Serie, parallel og blandet tilslutning af batterier
Alle sammen batteri, afhængigt af dens type, har visse pasværdier: nominel spænding, maksimal strøm, optimal strøm, nominel kapacitet. Bemærk, at disse pasværdier kun er korrekte, hvis producentens anbefalede driftstilstand for batteriet overholdes, og kun for de batterier, hvis livsressource langt fra er opbrugt.
Det sker også, at det er nødvendigt med det samme at opnå mere ud af batteriet, end det er i stand til ifølge passet. Derfor, for at øge kapaciteten, driftsstrømmen eller spændingen, tyr de ofte til serie-, parallel- og nogle gange blandet (serie-parallel) forbindelse af batterier (celler, celler).
Så for lithium-ion- og lithium-polymer-batterier vil den nominelle spændingsværdi for en celle være 3,7 V, for bly-syre-batterier - 2,1 V, for nikkel-zink - 1,6 V, og for nikkel-cadmium og nikkelmetalhydrid - 1,2 V.
Hvad angår batteriets kapacitet og optimale strøm, afhænger disse parametre af mange designparametre: på elektrodernes område, på cellens volumen, på elektrolyttens tæthed osv.
Hvis det er nødvendigt at opnå en højere driftsspænding, så kobles battericellerne i serie, hvis der er behov for høj kapacitet og strøm, parallelt, hvis det er nødvendigt at øge kapaciteten og øge spændingen, brug serie-parallel forbindelse af batterier.
Serietilslutning af batterier og dets egenskaber
Helt fra begyndelsen er det nødvendigt at forstå, at for batterier forbundet i serie - vil strømmen gennem hvert batteri i en sådan enhed (batteri) altid være lig med strømmen gennem hele knudepunktet og uanset om batteriet aflades ved det. øjeblik eller opladning.
Af denne grund anbefales det kraftigt kun at tilslutte batterier af samme type (eller sæt) med samme kapacitet (rigtige!) i serie.
Hvorfor er de samme type? Fordi minimum (som du kan aflade) og maksimum (som du kan oplade) spænding for hver celle skal være den samme.
Lad os nu beskæftige os med spørgsmålet, hvorfor det er nødvendigt, at de serieforbundne kapacitanser også skal være de samme.
Hvis batterier med forskellig kapacitet er forbundet i serie, vil cellen med den mindste kapacitet under afladningsprocessen aflades hurtigere end de andre og kan nå det punkt, at der opstår en dyb afladning i en af cellerne, der danner samlingen, mens de andre celler kan stadig frigives sikkert.Dette vil forstyrre driften af hele batteriet af batterier, dets spænding vil falde, og kapaciteten kan simpelthen ikke realiseres tilstrækkeligt i belastningen.
Og i færd med at oplade en sådan ujævn knude vil følgende ske: battericellen med den mindste kapacitet vil allerede blive opladet til den nødvendige spænding, mens naboerne med en større kapacitet forbliver uopladede.
For at forhindre en sådan ubehagelig udvikling af begivenheder (det sker, at nogle af cellerne, selv under korrekt drift, mister deres oprindelige kapacitet tidligere end andre), er opladeren (eller samlingen) udstyret med en udlignende lade-afladningscontroller, som beskytter cellerne fra kritiske tilstande.
På den ene eller anden måde, før du tilslutter batterierne i en serieinstallation, skal du måle kapaciteten af hver med en speciel enhed, som er kendt af alle og er bredt tilgængelig på markedet.
I ampere-timer (Ah) eller milliampere-timer (mAh), vil batterikapaciteten, der er resultatet af seriekobling af identiske batterier, være lig med kapaciteten af en enkelt celle, der udgør et seriebatteri.
Den nominelle strøm, ligesom kapacitansen, vil være lig med mærkestrømmen af en enkelt celle. Den nominelle spænding (i volt) og energien (i watt-timer) vil være lig med summen af henholdsvis nominelle spændinger og watt-timer for alle de celler, der udgør batteriet.
Parallelforbindelse af batterier og dets egenskaber
Parallelforbindelsen af batterier bruges, når spændingen skal forblive som den er, men samtidig øge den samlede kapacitet og dermed anlæggets mærkestrøm.
Celler med samme nominelle spændinger kan tilsluttes parallelt, det er også meget ønskeligt, at de er af samme type (så at virkningen af driftsbetingelser på kapaciteten og på strømkarakteristika for alle celler er omtrent den samme).
På tidspunktet for tilslutningen er det også ønskeligt at udligne strømspændingerne for at reducere de udligningsstrømme, der uundgåeligt vil opstå, når cellernes polklemmer lukkes parallelt.
Kapaciteten af det resulterende modul i ampere-timer, dets driftsstrøm såvel som den lagrede energi i watt-timer vil være lig med summen af dem for hver af cellerne, der danner samlingen.
Når battericeller forbindes parallelt, er det også vigtigt at huske, at den resulterende selvafladningsstrøm for en parallelknude vil være højere end summen af selvafladningsstrømmene, der er karakteristiske for hver celle individuelt, da nogle af cellerne i sættet vil udlades med -hurtigt og mere modstandsdygtigt over for selvafladning, vil cellerne udlades ikke kun gennem sig selv, men også gennem deres naboer, hele tiden, så at sige, oplade dem.
Serie parallel eller blandet tilslutning af batterier
Hvis du forstod reglerne og funktionerne for serieforbindelse af battericeller og forstod princippet om summering af kapacitet og strøm i parallel forbindelse, så vil det ikke være svært for dig at forbinde de resulterende serieknuder i parallelle eller parallelle noder i serie.
Teoretisk set, for at reducere selvafladningsstrømmen, synes det bedre at parallelkoble flere tidligere forberedte, korrekt monterede seriekredsløb med samme kapacitet uden parallel lukning af tilstødende forbindelser.Men i praksis er det nemmere at forbinde flere parallelle noder sammen.
Som et resultat er princippet om samlingsdannelse som følger: hvis antallet af celler i serie (i et kredsløb af batterier forbundet i serie) i en blandet forbindelse overstiger antallet af celler parallelt (det vil sige overstiger antallet af kredsløb ), så kombineres kredsløbene parallelt.
Hvis antallet af parallelle elementer i en blandet forbindelse overstiger antallet af elementer i kredsløbet, så er de parallelle knudepunkter forbundet i serie efter at have sikret sig, at deres kapacitet er ens.