عند تشغيل المصادر الحالية المستقلة ، غالبًا ما تواجه المواقف عندما يكون من الضروري استخدام عدة عناصر متصلة في وقت واحد بطريقة معينة. هذا يتطلب معرفة معينة فيما يتعلق بميزات التدفق الحالي في دوائر مع العديد من مصادر الطاقة. تتناول هذه المقالة الفروق الدقيقة في طرق مختلفة لتوصيل البطاريات في بطارية مجموعة.
Sodrezhanie
لماذا توصيل البطاريات
تتطلب بعض الأجهزة ذاتية التشغيل قيم التيار والجهد التي يصعب توفيرها مع إمدادات الطاقة الكلفانية القياسية المتوفرة.
كقاعدة عامة ، هذه هي الحاجة لتيار خرج أكثر قوة ، وزيادة قيمة الجهد أو السعة. لحل هذه المشكلات ، يجب إنشاء تكوينات متعددة لاتصالات المصدر الحالي ، ولكل منها خصائصه الخاصة.
خيارات اتصال البطارية
هناك ثلاثة مخططات اتصال البطارية في التجميعات مع المعلمات المطلوبة:
- المسلسل - يضاف الجهد لجميع البطاريات.
- بالتوازي - تطوير القدرات.
- الجمع بين سلسلة موازية - لزيادة السعة والجهد.
تحتوي جميعها على ميزات معينة تحتاج إلى معرفتها لضمان السلامة والتشغيل طويل المدى للبطاريات والأجهزة التي تغذيها.
الشرط الرئيسي لجميع طرق التبديل هو استبعاد استخدام البطاريات المصنعة بواسطة تقنيات مختلفة في التجميع (على سبيل المثال ، لا يمكن توصيل Li-ion و Ni-Mh في نفس الوقت).
اتصال المسلسل البطارية
لضمان الجهد الكافي ووقت التشغيل المقبول للأجهزة الكهربائية ، غالبًا ما يتم استخدام البطاريات التي ترتبط فيها الأنودات والكاثودات للعناصر الفردية (الأقسام) بالتسلسل بواسطة الموصلات.
الأنود والكاثود من مصادر الطاقة القصوى للبطارية مجتمعة الناتجة هي الجمع بين زائد وناقص. بالنسبة للبطارية المصنوعة من عناصر متصلة بالسلسلة ، فإن الجهد الناتج يساوي مجموع الفولتية للمصادر الحالية المستخدمة. السعة الناتجة للبطارية الناتجة مساوية لتلك التي لديها أضعف البطاريات المتصلة. أثناء تشغيل هذا التجمع ، يتدفق التيار نفسه عبر كل عنصر (أثناء الشحن وخلال التفريغ).
من خلال توصيل ست بطاريات في سلسلة ، كل منها بجهد 1.2 فولت وسعة 1200 مللي أمبير في الساعة ، سيتم الحصول على مجموعة 6x1.2 = 7.2 فولت بسعة 1200 مللي أمبير في الساعة.
إذا كان التجمع سيستخدم عناصر ذات سعات مختلفة ، فإن العناصر ذات السعة المنخفضة سيكون لها مقاومة داخلية أعلى مقارنة بالآخرين. سيكون انخفاض الجهد عبرها أكبر ، مما سيؤدي إلى تفريغ سريع لأضعف عنصر في العملية.
في الوقت نفسه ، ستظل بطاريات التجميع الأكثر قوة قيد التشغيل وسيتم تشغيل المجموعة. سيؤدي ذلك إلى تفريغ قوي لأضعف البطارية ، مما يقلل من مواردها وقدراتها.
عند شحن هذا التجميع ، يتم شحن البطارية الأضعف قبل العناصر الأخرى ، ولكن نظرًا لحقيقة أن العناصر الأخرى لم يتم شحنها بعد ، فإن تيار الشحن سيستمر في التدفق من خلالها ، مما سيؤدي إلى زيادة الشحن وارتفاع درجة الحرارة.هذا أمر خطير بشكل خاص بالنسبة للبطاريات التي تحتوي على مركبات الليثيوم نظرًا لزيادة حساسيتها للزيادة المفرطة والتفريغ القوي.
! المهم في نهاية المطاف ، يؤدي التفريغ المتكرر باستمرار وإعادة شحن عنصر التجميع الضعيف إلى فشله بسرعة. لذلك ، في سلسلة اتصال ، ينبغي استخدام عناصر متساوية القدرات. لا يمكن تحقيق ذلك إلا عن طريق استخدام مصادر الطاقة المصنعة من قبل نفس الشركة المصنعة ، ويفضل أن يكون ذلك من نفس الدفعة.
من الأفضل شحن كل مصدر طاقة لبطارية التجميع بشكل منفصل ، أو استخدام شحنة معادلة مع التحكم في الجهد (التنظيم الحالي) على كل عنصر.
اتصال البطارية الموازي
في هذه الحالة ، يتم توصيل جميع الأنودات بموصل مشترك واحد ، والآخر كلها كاثودات للبطاريات المتصلة. يتم استخدام هذه الدائرة عند الحاجة إلى زيادة طاقة بطارية التجميع.
إجمالي السعة (التيار المُزود) للتجميع الناتج يساوي مجموع السعات (التيارات المارة) لمصادر القدرة المتصلة. سيكون جهدها مساوياً لجهد العنصر مع أكبر قوة دافعة كهربائية ، وسيكون نفسه في جميع مصادر البطارية الناتجة.
من خلال اتصال موازٍ لست بطاريات ، كل منها بجهد 1.2 فولت وسعة 1200 مللي أمبير ، سيتم الحصول على مجموعة من 1.2 فولت بسعة 6 * 1200 = 7200 مللي أمبير بالساعة.
تحذير! عندما يتم توصيل عدة مصادر متطابقة ذات جهد مختلف بشكل متوازٍ ، يتدفق التيار من مصدر ذي جهد أعلى إلى عنصر ذو جهد منخفض.
هذا له تأثير مدمر على أولئك الذين لديهم قدرة أقل. بسبب تدفق التيارات ، يحظر توصيل البطاريات التي يمكن التخلص منها بالتوازي ، مما يؤدي إلى شحن الخلايا ذات الجهد المنخفض ، أو ارتفاع درجة الحرارة ، أو تسريب المنحل بالكهرباء أو حتى الانفجار.
في حالة الاتصال الموازي للمصدر بجهد كبير بسعة صغيرة لعنصر ذي سعة أكبر ، ولكن مع انخفاض الجهد ، تحدث دائرة كهربائية قصيرة لبطارية ضعيفة من خلال مقاومة داخلية منخفضة لواحدة قوية. لهذا السبب ، يتدفق تيار قوي في مصدر ضعيف ، مما يؤدي إلى تدميره التدريجي.
في حالة الجهد العالي على بطارية ذات سعة أكبر ، تحدث شحنة قسرية لعنصر ضعيف ، الأمر الذي له أيضًا تأثير ضار عليها. بناءً على هذا ، قبل تجميع البطارية ، يوصى بمعادلة الفولتية لكل خلية من خلاياها بنفس القيمة.
! المهم للقضاء على التأثير المدمر للتيارات الفائضة عند توصيل البطاريات بشكل متوازٍ ، يجب استخدام البطاريات ذات الجهد نفسه.
سلسلة موازية اتصال البطاريات
إذا كنت تأخذ في الاعتبار قواعد توصيل البطاريات بالتجميعات التسلسلية والمتوازية ، يمكنك إنشاء خيارات مجمعة معقدة مع الاستخدام المتزامن لكلتا الطريقتين. يتيح لك ذلك زيادة السعة والجهد الناتج ، وهو أمر ضروري بشكل خاص في أنظمة الإمداد بالطاقة المستقلة والسيارات الكهربائية والأجهزة الأخرى التي تستهلك كميات كبيرة من التيار الكهربائي.
يمكن تجميع البطارية المركبة بطريقتين:
- يتم تجميع العدد المطلوب من التجميعات المتصلة بالسلسلة مع الجهد المطلوب ، ثم يتم دمجها في بطارية واحدة باستخدام التبديل الموازي.
- يتم إنشاء البطاريات ببطاريات متصلة متوازية ذات سعة مطلوبة ، والتي يتم تبديلها بعد ذلك بالتتابع حتى يتم ضبط الجهد المطلوب.
! المهم يجب أن يكون مفهوما أنه حتى لو تمت مراعاة جميع قواعد الاتصال ، فمن المستحيل اختيار البطاريات ذات الخصائص المتطابقة تمامًا. سيؤدي هذا حتماً إلى خلل في قيم السعة والجهد ، مما يؤدي بمرور الوقت إلى زيادة تآكل البطاريات الأضعف.
احتياطات اتصال
في جميع طرق توصيل البطارية ، يجب مراعاة عدد من الاحتياطات:
- راقب تدابير السلامة لتشغيل المنشآت الكهربائية لاستبعاد الصدمة الكهربائية (الشيء الرئيسي هو عدم إنشاء مسار حالي عبر جسم الإنسان):
- مراقبة قطبية الاتصال ؛
- لا تقم بإنشاء دوائر قصيرة.
- عند تجميع البطاريات ، افصل الحمل عنها ؛
- قم بتوصيل الشاحن بالبطارية عند فصلها عن الشبكة ؛
- يجب أن يتم العمل في ملابس وأحذية عازلة مناسبة ، بدون أشياء معدنية يمكن أن تسقط وتقطع دائرة الاتصال ؛
- لا تلمس أطراف البطارية بيديك ، خاصةً بيديك في أقطاب مختلفة (وهذا أمر خطير للغاية على البطاريات القوية ذات الجهد العالي) ؛
- استخدام أداة خاصة مع الأجزاء المعزولة ؛
- لا تعمل في حالة صحية سيئة ؛
- تأخذ في الاعتبار التيارات التي تمر عبر بطارية جمع والتحميل واستخدام الموصلات المناسبة للقطاع العرضي ؛
- عند توصيل العناصر ببطارية واحدة ، تأكد من الاتصال الموثوق والمعزول من التأثيرات الخارجية ؛
- لتوفير حماية موثوقة للبطاريات الجاهزة من دوائر قصيرة والرطوبة ؛
- استخدام البطاريات بنفس الخصائص ودرجة التآكل ؛
- تحقق بعناية البطارية تجميعها عن أخطاء تخفيف.
ما الذي يمكن أن يسبب أخطاء عند توصيل البطارية
للقضاء على الأخطاء عند توصيل البطاريات ، يُنصح باستخدام موصلات خاصة تقضي على أخطاء التبديل ، مثل محولات T-Plug. إذا كانت البطاريات متصلة بشكل غير صحيح في نفس المجموعة ، فيمكن حدوث أخطاء قد تؤدي إلى عواقب وخيمة:
- مع اتصال متوازي ، يتم تشكيل دائرة قصيرة الدائرة ، ونتيجة لذلك سيحدث تفاعل كيميائي عنيف في البطاريات ، مما سيؤدي بسرعة كبيرة إلى تسرب المنحل بالكهرباء أو تشوه السكن أو الحريق أو حتى الانفجار ؛
- عند الاتصال في سلسلة ذات قطبية خاطئة ، تكون الدائرة مفتوحة ، ولكن عندما يكون الحمل متصلاً ، قد يظهر تيار عكسي من خلال العنصر المتصل بشكل غير صحيح ، مما يؤدي إلى إتلافه ؛
- مع دائرة قصيرة طويلة من واحدة أو عدة بطاريات ، اشتعال العزل ، ذوبان الموصلات ، رد فعل عنيف داخل البطارية ، تسرب الكهارل ، تشوه السكن ، النار أو الانفجار أمر لا مفر منه ؛
- مع وجود دائرة قصر قصيرة المدى لجهات الاتصال ، ستظل البطارية جاهزة للعمل ، ولكن قد يحدث انخفاض في السعة ، مما يؤدي إلى تدهور حالة الأقطاب الكهربائية داخل البطارية.
- عند استخدام الموصلات غير المصممة لتيارات العمل ، سوف ترتفع درجة حرارتها ، وسوف يذوب عزلها ، مما قد يؤدي إلى ماس كهربائى وما يترتب على ذلك من عواقب.
لديك أسئلة أو لديك شيء لإضافته؟ ثم اكتب لنا عن ذلك في التعليقات ، وهذا سيجعل المواد أكثر اكتمالا ودقة.
على الهاتف الذكي ، لم يسخن الجهاز اللوحي البطارية أبدًا