Serijska, vzporedna in mešana vezava baterij

Vsi baterijo, odvisno od vrste, ima določene vrednosti potnega lista: nazivna napetost, največji tok, optimalni tok, nazivna zmogljivost. Upoštevajte, da so te vrednosti potnega lista pravilne le, če se upošteva način delovanja baterije, ki ga priporoča proizvajalec, in samo za tiste baterije, katerih življenjska doba še zdaleč ni izčrpana.

Zgodi se tudi, da je treba iz baterije takoj doseči več, kot je sposobna po potnem listu. Zato se za povečanje zmogljivosti, delovnega toka ali napetosti pogosto zatečejo k zaporedni, vzporedni, včasih pa tudi mešani (serijski vzporedni) povezavi baterij (celic, celic).

Torej, za litij-ionske in litij-polimerne baterije bo nominalna vrednost napetosti za eno celico 3,7 V, za svinčeno-kislinske baterije - 2,1 V, za nikelj-cink - 1,6 V in za nikelj-kadmijeve in nikelj-kovinske hidridne. — 1,2 V.

Kar zadeva zmogljivost in optimalni tok baterije, so ti parametri odvisni od številnih konstrukcijskih parametrov: od površine elektrod, od prostornine celice, od gostote elektrolita itd.

Če je potrebno doseči višjo obratovalno napetost, se akumulatorske celice vežejo zaporedno, če je potrebna visoka kapaciteta in tok, vzporedno, če je potrebno povečati kapaciteto in povečati napetost, se uporabi serijsko vzporedna vezava baterije.

Serijska vezava baterij in njene značilnosti

Že od samega začetka je treba razumeti, da bo za zaporedno povezane baterije - tok skozi vsako baterijo takega sklopa (baterije) vedno enak toku skozi celotno vozlišče in ne glede na to, ali se baterija pri tem prazni trenutek ali polnjenje.

Zaradi tega je zelo priporočljivo, da serijsko povežete le baterije istega tipa (ali kompletov) enake kapacitete (prave!).

Zakaj sta isti tip? Ker morata biti najmanjša (do katere lahko izpraznite) in največja (do katere lahko napolnite) napetost za vsako celico enaki.

Zdaj pa se posvetimo vprašanju, zakaj je potrebno, da so tudi zaporedno vezane kapacitivnosti enake.

Če so baterije različnih kapacitet povezane zaporedno, se bo med postopkom praznjenja celica z najmanjšo kapaciteto izpraznila hitreje kot druge in lahko doseže točko, da pride do globoke izpraznitve v eni od celic, ki tvorijo sklop, medtem ko druge celice še vedno lahko varno izpustite.To bo motilo delovanje celotne baterije baterij, njena napetost bo padla in zmogljivosti preprosto ni mogoče ustrezno realizirati v obremenitvi.

In v procesu polnjenja tako neenakomernega vozlišča se bo zgodilo naslednje: baterijska celica z najmanjšo kapaciteto bo že napolnjena do zahtevane napetosti, medtem ko bodo sosedje z večjo kapaciteto ostale nenapolnjene.

Da bi preprečili tako neprijeten razvoj dogodkov (zgodi se, da nekatere celice tudi med pravilnim delovanjem prej izgubijo začetno kapaciteto kot druge), je polnilec (ali sklop) opremljen z izenačevalnim regulatorjem polnjenja in praznjenja, ki ščiti celice. iz kritičnih načinov.

Tako ali drugače, preden priključite baterije v serijsko namestitev, izmerite kapaciteto vsake s posebno napravo, ki je znana vsem in je široko dostopna na trgu.

V amperskih urah (Ah) ali miliamperskih urah (mAh) bo zmogljivost akumulatorja, ki izhaja iz serijskega povezovanja enakih baterij, enaka kapaciteti ene celice, ki sestavlja serijsko baterijo.

Nazivni tok bo tako kot kapacitivnost enak nazivnemu toku posamezne celice. Nazivna napetost (v voltih) in energija (v vatnih urah) bosta enaki vsoti nazivnih napetosti oziroma vatnih ur vseh celic, ki sestavljajo baterijo.

Vzporedna vezava baterij in njene značilnosti

Vzporedna vezava baterij se uporablja, kadar je treba napetost pustiti takšno, kot je, hkrati pa povečati skupno zmogljivost in s tem nazivni tok napeljave.

Celice z enakimi nazivnimi napetostmi lahko povežemo vzporedno, zelo zaželeno je tudi, da so istovrstne (da je vpliv obratovalnih pogojev na kapaciteto in na tokovne karakteristike vseh celic približno enak).

V času priključitve je zaželeno tudi izenačiti tokovne napetosti, da zmanjšamo izenačevalne tokove, ki se bodo neizogibno pojavili, ko so sponke polov celice zaprte vzporedno.

Zmogljivost dobljenega modula v amper-urah, njegov delovni tok in shranjena energija v vatnih urah bodo enaki vsoti le-teh za vsako od celic, ki tvorijo sklop.

Pri vzporednem povezovanju baterijskih celic je pomembno tudi vedeti, da bo dobljeni tok samopraznjenja vzporednega vozlišča višji od vsote tokov samopraznjenja, značilnih za vsako celico posebej, saj nekatere celice v nizu se bodo izpraznile hitro in bolj odporne na samopraznjenje, celice se bodo izpraznile ne samo skozi sebe, ampak tudi skozi svoje sosede, ves čas pa jih tako rekoč polnijo.

Serijska vzporedna ali mešana vezava baterij

Če ste razumeli pravila in značilnosti serijske povezave baterijskih celic in razumeli načelo seštevanja zmogljivosti in toka pri vzporedni povezavi, potem vam ne bo težko povezati nastalih serijskih vozlišč vzporedno ali vzporednih vozlišč zaporedno.

Teoretično se zdi, da je za zmanjšanje toka samopraznjenja bolje vzporedno povezati več predhodno pripravljenih, pravilno sestavljenih serijskih vezij enake zmogljivosti brez vzporednega zapiranja sosednjih povezav.Vendar pa je v praksi lažje povezati več vzporednih vozlišč skupaj.

Posledično je načelo oblikovanja sklopa naslednje: če v mešani povezavi število celic v seriji (v enem vezju zaporedno povezanih baterij) presega število vzporednih celic (tj. presega število vezij ), potem so vezja združena vzporedno.

Če pri mešani povezavi število vzporednih elementov presega število elementov v vezju, se vzporedna vozlišča povežejo zaporedno, potem ko se prepriča, da je njihova zmogljivost enaka.