Bateriju sērijas un paralēlais savienojums

Darbojoties ar autonomajiem strāvas avotiem, bieži rodas situācijas, kad ir nepieciešams vienlaikus izmantot vairākus noteiktā veidā savienotus elementus. Tas prasa noteiktas zināšanas par strāvas plūsmas īpatnībām ķēdēs ar vairākiem barošanas avotiem. Šajā rakstā tiek apskatītas dažādu bateriju pievienošanas kombinētajā akumulatorā iegūšanas metožu nianses.

Kāpēc jāpievieno baterijas?

Dažām pašpiedziņas ierīcēm ir vajadzīgas strāvas un sprieguma vērtības, kuras ir grūti nodrošināt ar pieejamajiem standarta galvaniskajiem barošanas avotiem.

Parasti tas prasa jaudīgāku izejas strāvu, palielinātu sprieguma vai kapacitātes vērtību. Lai atrisinātu šīs problēmas, ir nepieciešams izveidot dažādas pašreizējo avotu savienojumu konfigurācijas, kurām katrai ir savas īpašības.

Akumulatora pievienošanas iespējas

Komplektācijā ir trīs akumulatora pievienošanas shēmas ar nepieciešamajiem parametriem:

1. Seriālais - tiek pievienots visu bateriju spriegums;
2. Paralēli - attīstās spēja;
3. Kombinētas virknes-paralēlas - lai palielinātu kapacitāti un spriegumu.

Visiem no tiem ir noteiktas funkcijas, kas jums jāzina, lai nodrošinātu bateriju un baroto ierīču drošību un ilgstošu darbību.

Visu pārslēgšanas metožu galvenā prasība ir izslēgt akumulatoru izmantošanu, kas izgatavoti no dažādām tehnoloģijām (piemēram, Li-ion un Ni-Mh nevar vienlaikus savienot).

Baterijas seriālais savienojums

Lai nodrošinātu pietiekamu spriegumu un pieņemamu elektrisko ierīču darbības laiku, bieži tiek izmantotas baterijas, kurās atsevišķu elementu (sekciju) anodi un katodi ir savienoti virknē viens ar otru ar vadītājiem.

Iegūtā kombinētā akumulatora galējo enerģijas avotu anods un katods ir tā kopīgais plus un mīnuss. Akumulatoram, kas izgatavots no sērijveidā savienotiem elementiem, iegūtais spriegums ir vienāds ar izmantoto strāvas avotu spriegumu summu. Iegūtā akumulatora jauda ir vienāda ar to, kurai ir vājākā no pievienotajām baterijām. Šādas mezgla darbības laikā caur katru elementu plūst viena un tā pati strāva (gan uzlādes, gan izlādes laikā).

Savienojot sešas baterijas virknē, katrai no tām ir spriegums 1,2 volti un ietilpība 1200 mAh, iegūs 6x1,2 = 7,2 v montāžu ar ietilpību 1200 mAh.

Ja montāžā tiks izmantoti elementi ar dažādu ietilpību, tad tiem, kuriem ir mazāka ietilpība, būs augstāka iekšējā pretestība nekā citiem. Sprieguma kritums pāri tiem būs lielāks, kas novedīs pie procesa vājākā elementa ātras izlādes.

Tajā pašā laikā joprojām darbosies jaudīgākas montāžas baterijas, un montāža tiks darbināta. Tas novedīs pie spēcīgākās vājākās akumulatora izlādes, kas samazinās tā resursus un ietilpību.

Uzlādējot šādu komplektu, vājākais akumulators tiek uzlādēts pirms citiem elementiem, taču sakarā ar to, ka citi vēl nav uzlādēti, lādēšanas strāva turpinās plūst caur to, kas novedīs pie pārmērīgas uzlādes un pārkaršanas.Tas ir īpaši bīstami akumulatoriem, kas satur litija savienojumus, jo tiem ir paaugstināta jutība pret pārmērīgu uzlādi un spēcīga izlāde.

Svarīgi! Galu galā pastāvīgi atkārtota pastiprināta izlāde un vāja montāžas elementa uzlādēšana ātri novedīs pie tā kļūmes. Tāpēc virknes savienojumā jāizmanto vienlīdzīgas ietilpības elementi. To var panākt, tikai izmantojot viena un tā paša ražotāja ražotus barošanas avotus, vēlams, no vienas partijas.

Labāk ir uzlādēt katru samontētā akumulatora enerģijas avotu atsevišķi vai katram elementam izmantot izlīdzinošu lādiņu ar sprieguma kontroli (strāvas regulēšana).

Paralēlais akumulatora savienojums

Šajā gadījumā visi anodi ir savienoti ar vienu kopīgu vadītāju, un ar otru visi ir savienoto bateriju katodi. Šī shēma tiek izmantota, ja ir nepieciešams palielināts savākšanas akumulatora jauda.

Iegūtā mezgla kopējā jauda (pievadītā strāva) ir vienāda ar pievienoto enerģijas avotu jaudu (caurlaides strāvas) summu. Tās spriegums būs vienāds ar elementa spriegumu ar lielāko elektromotora spēku, un tas būs vienāds visiem iegūtās akumulatora avotiem.

Ar paralēlu savienojumu sešas baterijas, no kurām katrai ir spriegums 1,2 volti un ietilpība 1200 mAh, tiks iegūts montāža 1,2v ar ietilpību 6 * 1200 = 7200 mAh.

Uzmanību! Ja paralēli ir savienoti vairāki identiski avoti ar atšķirīgu spriegumu, strāva plūst no avota ar augstāku spriegumu uz elementu ar zemāku spriegumu.

Tas postoši ietekmē tos, kuriem ir mazāka jauda. Sakarā ar straumju plūsmu ir aizliegts paralēli savienot vienreizējās lietošanas baterijas, kurās tas noved pie šūnu uzlādes ar zemāku spriegumu, to pārkaršanu, elektrolīta noplūdi vai pat eksploziju.

Avota ar nelielu mazu jaudu lielu spriegumu paralēla savienojuma gadījumā ar lielākas ietilpības elementu, bet ar zemāku spriegumu vāja akumulatora elektrisks īssavienojums notiek caur spēcīga zemāku iekšējo pretestību. Sakarā ar to vājā avotā plūst spēcīga strāva, kas noved pie tā pakāpeniskas iznīcināšanas.

Augsta sprieguma gadījumā akumulatoram ar lielāku ietilpību notiek vāja elementa piespiedu lādēšana, kas arī tam kaitē. Balstoties uz to, pirms akumulatora salikšanas ieteicams katra akumulatora elementa spriegumus izlīdzināt ar vienādu vērtību.

Svarīgi! Lai novērstu pārpildīto strāvu postošo iedarbību, kad baterijas ir savienotas paralēli, ir jāizmanto baterijas ar tādu pašu spriegumu.

Bateriju virknes paralēlais savienojums

Ja ņemat vērā noteikumus par akumulatoru pievienošanu sērijas un paralēlajiem mezgliem, vienlaikus izveidojot abas metodes, varat izveidot sarežģītas kombinētās iespējas. Tas ļauj palielināt iegūto kapacitāti un spriegumu, kas ir īpaši nepieciešams autonomās energoapgādes sistēmās, elektriskajos transportlīdzekļos un citās ierīcēs ar lielu elektriskās strāvas patēriņu.

Kombinēto akumulatoru var salikt divos veidos:

1. Tiek apkopots nepieciešamais sērijveidā savienoto agregātu skaits ar nepieciešamo spriegumu, un pēc tam tie tiek apvienoti vienā akumulatorā, izmantojot paralēlu pārslēgšanu.
2. Baterijas tiek veidotas ar nepieciešamās ietilpības paralēli savienotām baterijām, kuras pēc tam tiek secīgi pārslēgtas, līdz tiek iestatīts vēlamais spriegums.

Svarīgi! Jāsaprot, ka pat tad, ja tiek ievēroti visi pieslēguma noteikumi, nav iespējams izvēlēties baterijas ar absolūti identiskām īpašībām. Tas neizbēgami radīs kapacitātes un sprieguma vērtību nelīdzsvarotību, kas laika gaitā palielinās vājāku akumulatoru nodilumu.

Pieslēguma piesardzības pasākumi

Izmantojot visas akumulatora pievienošanas metodes, jāievēro vairāki piesardzības pasākumi:

• ievērojiet drošības pasākumus elektrisko instalāciju darbībā, lai izslēgtu elektriskās strāvas triecienu (galvenais ir nevis radīt strāvas ceļu caur cilvēka ķermeni):
• ievērojiet savienojuma polaritāti;
• Neveidojiet īssavienojumus;
• saliekot baterijas, atvienojiet no tām slodzi;
• pievienojiet lādētāju akumulatoram, kad tas ir atvienots no tīkla;
• darbs jāveic atbilstošā izolējošā apģērbā un apavos, bez metāla priekšmetiem, kas varētu nokrist un radīt īssavienojumu kontaktiem;
• Neaiztieciet akumulatora spailes ar rokām, īpaši ar divām rokām, kas atrodas dažādos polos (tas ir ļoti bīstami jaudīgām baterijām ar augstu spriegumu);
• izmantojiet īpašu instrumentu ar izolētām detaļām;
• nestrādājiet sliktas veselības apstākļos;
• ņem vērā strāvas, kas iet caur savākšanas akumulatoru un slodzi, un izmanto vadus, kas piemēroti šķērsgriezumam;
• savienojot elementus vienā akumulatorā, nodrošiniet drošu un izolētu kontaktu no ārējām ietekmēm;
• nodrošināt saliekamo bateriju drošu aizsardzību no īssavienojumiem un mitruma;
• izmantojiet baterijas ar vienādām īpašībām un nodiluma pakāpi;
• uzmanīgi pārbaudiet, vai samontētajā akumulatorā nav komutācijas kļūdu.

Kas var izraisīt kļūdas, pievienojot akumulatoru

Lai novērstu kļūdas, pievienojot baterijas, ieteicams izmantot īpašus savienotājus, kas novērš pārslēgšanas kļūdas, piemēram, T-Plug adapterus. Ja baterijas ir nepareizi savienotas vienā un tajā pašā komplektācijā, var tikt pieļautas kļūdas, kas var izraisīt ļoti nopietnas sekas:

• ar paralēlu savienojumu veidojas īssavienojums, kā rezultātā baterijās notiks spēcīga ķīmiska reakcija, kas ļoti ātri izraisīs elektrolīta noplūdi, korpusa deformāciju, ugunsgrēku vai pat eksploziju;
• savienojot virkni ar nepareizu polaritāti, ķēde ir atvērta, bet, kad ir pievienota slodze, caur nepareizi pievienotu elementu var parādīties apgrieztā strāva, kas to sabojās;
• ar ilgstošu vienas vai vairāku bateriju īssavienojumu neizbēgama izolācijas aizdegšanās, vadītāju kušana, vardarbīga reakcija akumulatora iekšienē, elektrolīta noplūde, korpusa deformācija, ugunsgrēks vai eksplozija;
• ar kontaktu īstermiņa īssavienojumu akumulators darbosies, taču var pasliktināties akumulatorā esošo elektrodu stāvoklis, samazināties jauda;
• lietojot vadītājus, kas nav paredzēti darba strāvām, tie pārkarst, to izolācija izkusīs, kas var izraisīt īssavienojumu un no tā izrietošās sekas.

Vai jums ir jautājumi vai ir ko pievienot? Tad rakstiet mums par to komentāros, tas padarīs materiālu pilnīgāku un precīzāku.