 50 Ah, pak celková kapacita zůstane 50 Ah.

Paralelní připojení

V paralelním zapojení jsou všechny kladné póly baterií spojeny dohromady a všechny záporné póly jsou také spojeny dohromady.

+ [Baterie 1] + [Baterie 2] + [Baterie 3]

— [Baterie 1] — [Baterie 2] — [Baterie 3]

Napětí a kapacita

• Napětí: Zůstává na úrovni jedné baterie. Pokud máte například tři baterie po 12V, celkové napětí bude 12V.
• Kapacita: Lze shrnout. Pokud máte například baterie o kapacitě 50 Ah, pak bude celková kapacita 150 Ah (50 Ah + 50 Ah + 50 Ah).

Připojení baterií různých kapacit

Při připojování baterií různých kapacit je třeba zvážit několik důležitých bodů, aby byla zajištěna spolehlivost a bezpečnost baterií.

Sériové zapojení baterií různých kapacit

Zapojení baterií různých kapacit do série se nedoporučuje, protože to může vést k nerovnoměrnému vybíjení a přetížení menších baterií. V důsledku toho mohou takové baterie selhat rychleji.

• Baterie: 12 V 50 Ah a 12 V 30 Ah.
• Celkové napětí: 24V (12V + 12V).
• Celková kapacita bude omezena na kapacitu nejmenší baterie: 30 Ah.

Paralelní připojení baterií různých kapacit

Při paralelním zapojování baterií různých kapacit je třeba počítat s tím, že baterie musí mít stejné napětí. V opačném případě může být mezi bateriemi nerovnoměrný proud, který je poškodí.

• Baterie: 12 V 50 Ah a 12 V 30 Ah.
• Celkové napětí: 12V.
• Celková kapacita: 80 Ah (50 Ah + 30 Ah).

Praktická doporučení

Vyrovnání nabití

Před připojením baterií, zejména baterií s různou kapacitou, se doporučuje ujistit se, že mají stejnou úroveň nabití. To pomůže zabránit toku proudu mezi bateriemi a jejich poškození.

Použití balancerů

Pro udržení rovnoměrného nabíjení a vybíjení baterií v baterii můžete použít speciální zařízení – balancery. Pomáhají vyrovnat napětí mezi bateriemi a zabraňují jejich nerovnoměrnému stárnutí.

Shoda charakteristik

Pokud je to možné, snažte se používat baterie se stejnými vlastnostmi – kapacitou, napětím a vnitřním odporem. To zajistí stabilnější provoz baterií a prodlouží životnost baterií.

Závěr

Správné zapojení baterií do baterie je důležitým aspektem, na kterém závisí spolehlivost a účinnost celého systému. Při připojování baterií různých kapacit byste měli vzít v úvahu vlastnosti každého typu připojení a přijmout opatření k vyrovnání nabití. Pokud máte nějaké dotazy nebo potřebujete odbornou pomoc, specialisté CarAkb jsou vždy připraveni pomoci a poskytnout kvalifikovaná doporučení a služby pro údržbu a opravy baterií.

S pozdravem Artur Zhulikov, specialista na údržbu, diagnostiku a opravy baterií, společnost CarAkb

Než se pustíte do stavby baterie, je důležité pochopit rozdíl mezi paralelním a sériovým zapojením, jinak byste se mohli dostat do nebezpečné situace – zkratovat články baterie a případně způsobit požár.

Nebojte se, paralelní a sériové připojení jsou velmi snadno pochopitelné. Jakmile budete vědět, jak fungují, můžete se určitě vyhnout nebezpečným scénářům a postavit si baterii bezpečně.

<strong>Paralelní připojení</strong>

Začněme paralelními připojeními. Paralelní spojení mezi články baterie je spojení, ve kterém jsou všechny kladné póly článků spojeny dohromady a všechny záporné póly jsou také spojeny dohromady, ale odděleně od kladných.

Výše uvedený obrázek ukazuje jeden, dva a tři články zapojené paralelně. Teoreticky byste mohli spojit nekonečný počet článků paralelně tím, že je jednoduše seřadíte a spojíte všechny kladné a poté všechny záporné póly dohromady.

V paralelním zapojení bateriové prvky vy zvýšit jejich kapacitu. V podstatě vytváříte jednu velkou baterii z několika menších. Celková kapacita kombinovaných článků se rovná počtu paralelně zapojených článků vynásobenému kapacitou každého článku. Pokud například použijete 3,5Ah (3500mAh) články a zapojíte dva články paralelně, vytvořili jste jeden 7Ah článek. Pokud byste totéž udělali se třemi články, vytvořili byste článek 10,5Ah. To je znázorněno na obrázku níže.

Nyní tedy chápete, jak fungují paralelní připojení a jak je lze použít k vytvoření větších baterií s vyšší kapacitou. Takové velké baterie se často nazývají paralelní moduly nebo paralelní skupiny (někdy jen “moduly”, zkráceně “paralely”).

Mezinárodní označení „P“ (Paralelní).

Další výhodou vytváření paralelních skupin je, že mohou podporovat vyšší proudnež jednotlivé buňky, ze kterých jsou sestaveny. Řekněme, že články, které zapojíme paralelně, snesou každý 5 A. To znamená, že jeden článek může dodávat zátěž pouze 5 A, jinak se může přehřát. Pokud máme dva články zapojené paralelně, můžeme zdvojnásobit proudovou propustnost článků. Vytvořením tohoto dvoučlánkového modulu nyní můžeme napájet zátěž 10A Pokud zkombinujeme tři články paralelně, tento tříčlánkový modul může podporovat zátěž 15A a tak dále.

Takto můžete vytvořit baterie s větším výkonem jednoduše přidáním více článků paralelně. Dokonce i „slabé“ prvky zapojené paralelně mohou napájet výkonnou zátěž.

<strong>Sériová připojení</strong>

Nyní je čas mluvit o sériových připojeních. Sériová připojení jsou v podstatě opakem paralelních připojení. Při sériovém zapojení propojíte kladný pól jednoho článku se záporným pólem dalšího článku. Analogii lze nakreslit s uspořádáním baterií v běžné svítilně – jsou seřazeny a kladný konec jedné baterie je přitlačován k zápornému konci druhé.

Při použití sad E-WOLF nemůžete umístit baterie vodorovně, jako na obrázku výše. Místo toho použijete přípojnice k vytvoření stejného elektrického spojení, ale v jiné fyzické orientaci. Tímto způsobem budou články umístěny svisle, ale v elektrikářských podmínkách to bude stejné.

Obrázek níže ukazuje, jak můžete vytvořit sériové spojení mezi třemi bateriemi pomocí krytek E-WOLF.

Toto spojení lze prodlužovat, teoreticky neomezeně, a vytvářet tak dlouhá sériová spojení. Obrázek níže ukazuje osm článků zapojených do série.

Všimněte si, že v níže uvedeném schématu je každá sběrnice vytvářející sériové připojení proložena. Například horní část prvních dvou buněk je spojena, ale spodní části stejných prvních dvou buněk nejsou spojeny. Pro každou sběrnici vytvářející řetězové spojení v horní části buněk není stejné místo připojeno na spodní straně buněk a naopak. To je nesmírně důležité. Pokud byste propojili horní a spodní část článků, došlo by ke zkratu.

DŮLEŽITÉ: Pamatujte, že paralelní články jsou spojeny v horní i spodní části buněk pouze proto, že jsou obráceny stejným směrem. Když jsou články obráceny různými směry (v sériovém zapojení), musíte být opatrní, abyste nepropojili horní a spodní část stejných článků. Okamžitě poznáte, že jste udělali tuto chybu, protože tyče vytvoří jiskry, když se dotknou vývodů článků.

Sériová připojení nemění kapacitu článku měřenou v ampérhodinách, jako to dělají paralelní připojení. Místo toho sériová připojení mění napětí kombinované buňky.

Mezinárodní označení “S” (Series).

Například v našem příkladu máme skupinu 3 buněk. Pokud má každý z nich jmenovité napětí 3,7 V, pak jednoduše sečteme napětí všech článků v sérii. Pro náš modul nám to dá 3,7 V + 3,7 V + 3,7 V = 11,1 V Případně můžete vynásobit počet článků zapojených v sérii napětím každého článku. Takže pro modul s 8 články je napětí 29,6 V.

I když se při sériovém zapojení změní celkové napětí, ampérhodinová kapacita zůstane stejná. Celkově tedy 3článková baterie produkuje 11,1 V při 3,5 Ah.

<strong>Kombinace paralelního a sériového připojení</strong>

Pro sestavení baterie budete téměř jistě muset kombinovat paralelní i sériové zapojení. Paralelní připojení zvýší kapacitu baterie a sériové připojení zvýší napětí. Řízením počtu článků zapojených sériově a paralelně můžete získat vlastnosti, které vyhovují všem vašim potřebám.

Řekněme, že chceme postavit 36V 10Ah baterii. Začněme nádobou. Abychom dosáhli 10 Ah, budeme muset paralelně zapojit několik článků. Pokud máme 2 Ah články, tak budeme potřebovat pět článků, pokud máme 2,5 Ah články, budeme potřebovat čtyři články. Dále se podívejme na napětí. Pokud potřebujeme dosáhnout napětí 36 V, tak zapojením deseti 3,7 V článků do série dostaneme 37 V.

Existuje několik způsobů, jak vytvořit baterii, jako je tato, ale obecná metoda je nejprve vytvořit 10 paralelních skupin po třech článcích a poté je spojit do série. (Mezinárodní označení pro toto sestavení je 3p10s) . Se sadou E-WOLF jsme však mohli spojit všech 30 uzávěrů pro každou stranu, poté do nich umístit články a přitlačit obě strany uzávěrů k sobě. Pak je potřeba využít naše sběrnice pro sériové a paralelní připojení.

e-WOLF 3p10s

vlastní montáž