Схеми зєднання акумуляторів

20.02.2017

Схеми з’єднання акумуляторів

У межах цієї статті розглянемо особливості послідовного і паралельного з’єднання акумуляторів. Є різні ситуації, коли може знадобитися збільшити загальну ємність або підняти напругу, вдавшись до паралельного або послідовного з’єднання декількох акумуляторів в батарею, і завжди потрібно пам’ятати про нюанси.

Схеми зєднання акумуляторів

Паралельне з’єднання передбачає об’єднання позитивних клем акумуляторів із загальною плюсовій точкою схеми, а всіх негативних — з загальним мінусом. При послідовному з’єднанні акумулятори з’єднуються різнойменними клемами в послідовний ланцюг, і вільна позитивна клема крайнього акумулятора з’єднується з плюсовою точкою схеми, а вільна негативна клема іншого крайнього акумулятора — з мінусом схеми. Далі поговоримо про це більш детально.

Схеми зєднання акумуляторів

Паралельне з’єднання акумуляторів дає об’єднання ємностей, і при рівній вихідній напрузі на кожному з акумуляторів, що входять у збирається з них батарею, ємність складовою батареї виявляється дорівнює сумі ємностей цих акумуляторів. При рівних ємностях з’єднаних акумуляторів, для знаходження ємності батареї достатньо помножити кількість складових батарею акумуляторів на ємність одного акумулятора в збірці.

Схеми зєднання акумуляторів

Поєднуючи акумулятори послідовно, отримують батарею тій же ємності, що і ємність одного з акумуляторів, що входять у батарею, за умови, що ємності рівні. При цьому напруга батареї буде дорівнює сумі напруг кожного з складових батарею акумуляторів.

Якщо послідовно з’єднуються акумулятори дорівнює ємності і рівного на момент з’єднання напруги, тоді напруга батареї, отриманої шляхом послідовного з’єднання, буде дорівнює добутку напруги одного акумулятора і кількості акумуляторів, що становлять послідовну ланцюг.

при паралельному, і при послідовному з’єднанні, загальна енергія батареї виявляється дорівнює сумі енергій всіх акумуляторів, складових батарею.

Отже, для чого ж акумулятори об’єднують в батареї? справа в тому, що в будь-якій схемі існують втрати, пов’язані з нагріванням провідників. І при одному і тому ж опір провідника, якщо потрібно передати певну потужність, набагато вигідніше передавати потужність при високій напрузі, тоді струм буде потрібно менший, і омічні втрати будуть менші.

З цієї причини потужні джерела безперебійного живлення використовують батареї послідовно з’єднаних акумуляторів на загальну напругу в декілька десятків вольт, а не паралельну ланцюг на 12 вольт. Чим вище напруга джерела, тим вище ККД перетворювача.

Коли потрібен значний струм, а одного наявного акумулятора для поставленої мети не достатньо, збільшують ємність батареї, вдаючись до паралельному з’єднанню декількох акумуляторів.

Не завжди економічно вигідно замінювати акумулятор на новий, що володіє більшою ємністю, і іноді досить приєднати паралельно ще один, і підвищити ємність джерела до необхідної. Деякі джерела безперебійного живлення мають відсіки для установки додаткових акумуляторів паралельно вже наявного, з метою підвищити енергетичний ресурс перетворювача.

Що слід враховувати при об’єднанні акумуляторів в послідовний ланцюг? Акумулятори різної ємності (виготовлені за однією і тією ж технологією, наприклад свинцево-кислотні) відрізняються внутрішнім опором. Чим вища ємність, тим менший внутрішній опір, залежність тут майже обернено пропорційна.

З цієї причини, якщо послідовно з’єднати акумулятори різної ємності, і замкнути ланцюг навантаження або зарядну ланцюг, то струм у ланцюзі піде скрізь однаковий, а ось падіння напруг будуть різними. І на якомусь з акумуляторів батареї напруга при зарядці виявиться набагато вище номіналу, що небезпечно, а при розрядці — набагато нижче нижньої межі, що шкідливо. Розглянемо приклад, покажемо, чим це загрожує.

Схеми зєднання акумуляторів

Нехай у нашому розпорядженні 10 акумуляторів, номінальна напруга кожного 12 вольт, 9 з них мають ємність 20 ампер-годин, а один — 10 ампер-годин. Ми вирішили з’єднати їх послідовно, і заряджати від зарядного пристрою з контролем зарядного струму, виставили струм на 2 ампера. Зарядний пристрій налаштований так, що припинить зарядку коли напруга батареї перетне позначку в 138 вольт, виходячи із середнього значення в 13,8 вольт на кожен акумулятор послідовної батареї. Що станеться?

Схеми зєднання акумуляторів

Для кожного акумулятора виробник надає зарядну характеристику, де можна побачити, яким струмом і протягом якого часу потрібно заряджати акумулятор.

Очевидно, акумулятор в 2 рази меншої ємності при струмі в 2 ампера візьме стільки ж енергії, що і акумуляторні батареї більшої ємності, але зростання напруги на ньому буде йти приблизно втричі швидше. Так, вже через 3 години маленький акумулятор візьме своє, у той же самий час великі акумулятори ще 6 годин повинні будуть заряджатися.

Але напруга на маленькому акумуляторі вже пішов через край, його треба перевести в режим стабілізації напруги, на наш зарядний прилад цього не робить. Зрештою система рекомбінації газів в акумуляторі вдвічі меншої ємності не витримає, клапани зірве, і акумулятор почне втрачати вологу, втрачати ємність, при цьому великі акумулятори все ще будуть недозаряжены.

Висновок: заряджати послідовно можна тільки акумулятори дорівнює ємності, однієї і тієї ж технології, одного і того ж стану розряду.

Тепер припустимо, що ми разряжаем цю ж послідовну ланцюг. Спочатку на кожному акумуляторі 13,8 вольт, а розрядний струм становить 2 ампера. Захист від глибокого розряду розімкне ланцюг при 72 вольтах, тобто передбачається не менше 7,2 вольт на акумулятор. Через 4 години маленький акумулятор повністю розрядиться, а на великих ще буде по 12 вольт, і захист від глибокого розряду не встежить підступу. Маленький акумулятор вже безповоротно втратить частину своєї ємності.

Ось чому послідовно можна з’єднувати лише акумулятори рівних ємностей, якщо не хочете їх зіпсувати. Найкраще послідовно з’єднувати акумулятори з однієї партії, і перевірити попередньо їх ємності тестером АКБ, щоб переконатися, що ємності акумуляторів, з яких ви збираєтеся зібрати послідовну батарею, майже рівні.

Схеми зєднання акумуляторів

А ось паралельно з’єднувати акумулятори різної ємності допустимо. Зрозуміло, за умови рівності напруг на їх клемах. При паралельному з’єднанні ємності акумуляторів не будуть грати ролі, оскільки внутрішні опору акумуляторів виявляться підключені паралельно, і максимальний струм заряду або розряду буде у кожного акумулятора свій, вони будуть працювати синхронно.

Однак для клем акумуляторів і для кожного конкретного акумулятора обмеження по струму є, клеми можуть і не витримати тривалий струм, який в принципі здатний дати акумулятор, про це важливо не забувати. В технічній документації до акумулятора ці параметри вказані.

Якщо в момент з’єднання двох акумуляторів, що сильно розрізняються по місткості, їх напруги значно різняться, неминуча короткочасне перевантаження по струму одного з акумуляторів. Якщо напруга вище у акумулятор меншої ємності, то перерозподіл заряду в момент з’єднання викличе короткочасний струм короткого замикання в ньому, і може швидко призвести до його руйнування.

Якщо напруга вище у акумулятор більшої ємності, то знову ж під загрозою акумулятор меншої ємності, бо він стане приймати заряд в режимі перевантаження. Тому краще всього з’єднувати паралельно акумулятори, попередньо вирівнявши напруги на них, а вже наступним кроком об’єднувати в батарею.

Сподіваємося, що наша стаття була для вас корисною, і тепер ви знаєте, як можна, а як не можна з’єднувати акумулятори і для яких цілей це зазвичай роблять.

Короткий опис статті: послідовне з’єднання акумуляторних батарей У межах цієї статті розглянемо особливості послідовного і паралельного з’єднання акумуляторів. Є різні ситуації, коли може знадобитися збільшити загальну ємність або підняти акумуляторів, ємності, акумулятори, батареї, напруга, батареї, акумулятор, ємність, батарею, послідовно, вольт, &nbsp, схеми, будуть, послідовну, одного, напруги, з’єднання, паралельно, кожного

Джерело: Схеми з’єднання акумуляторів

Також ви можете прочитати