Jak správně připojit dvě baterie – schémata a doporučení

Existují dvě možnosti připojení baterií, sériové a paralelní. Při sériovém zapojení se sčítá napětí na všech bateriích, když je připojena zátěž, každou baterií teče proud rovný celkovému proudu v obvodu, odpor zátěže nastavuje vybíjecí proud; Tohle by sis měl pamatovat ze školy. Nyní přichází ta zábavná část, kapacita. Kapacita sestavy s tímto zapojením se poměrně rovná kapacitě baterie s nejmenší kapacitou. Představme si, že všechny baterie jsou nabité na 100 %. Hele, vybíjecí proud je všude stejný a nejdříve se vybije baterie s nejmenší kapacitou, to je alespoň logické. A jakmile se vybije, nebude již možné tuto sestavu načíst. Ano, zbývající baterie jsou stále nabité. Ale pokud budeme pokračovat v odstraňování proudu, naše slabá baterie se začne příliš vybíjet a selhat. To znamená, že je správné předpokládat, že kapacita sériově zapojené sestavy se rovná kapacitě nejmenší nebo nejvíce vybité baterie. Odtud docházíme k závěru: k sestavení sériové baterie musíte za prvé použít baterie stejné kapacity a za druhé, před montáží musí být všechny nabity stejně, jinými slovy 100%. Existuje taková věc, která se nazývá BMS, monitorovací systémy baterií, dokáže monitorovat každou baterii v baterii a jakmile se jedna z nich vybije, odpojí celou baterii od zátěže. Nyní k nabíjení takové baterie. Musí se nabíjet napětím rovným součtu maximálních napětí na všech bateriích. U lithia je to 4.2 voltu. To znamená, že nabíjíme tříčlennou baterii s napětím 12.6 V. Podívejte se, co se stane, když baterie nejsou stejné. Nejrychleji se nabije baterie s nejmenší kapacitou. Zbytek ale ještě neobvinil. A naše špatná baterie se bude smažit a dobíjet, dokud nebude zbytek nabitý. Připomínám, že lithium také nemá příliš rádo nadměrné vybíjení a kazí se. Abyste tomu zabránili, připomeňte si předchozí závěr. Existuje ale také něco jako vyrovnávání buněk. Speciální regulátor nabíjení má zhruba přístup ke každému článku a osobně jej nabíjí 100% nezávisle na ostatních. Na internetu je spousta obvodů využívajících zenerovy diody a další volné věci, ale kvůli tomu tu nejsme, pájení nás nebaví. Pro dvě a tři baterie je k dispozici ochranný modul nabíjení a vyvažování, ale opět, to není důvod, proč jsem vás tu dnes shromáždil.

Pojďme k paralelnímu zapojení. Kapacita takové baterie se rovná součtu kapacit všech baterií v ní obsažených. Vybíjecí proud pro každý článek se rovná celkovému zatěžovacímu proudu dělenému počtem článků. To znamená, že čím více Akum v takové sestavě, tím více proudu může dodat. S napětím se ale stane zajímavá věc. Pokud budeme sbírat baterie, které mají různá napětí, tedy zhruba řečeno nabité na různá procenta, tak si po připojení začnou vyměňovat energii, dokud se napětí na všech článcích nestane stejným. Dospěli jsme k závěru: před montáží musí být Akuma opět rovnoměrně nabita. V opačném případě při zapojování potečou velké proudy a vybitá baterie se poškodí a s největší pravděpodobností může i vzplanout. Při procesu vybíjení si baterie také vyměňují energii, to znamená, že pokud má jedna z plechovek nižší kapacitu, ostatní jí nedovolí vybít se rychleji než samy sebe, to znamená, že v paralelní montáži je to možné, ale ne příliš doporučujeme používat baterie s různou kapacitou. A totéž platí pro nabíjení. Naprosto bezpečně můžete paralelně nabíjet baterie různých kapacit. To znamená, že vyvážení není potřeba, sestava se vyrovná sama. Dělat to znovu není příliš vhodné, ale je to možné.

Přečtěte si více

Co znamená Pinot?

Pojďme k věci. Řekněme, že chceme použít baterie v sérii pro zvýšení napětí. Tuto sestavu je dobré používat správně, baterie musí mít stejnou kapacitu, nejlépe ze stejné výrobní šarže a před připojením je nabít na stejné napětí. Takovou ideální sestavu lze nabíjet napětím rovným součtu maximálních napětí pro lithium, tedy 4.2V. K tomu se hodí hotové zdroje, zapojte do zásuvky a nabíjejte. Nebo snižující modul nakonfigurovaný na požadované napětí? Nebo například laboratorní nutriční jednotku. Nic na světě ale není dokonalé, a tak by bylo správnější nabíjet přes BMS, který baterii vypne, pokud je jedna z baterií nabitá na 100 %. A ještě správnější by bylo použít nabíječku s vyvažováním článků, která také stojí peníze.

Schéma zapojení dobíjecích baterií (AB) je zajímavé pro mnoho uživatelů a závisí na tom, jaký účel je sledován. Může se jednat o zvýšení kapacity baterie, zvýšení napětí nebo současné zvýšení kapacity a napětí.

Připojení baterie je znázorněno na obrázku 1:

Když jsou dvě baterie zapojeny do série, napětí se zvyšuje. Při sériovém zapojení je kladný pól každé baterie spojen se záporným pólem každé následující baterie.
Když jsou dvě baterie zapojeny paralelně, kapacita se zvyšuje. Při paralelním zapojení baterií jsou všechny jejich kladné póly kombinovány na jedné straně a záporné póly na druhé straně.
Když jsou baterie zapojeny sériově paralelně, zvyšuje se napětí a kapacita.

Každá z těchto metod má své vlastní charakteristiky a nuance. Způsob připojení baterie k napájecímu systému nebo střídači je důležitý, protože při připojování baterií je snadné udělat chybu. Jednou z nejčastějších chyb je zapojení všech baterií paralelně dohromady a následné připojení jedné strany paralelní skupiny baterií k elektrické instalaci (obrázek 2).

Co se stane v tomto případě, když je zátěž připojena? Elektřina přicházející ze spodní baterie bude protékat pouze hlavními propojovacími vodiči. Elektřina z další baterie prochází hlavním připojením a 2 spojovacími propojkami z další baterie. Ze třetí baterie jsou 4 přípojky. Z horní baterie musí energie projít celkem 6 kontakty a vodiči. Každá sada propojek má svůj vlastní odpor, který se sčítá. Proto bude horní baterie poskytovat mnohem menší proud než spodní baterie.

Co se stane, když se baterie nabíjí? Spodní baterie se nabíjí vyšším proudem než horní baterie. Horní baterie se nabíjí nižším napětím než spodní baterie. Spodní baterie díky tomu více pracuje, více se vybíjí a více nabíjí. To způsobí předčasné selhání spodní baterie.

Proč je při připojování baterií důležitý odpor propojovacích vodičů? Pamatujte, že drát je odpor. Čím delší kabel, tím vyšší odpor. K tomuto odporu se také přidává odpor kabelových ok a připojení baterie.

Například celkový odpor pro 20 cm dlouhý a 35 mm2 kabel s připojenými kabelovými oky je asi 1,5 mOhm. Možná si řeknete, že 1,5 mOhm není mnoho, ale pamatujte, že vnitřní odpor baterie je také nízký. To je velmi důležité! Vnitřní odpor baterie je obvykle mezi 10 a 3 mOhm. Proud vždy půjde cestou nejmenšího odporu. Většina proudu tedy poteče spodní baterií. A horní baterií projde jen malý proud (obrázek 3).

Přečtěte si více

Kolik králíků porodí králičí matka najednou?

Správný způsob, jak paralelně zapojit více baterií, je zajistit, aby proudová cesta do a z každé baterie byla stejná.

Existují 4 způsoby, jak toho dosáhnout, které jsou znázorněny na obrázku 4:

Baterie připojte diagonálně.
Použijte pozitivní a negativní příspěvek. Délka kabelu od sloupku ke každé baterii musí být stejná.
Připojte se napůl. Ujistěte se, že všechny kabely mají stejnou tloušťku.
Používejte pneumatiky.