Este important să discutați acest subiect, deoarece atunci când mai multe baterii sunt conectate împreună, acumulatorul rezultat va avea fie o tensiune diferită, fie o capacitate diferită de amperi-oră (sau ambele) în comparație cu o singură baterie.

încărcătoare

2. Conexiuni de serie

Să începem în Figura 1 cu un model simplu de cutie care arată terminalele pozitive și negative pentru a reprezenta bateria fizică. Vom folosi acest lucru pentru a ne raporta la conexiunile fizice dintre baterii pe care le-ați folosi pentru a construi un acumulator.

Figura 2 prezintă două baterii de 12 volți conectate în serie. Lucrurile importante de reținut despre o conexiune în serie sunt: ​​1) Tensiunile bateriei se adună împreună pentru a determina tensiunea acumulatorului. În acest exemplu, tensiunea de pachet rezultată este de 24 de volți. 2) Capacitatea acumulatorului este aceeași cu cea a unei baterii individuale. Aceasta presupune că capacitățile bateriilor individuale sunt aceleași. De fapt, aceasta este o necesitate. Nu amestecați și nu potriviți baterii de dimensiuni diferite în același acumulator.

3. Conexiuni paralele

Figura 3 prezintă două baterii de 12 volți conectate în paralel. Lucrurile importante de reținut despre o conexiune paralelă sunt: ​​1) Tensiunea acumulatorului este aceeași cu tensiunea bateriei individuale. Aceasta presupune că tensiunile individuale ale bateriei sunt aceleași. De fapt, aceasta este o necesitate absolută. Nu amestecați și nu potriviți tensiuni diferite ale bateriei în același acumulator. În acest exemplu, tensiunea pachetului de baterii este de 12 volți, care este exact aceeași cu fiecare dintre bateriile individuale de 12 volți. 2) Capacitatea acumulatorului este suma capacităților bateriilor individuale. Din nou, asigurați-vă că toate bateriile au aceeași dimensiune, adică au aceeași capacitate de amp-oră.

4. Conexiuni seriale/paralele

Există mai multe moduri de a conecta un grup de baterii atât în ​​serie, cât și în paralel în același timp. Aceasta este o practică obișnuită în multe aparate de alimentare cu baterii, în special în vehiculele electrice și în sistemele UPS mari, în care pachetele de baterii necesită tensiuni mari și capacități amp-oră. Nu este neobișnuit să aveți acumulatori cu câteva sute de volți și câteva sute de amp-ore.

Doar pentru a ne face o idee despre cum pot fi realizate aceste conexiuni, vom analiza două exemple, cu câte 4 baterii fiecare, folosind baterii de 12 volți, 20 Ah. În fiecare dintre exemple, cele 4 baterii sunt identificate ca A, B, C și D. Exemplul 1, prezentat în Figura 4, are 2 perechi de baterii conectate în serie unite într-o singură conexiune paralelă. În acest tip de aranjament, ne referim la fiecare pereche de baterii conectate în serie ca „șir”. Bateriile A și C sunt în serie. Bateriile B și D sunt în serie. Șirul A și C este în paralel cu șirul B și D. Observați că tensiunea totală a acumulatorului este de 24 volți și că capacitatea totală a acumulatorului este de 40 amp-ore.

Exemplul 2, prezentat în Figura 5, are 2 perechi de baterii conectate în paralel unite într-o singură conexiune de serie. Bateriile A și B sunt în paralel. Bateriile C și D sunt în paralel. Combinația paralelă A și B este în serie cu combinația paralelă C și D. Din nou, tensiunea totală a acumulatorului este de 24 de volți și că capacitatea totală a acumulatorului este de 40 amp-ore.

5. Conectarea încărcătoarelor de baterii la bateriile de serie și paralele

Notă: Următoarele diagrame arată câteva modalități de conectare a încărcătoarelor Deltran la diferite acumulatoare conectate în serie și paralel.

6. O baterie, un încărcător, o singură tensiune

Pozitiv la pozitiv, negativ la negativ, tensiunile sunt aceleași

Figura 6 prezintă cea mai simplă conexiune între un încărcător de baterii și o singură baterie. Ieșirea încărcătorului pozitiv (roșu) se conectează la stâlpul pozitiv al bateriei. Ieșirea negativă a încărcătorului (negru) se conectează la stâlpul negativ al bateriei. Amintiți-vă întotdeauna: 1) pozitiv se conectează la pozitiv și negativ se conectează la negativ 2) încărcătorul și bateria trebuie să aibă aceeași tensiune.

7. Două baterii în serie, două încărcătoare

Figura 7 prezintă două baterii de 12 volți conectate în serie. Tensiunea rezultată a acumulatorului este de 24 de volți. După cum puteți vedea, fiecare baterie este conectată la un singur încărcător de 12 volți. Acesta este probabil cel mai bun mod de a vă asigura că fiecare baterie este complet reîncărcată la capacitatea maximă după fiecare descărcare a acumulatorului. Aceasta elimină majoritatea problemelor asociate cu bateriile de ciclism conectate în șiruri de serie.

8. Două baterii în serie, un singur încărcător

9. Două baterii în paralel, un singur încărcător

Bateriile conectate în șiruri de serie pot fi, de asemenea, reîncărcate de un singur încărcător având aceeași ieșire de tensiune nominală de încărcare ca tensiunea nominală a pachetului de baterii. În Figura 8, un singur încărcător de 24 de volți este conectat la un acumulator de 24 de volți.

În Figura 9 vedem o pereche de baterii de 12 volți conectate în paralel. Acest acumulator de 12 volți este conectat la un singur încărcător de 12 volți. Rețineți firul albastru denumit W1. Scopul acestui fir este de a echilibra uniform căderea de tensiune pe ambele baterii și pe fiecare fir în timpul încărcării. Acest lucru nu este esențial pentru încărcătoarele de curent redus, dar când începeți să intrați în domeniul de 10 amp sau mai mare, tensiunea diferențială poate fi semnificativă. Firul albastru W1 trebuie să fie conectat la capătul opus al acumulatorului ca firul negru din partea superioară a acumulatorului.

10. Patru baterii în serie/paralel (Exemplul 1), un singur încărcător

Diagrama prezentată în Figura 11 este o modalitate acceptabilă de încărcare a unei combinații serie/baterie paralelă. Această metodă este cu siguranță mai bună decât aranjamentul prezentat în Figura 10, deoarece dezechilibrul în tensiunile individuale ale bateriei nu este la fel de îngrijorător. Există câteva detalii complexe ale algoritmilor de încărcare, care sunt optimizați în mod specific pentru a ține cont și a elimina dezechilibrul individual al tensiunii bateriei în șirurile de serii mari. Chiar și fără acele caracteristici speciale de încărcare, singurul încărcător de 24 de volți din acest aranjament face o treabă mai bună decât ar face două încărcătoare de 12 volți. Din nou, firul albastru desemnat W1 servește aceeași funcție de dezechilibru de cădere a tensiunii de încărcare pe care a făcut-o în Figura 9.

Figura 12 arată din nou două încărcătoare de 12 volți conectate la un acumulator serie/paralel. Dar acest acumulator este configurat ca exemplul 2 din secțiunea anterioară. Ceea ce aveți este două seturi de două baterii conectate fiecare în paralel. Apoi, cele două seturi de baterii conectate în paralel sunt conectate în serie printr-o conexiune cu un singur fir. În acest caz, este perfect acceptabil să folosiți un singur încărcător pentru fiecare dintre seturile de baterii conectate în paralel, fără a vă face griji cu privire la dezechilibrul de tensiune discutat cu privire la exemplul 1. Amintiți-vă că exemplul 1 prezentat în Figura 4 avea două seturi de două baterii, conectate mai întâi în serie, apoi fiecare serie conectată în paralel prin 2 conexiuni de sârmă.

Pentru acei pasionați de matematică care sunt în topologie și spații n-dimensionale etc., s-ar putea lua în considerare faptul că există încă o bucată de sârmă care conectează bateriile în exemplul 2 (5 bucăți de sârmă în total) comparativ cu doar 4 bucăți de sârmă în exemplul 1. Această conexiune suplimentară face diferența între posibilitatea de a utiliza două încărcătoare de 12 volți în mod eficient, în loc să fie nevoie să folosiți un încărcător de 24 de volți. În unele sisteme mai mari, aceste tipuri de considerații ar putea avea un impact atât asupra economiei, cât și asupra fiabilității sistemului.

11. Patru baterii în serie/paralele (Exemplul 2), două încărcătoare

Figura 13 prezintă același aranjament de baterie de 24 volți, 4, serie/paralel ca în exemplul 2, dar cu un singur încărcător de 24 de volți. Datorită diferențelor dintre conexiunile fizice și electrice din pachetele de baterii atunci când se compară exemplele 1 și 2, într-un caz este acceptabil să se utilizeze fie două baterii de 12 volți, fie o singură baterie de 24 de volți. În celălalt caz nu este acceptabil.

Dacă aveți vreodată îndoieli cu privire la conexiunile electrice dintre baterii și echipamentele de încărcare, contactați bateria și/sau producătorul încărcătorului și asigurați-vă că efectuați conexiunile corect. Aceste informații pot economisi o mulțime de bani și frustrare.

12. Patru baterii în serie/paralel (Exemplul 2), un singur încărcător

Mai este încă un comentariu despre dezechilibrul tensiunii în timpul aplicării curentului de încărcare. Figura 13 prezintă două fire evidențiate, cel albastru denumit W1 și cel verde denumit W2. Interesant, dacă conexiunea la borna pozitivă a bateriei D este mutată la borna pozitivă a bateriei C, fără a schimba conexiunea la borna negativă a bateriei A, atunci va exista un dezechilibru de tensiune. Faceți un experiment de gândire. Luați un creion și urmăriți calea curentului de încărcare de la ieșire, borna pozitivă a încărcătorului de 24 volți, prin fire și baterii, prin W1 și înapoi la ieșire, borna negativă a încărcătorului de 24 volți.

Acum reveniți la Figura 12 și priviți firul verde denumit W3. Cu 2 încărcătoare independente conectate, firele albastre W1 și W2 corectează dezechilibrul de tensiune care ar exista în pachetele individuale de baterii conectate în paralel. Firul verde W3 nu face absolut nimic în ceea ce privește încărcarea bateriilor. De fapt, poate fi pur și simplu îndepărtat, deoarece NU CURENT curge prin el în timp ce cele două grupuri de baterii sunt încărcate.

(Descărcați acest document în format Adobe PDF.)