Смешанное соединение аккумуляторов: Смешанное соединение аккумуляторов

Соединения серии — Этот тип соединения используется, когда вам необходимо увеличить напряжение вашей аккумуляторной батареи. Эти типы подключения батарей встречаются во всех типах батарейных блоков, включая системы на 12, 24 и 48 В.

Например, подключение к положительной и отрицательной клеммам в этой ориентации отличается от параллельного подключения. Такое соединение батарей увеличивает напряжение батарейного блока (см. Диаграмму ниже).

* Если вы планируете подключать батареи последовательно, сообщите нам об этом при размещении заказа, чтобы мы могли убедиться, что они соответствуют вашей емкости.

Mixing Connections Vs.Смесительные батареи размером

В некоторых случаях с аккумуляторным блоком большего размера обычно используются последовательные и параллельные соединения в аккумуляторном блоке.

Однако никогда не следует подключать батареи разных размеров в один и тот же банк!

Сообщите нам, если у вас возникнут дополнительные вопросы по электромонтажу или вы хотите приобрести дополнительные батареи для вашей системы. Посетите наш веб-сайт или позвоните нашим специалистам по продажам и техническим вопросам по телефону 855-292-2831.

Хотите узнать больше об электрических системах и литиевых батареях?

Мы знаем, что строительство или модернизация электрической системы может быть сложной задачей, поэтому мы здесь, чтобы помочь.Наши специалисты по продажам и обслуживанию клиентов из Рино, штат Невада, готовы ответить на ваши вопросы по телефону (855) 292-2831!

Также присоединяйтесь к нам в Facebook, Instagram и YouTube, чтобы узнать больше о том, как системы с литиевыми батареями могут способствовать вашему образу жизни, увидеть, как другие построили свои системы, и обрести уверенность, чтобы выйти и остаться в стороне.

Присоединяйтесь к нашему списку контактов

Как соединить вместе AGM и литиевые батареи

Давайте поговорим на минутку об аккумуляторах AGM. Многие спрашивали, можно ли использовать его вместе с литиевой батареей HP-40. Короткий ответ: да.

Есть хороший способ сделать это, лучший способ и лучший способ . Мы рассмотрим все три.

Хороший способ прост: проложите проводку от генератора к HP-40 или параллельно от заводской батареи к литиевой.Это самый простой способ, но он не обеспечивает защиты и может повлиять на срок службы.

Лучше использовать изолятор. Свяжите заводскую батарею / батарею AGM с одним набором контактов, а литиевый аккумулятор с другим. Провод включения должен быть подключен к удаленному проводу усилителя. Мы рекомендуем это, потому что литиевые батареи заряжаются быстрее, чем AGM. Намного быстрее.

Когда автомобиль включен и работает генератор, литий обычно почти полностью заряжен, в то время как AGM все еще медленно накапливает заряд.Когда автомобиль выключен, аккумулятор AGM все еще ищет энергию. Он захватит ближайший источник, литиевую батарею. Это связано с тем, что напряжение покоя лития выше, чем у AGM.

Без установленного изолятора и включенного автомобиля литиевая батарея заряжается одновременно с AGM. Когда автомобиль выключен, изолятор действует как большой электронный переключатель, удаляя батарею AGM из цепи и предотвращая любое паразитное затягивание, когда автомобиль выключен. Это особенно важно при игре на системе при неработающем двигателе.

Лучший способ? Снимите заводской аккумулятор с автомобиля. Почему? Никаких паразитных проблем с прорисовкой (не говоря уже об экономии веса). Учтите это: за редким исключением, даже самая большая пара заводских дизельных батарей на некоммерческих грузовиках находится в диапазоне 65 Ач (ампер-час) и имеет более низкие скорости зарядки, более низкое напряжение покоя и меньшую мощность по сравнению с литиевой батареей. . Замена заводских или AGM-аккумуляторов на литиевые совершенно безопасна для ежедневной работы, имеет гораздо большую мощность, запускает автомобиль быстрее, может храниться годами дольше, чем AGM, и требует гораздо меньшего времени зарядки для заполнения.

Примечание: для удаления батареи важно, чтобы соотношение литиевых аккумуляторов составляло ¾ Ач по сравнению со стандартным AGM / заводским аккумулятором. Это необходимо для того, чтобы разрядка аккумулятора (сигналы тревоги, дистанционный запуск и т. Д.) Не разряжалась слишком сильно. Литиевую батарею ЗАПРЕЩАЕТСЯ устанавливать под капотом.

Есть еще вопросы? У нас есть еще ответы! Ознакомьтесь с другими нашими сообщениями в блоге здесь, свяжитесь с нами в чате на Facebook или по электронной почте [email protected].

и параллельная батарея — разница, подключение и срок службы_Greenway battery

— одно из лучших достижений в области технологий, которое позволяет нам переносить питание на различные устройства.Это внесло в нашу жизнь так много новшеств и сделало нашу жизнь намного проще, чем раньше.

Однако эти батареи можно использовать не только как единое целое. Они могут быть подключены в различных конфигурациях, чтобы обеспечить лучшую производительность в соответствии с нашими желаниями. Самыми популярными конфигурациями подключения аккумуляторов являются последовательная конфигурация и параллельная конфигурация.

Хотя большинство людей используют их, они не знают о преимуществах и свойствах этих конфигураций подключения.Если вы также хотите узнать все о конфигурациях подключения аккумулятора, здесь мы подробно обсудим их все.

Чем отличается последовательное и параллельное соединение аккумуляторов?

Это самый частый вопрос о подключенных батареях в разных конфигурациях. Здесь мы обсудим эти конфигурации подключения во всех аспектах.

Физическая разница

Вот физическая разница между последовательным и параллельным подключением батарей.

Здесь клеммы аккумуляторов соединены последовательно. Это означает, что положительный полюс батареи подключен к отрицательной клемме какой-либо другой батареи. Это соединение продолжается для любого необходимого количества батарей.

Параллельное соединение

При параллельном подключении одинаковые клеммы всех аккумуляторов подключаются. Это означает, что положительные клеммы всех аккумуляторов подключены, а отрицательные клеммы всех аккумуляторов подключены.

Химическая разница

Химическое различие можно рассматривать как различие в потоке электронов в последовательной и параллельной цепях. Здесь мы обсудим это для обеих конфигураций подключения.

.

Поскольку разные клеммы батарей соединены в последовательную цепь. Электроны каждой батареи должны пройти через следующую батарею, если цепь не замкнута.

Параллельное соединение

При параллельном подключении электроны каждой батареи подводятся к нагрузке по одному и тому же проводу, и они не должны проходить через какую-либо батарею.Однако, если батареи отличаются по размеру или состояние одной батареи хуже, чем у других батарей, то электроны других батарей будут пытаться зарядить эту батарею.

Отличие в технических характеристиках.

Если говорить о технических характеристиках, то там много разных вещей. Они подробно описаны ниже.

• Общий ток цепи

Общий ток цепи остается неизменным в последовательной цепи, тогда как в параллельной цепи он увеличивается.

• Общее напряжение цепи

Общее напряжение цепи остается неизменным в параллельной цепи, тогда как в последовательной цепи оно увеличивается.

• Общая емкость контура

Общая емкость цепи увеличивается в параллельных цепях. В последовательной цепи он не увеличивается.

Какие батареи лучше подключать последовательно или параллельно?

Другой наиболее частый вопрос о конфигурации подключения аккумуляторов — какая конфигурация лучше и почему.

Здесь можно сказать, что это не похоже на серию лучше или параллельность лучше. Это потому, что нагрузка и требования к ней во всех случаях разные. Здесь мы обсудим различные случаи и лучшие конфигурации подключения в зависимости от их типов.

Зависит от необходимого напряжения для вашей нагрузки.

Учтите, что у вас есть нагрузка, которая требует увеличения напряжения всей системы. В этом случае вы получите лучшую эффективность за счет последовательного соединения батарей.Это потому, что напряжение в системе увеличивается в последовательной цепи.

Однако, если нагрузке необходимо, чтобы напряжение оставалось постоянным, вы можете использовать конфигурацию параллельного подключения. Это связано с тем, что при параллельном подключении напряжение остается неизменным.

Зависит от потребности в токе вашей нагрузки.

Если нагрузка требует повышенного тока в цепи, то параллельное соединение будет лучшим вариантом. Это потому, что ток увеличивается при параллельном подключении.В цепи, где не требуется увеличения тока, последовательное соединение будет оптимальным решением.

Зависит от необходимой емкости для вашей нагрузки.

Если основная потребность нагрузки заключается в увеличении емкости аккумуляторов, то лучше использовать аккумуляторы при параллельном подключении. Это связано с тем, что при параллельном подключении увеличивается общая мощность.

Если ваша нагрузка имеет смешанные требования, вы можете подключить батареи последовательно-параллельным или параллельным-последовательным соединением в соответствии с требованиями.

Срок службы батарей больше, чем у параллельных или последовательных?

Еще один вопрос, который часто задают, — это то, что при последовательном или параллельном подключении батарея будет работать дольше. Если вы тоже хотите это узнать, здесь мы обсудим это в виде различных факторов.

Срок службы батарей за один цикл зарядки

Итак, если мы возьмем пример одного полного цикла зарядки, мы увидим значительную разницу в сроках службы батарей в параллельной конфигурации.Это связано с тем, что при параллельном подключении увеличивается общая емкость аккумуляторов. При последовательном соединении батареи не прослужат так долго, как при параллельном соединении.

Общий срок службы батарей

Срок службы батарей определяется количеством циклов зарядки. Учтите, что срок службы батареи составляет 1000 циклов зарядки, это означает, что вы можете полностью зарядить и разрядить эту батарею примерно 1000 раз. Итак, теперь, когда вы соедините аналогичные батареи последовательно, вы увидите, что цикл зарядки будет длиться не так долго, как при параллельном подключении.

Исходя из этого, мы можем сказать, что циклы зарядки лучше резервируются при параллельном подключении, поэтому батареи прослужат дольше при параллельном подключении.

Как добиться наилучших результатов?

Учтите, что вы находитесь в ситуации, когда срок службы батарей очень важен, но вам также необходимо повышенное напряжение, которое возможно только при последовательном соединении.

Это будет очень тревожная ситуация, потому что вы не можете решить, использовать ли последовательное или параллельное соединение.

В этом случае, чтобы получить наилучшее сочетание времени автономной работы и мощности, вы можете подключить аккумуляторы последовательно-параллельно или параллельно-последовательно в соответствии с вашими требованиями.

Заключение

Конфигурация подключения батареи является серьезной проблемой для многих. Это потому, что это может изменить несколько вещей в цепи. Если вы хотите узнать все о различных конфигурациях подключения батарей, то вы попали в нужное место. Это потому, что здесь мы обсудили все, чтобы ответить на все ваши вопросы относительно конфигурации подключения батареи.

литий-ионный аккумулятор аккумулятор для электровелосипеда литиевая батарея

Смешивание типов аккумуляторов и емкостей — мой опыт

Привет, ребята. Я задавал много вопросов здесь и на предыдущих форумах сообщества Victron, на которые люди любезно ответили, чтобы заставить меня работать, поэтому я подумал, что потрачу 5 минут, чтобы немного ответить и рассказать о том, что я нашел во время установка моего банка батарей Франкенштейна, который я использую.

Я не специалист по физике батарей. Вы можете не согласиться с некоторыми из моих замечаний, однако все, что я могу сказать, это РЕАЛЬНЫЕ результаты, а не теория, основанные на характеристиках моего собственного набора.

Немного предыстории. Устанавливаю на работе оборудование Victron: зарядные устройства Phoenix и Skylla, инверторы multiplus и quattro. Мы не используем CCGX или ESS, мы на 100% отключены от сети, используя солнечную энергию для зарядки аккумуляторов, которые затем питают наши нагрузки с помощью поддержки дизельного генератора на зиму.Наши банки могут варьироваться от 200 Ач до 5000 Ач.

Когда нашим батареям 10-15 лет, мы утилизируем их и заменяем. В прошлом мы использовали OPZ с влажными элементами, которые требовали обслуживания водой, но недавно мы перешли на гелевые батареи AGM / OPZv глубокого разряда. Обычно мы используем элементы на 2 В, обычно использующие 24 В, хотя в некоторых установках мы также используем гелевые аккумуляторы на 12 В меньшей емкости, поскольку они легче и их легче перемещать вручную. В установках с питанием от сети наши батареи постоянно находятся в состоянии плавающего заряда, за исключением случаев отключения электричества, что случается крайне редко (Великобритания).Наши станции без сетевого питания ежедневно заряжаются солнечной энергией и используются в ночное время, однако они значительно перевыполняются: обычно время работы в режиме ожидания составляет не менее 2 недель, рассчитанное на случай отказа резервного генератора (для доступа к большинству из них нужен вертолет). Мы ежегодно проверяем батареи и пытаемся провести тест на 50% нагрузку, если у нас будет достаточно времени на месте.

Я понял, что большая часть AGM / гелевых аккумуляторов, которые мы утилизировали со станций электроснабжения, все еще годны для использования в большинстве случаев, поэтому я спросил, могу ли я начать их переработку, а не утилизировать.

Я начал с переработанного банка ячеек PowerSafe V AGM 2V 460aH. Им было 12 лет. Я купил подержанный блок Multiplus 24/1600 и купил новый CCGX и счетчик сетки. У меня уже есть солнечная фотоэлектрическая установка мощностью 4 кВт. Я установил емкость банка на 440 Ач в VEconfigure с небольшим уменьшением емкости на 5% из-за их возраста. Я установил максимальное значение DoD на 35% (то есть 65% SoC в CCGX ESS). Затем батареи переключаются ежедневно, если солнечной энергии достаточно для их подзарядки. Это было чуть больше года назад.Я использую 35-миллиметровый кабель с датчиком температуры, но без датчика напряжения, у моего устройства мощностью 1600 Вт его нет.

В первую очередь следует упомянуть, что у меня проблема с моим многократно измеренным напряжением батареи, которое на 0,4 В ниже, чем напряжение на клеммах батареи под нагрузкой. Дело не только в падении напряжения, которое я рассчитал и измерил при 0,2 В с помощью кабеля 35 мм. Возникла проблема с измерением множителя. Я никогда не решал это, нет клемм для измерения напряжения, которые, вероятно, исправили бы это.Это означало, что мне пришлось поиграть с динамическими напряжениями отключения, чтобы инвертор не отключался раньше при низком напряжении.

Система работала нормально с некоторыми оговорками. Я заметил, что напряжение на клеммах батареи упало до 23 В / 24 В, когда инвертор работал с максимальной выходной мощностью 1600 Вт, близкой к 65% SoC. Я мог бы обойти это, но мне пришлось вручную изменить динамическую кривую отсечки низкого напряжения в конфигурации VE и снизить пределы. Я объяснил это повышенным внутренним сопротивлением ячеек или, возможно, одной или более хитроумных ячеек, которые тащили остальную часть банка вниз.Чтобы компенсировать это, а также защитить свой банк от преждевременного сбоя, я ограничил максимальную мощность инвертора до 1200 Вт в настройках CCGX ESS. Похоже, это устранило проблему, и в течение прошлого года банк работал нормально, как правило, под нагрузкой около 24,3 В. Напряжение покоя увеличивается примерно до 24,6-7 В, что предполагает около 60-70% SoC (ячейки AGM). Думаю, это довольно впечатляюще для ячеек AGM возрастом 10 лет.

Прошлым летом я добавил еще 12 энергосберегающих V-элементов. Это были батареи той же серии, но только 400aH, и на этот раз им было 12 лет.Сначала я протестировал их самостоятельно и заметил, что по крайней мере одна ячейка была немного изворотливой: напряжение на клеммах упало при нагрузке 1200 Вт до низкого уровня 24 В после примерно 30% DoD. Я легко нашел изворотливую ячейку, проверив напряжение ячейки под нагрузкой. Однако … это бесплатные батарейки, поэтому я не собираюсь отказываться от них.

Я подключил этот банк параллельно с первым и сначала установил относительно консервативную общую емкость батареи, равную 660 Ач из-за хитроумных ячеек. Тем не менее, я обнаружил, что напряжение на клеммах под нагрузкой всей батареи было значительно улучшено по сравнению с предыдущими периодами, когда они были отдельными банками.Теперь под нагрузкой оно не опускалось ниже 24,5 В, а напряжение покоя при 65% Soc было высоким 24. Я объяснил это двумя вещами:

1. Банки поддерживают друг друга. Таким образом, «хороший» первый банк поддерживает напряжение на клеммах, поддерживая изворотливые ячейки во втором банке, поскольку они включены параллельно.

2. Нагрузка на каждый банк снижена вдвое. Таким образом, раньше при 1200 Вт через банк мог проходить разрядный ток около 50 А, но теперь его 25 А через каждую батарею, поскольку они работают параллельно.Это похоже на ограничение мощности инвертора до 600 Вт и изменение примерно скорости разряда C10 на C20. Я полагаю, что это также увеличивает эффективную емкость. Это также оказывает такое же влияние на скорость зарядки, которая ниже и лучше для AGMS. Так что меньше нагрузки на каждый банк.

Я увеличил емкость Veconfig до 700, а затем до 800 Ач, проводя недельные тесты в каждом случае. Все было по-прежнему хорошо с немного более низкими напряжениями покоя при 65% SoC.

Затем я сделал то, что мне запретили несколько веб-сайтов.Я добавил еще 3 банка. Но на этот раз это были гелевые аккумуляторы gf-12. Им также было 12 лет (расчетный срок службы 5 лет). Я подключил 2 последовательно, чтобы получился блок на 24 В, и всего их было 6 на 3 блока по 24 В GF-12. Они рассчитаны примерно на 75 Ач на блок, так что 75 Ач на банк 24 В. Все они подключены параллельно к первым 2 банкам. Теперь я знаю, о чем вы думаете. Звучит неправильно, я спарил 460/400/75/75/75. 75-е собираются сначала заряжать быстро, а затем перезаряжать, в то время как банки 460/400 заряжаются, что занимает гораздо больше времени? Я вообще не обнаружил, что это так.Напряжение на клеммах всех батарей во время зарядки всегда одинаково. Таким образом, на самом деле все банки заряжаются с одинаковой относительной скоростью, при этом 460/400 имеют гораздо более высокий относительный ток заряда, а 75 банков заряжаются гораздо более низким током. Проверено токоизмерительными клещами. Я думаю, это потому, что все они снова подключены параллельно, как до того, как они уравновесили друг друга. Мой максимальный ток заряда составляет 40 А с множителем 1600 Вт, но после потерь я получаю всего около 34 А.С разрядкой похоже то же самое. Большая часть тока берется из банков 460/400 Ач с меньшим током из каждого банка 75 Ач с одинаковым напряжением на клеммах во всех банках.

Я увеличил емкость аккумулятора сначала до 880 Ач, затем до 960 Ач и оставил его на этом на последние 6 месяцев. Я снова заметил, что общие напряжения на клеммах под нагрузкой и в состоянии покоя значительно улучшились по сравнению с предыдущими версиями только с двумя банками. Под нагрузкой они не опускались ниже 24.Напряжение 6 В и напряжение покоя обычно находились на высоком уровне 24 В при низком 25 В (сложнее проверить, поскольку половина этого периода была зимой, поэтому я использовал еженедельную плановую зарядку в CCGX, чтобы циклически их включать). Также мне удалось снять ограничение на мощность инвертора в 1200 Вт без каких-либо негативных последствий для напряжения на клеммах. Но теперь у меня возникла проблема: емкость моей батареи выросла настолько, что мой мультипликатор не мог заряжать ее достаточно быстро в течение дня, чтобы каждый день возвращать ее до 95%. Тем более, что была зима, иногда утром было немного солнца, а днем ​​его не было и т. Д.Также 34A — это только треть от скорости заряда C10, к которой я стремился …. хотя теперь это не так просто решить из-за того, что я упомянул выше, банк 400aH и банк 460aH берут большую часть тока.

Я перешел на отремонтированный блок 24/3000. Это было старое устройство, в котором был модифицирован новый ЦП для использования ESS с максимальным током заряда 70A / 64A в реальном мире после потерь. Это был простой обмен, и я скопировал свои настройки. При зарядке я измерил около 25 А для 400/460 и около 5 А для каждого банка 75 А в фазе объемной зарядки.Это хорошие безопасные скорости зарядки для всех аккумуляторов, около C15. Я не тестировал максимальную мощность инвертора в 3000 Вт. Я сразу же ограничил его мощностью 1600 Вт по нескольким причинам:

1. Это максимальная нормальная нагрузка в моем доме, если не работает плита / душ. Это не предназначено для автономной системы, она должна сэкономить мне электроэнергию, и я могу сэкономить ее больше, работая без питания для увеличения эффективной емкости батареи. Плита может использовать 3000 Вт, душ 9000 Вт.Батареи по-прежнему будут поставлять часть этого. Стиральную машину и сушилку мы не используем, если только не солнечно … или если я не на берегу, и жена все равно ими пользуется 🙂

2. Я все еще осознаю, что это батарейки 12-летней давности. Даже с параллельными банками я не хочу их забивать раньше срока? ранняя смерть! Они прослужат так долго, пока я не смогу переработать несколько новых.

СЛЕДУЮЩИЙ (да, сага продолжается, вы все еще читаете) Я добавил ДРУГОЙ 4 GF12 в конфигурации 2×2 24 В, получив новое общее количество 460/400/75/75/75/75/75.Им было всего 5 лет, но они должны были выписаться как минимум на 4 года, так что их следует измотать. Но после перезарядки на зарядке CTEK снова живут. Теперь, чтобы внести ясность, я вручную выбрал их из общего банка из 20 ячеек. 16 из них были фактически изношены с помощью напряжения на клеммах 0,9–5 В, поэтому они мертвы, но 4 из них можно было восстановить.

Максимальная теоретическая емкость (при условии, что новая модель и C10) всего этого сейчас составляет 1235 Ач, но я ограничил ее до 1160 для уменьшения емкости на 5% из-за их срока службы..смещение против того, что теперь C скорость заряда и разряда снова снижается из-за увеличения параллельных банков. Вот снимок системы на данный момент. Сегодня при хорошем солнечном дне он заряжен примерно до 94%:

Итак, все выглядит хорошо, с током разряда 37 А, разделенным на все банки, это приводит к очень низкому току разряда на банк и низкой нагрузке на каждую ячейку, поэтому у меня довольно высокое напряжение на клеммах нагрузки 25 В.

Следует упомянуть, что я еще не смотрел, имеет ли мой новый множитель ту же ошибку измерения, что я упоминал выше, так что это также может быть фактором моего повышенного значения напряжения постоянного тока, мне нужно будет это исправить.

Излишне говорить, что это легко может привести в действие дом всю ночь, сейчас нагрузки высоки, потому что жены смотрят кумира на острове любви знаменитостей на льду внизу, а я сижу за офисным ПК. Ночные нагрузки составляют около 200-300 Вт.К сожалению, вчера, как вы можете видеть, день был без солнечного, поэтому график не очень хорошо показывает ночные характеристики, но я получаю около 70-75% Soc каждую ночь, прежде чем на следующий день солнечная энергия снова зарядит их. .

СО. Это много написания. Это, вероятно, идет вразрез с большинством требований к батареям и нет, но я прочитал статью в Интернете, которая также тестировала аналогичные настройки с разными типами батарей и емкостью, что в значительной степени привело к одинаковым результатам.

Я думаю, КЛЮЧЕВОЙ момент в том, что все мои батареи могут работать с одинаковым зарядным напряжением. Я использую объем / поглощение 28,8 В с поплавком при 27,6 В, но у него никогда не бывает времени, чтобы он мог плавать до ночного цикла. Я деффо не предлагаю смешивать влажные клетки и гель / AGM. Я бы, конечно, не стал пробовать, чтобы эта батарея соответствовала какой-то важности. Я не думаю, что смогу добавить что-то еще без возможного повторного обновления множителя до версии 5 кВт, поскольку это ток заряда, который становится ограничивающим фактором, я мог бы добавить его параллельно, но может быть трудно сопоставить их, мне уже пришлось Продам тот, который я купил, в котором, как я не подозревал, был «старый» микропроцессор, поэтому я не думаю, что пойду по этому пути.Сказав это, добавление большей емкости и банков приводит к еще более низкому току заряда и разряда на элемент, что увеличивает емкость аккумулятора и ожидаемый срок службы, также из-за более низкого DoD, необходимого для того же выхода AH. Настоящая проверка теперь будет состоять в том, как долго они прослужат и работают так же хорошо, как они работали. Я также поставил датчик температуры на 460-й банк, так как он заряжает / разряжается с наибольшим током, но это означает, что другие банки могут быть «незащищены» от теплового разгона / некорректного компенсированного напряжения заряда. Мой гараж обычно хороший и холодный. правда около 15 градусов с вентиляцией.

Если у кого-то есть предложения / улучшения или просто хочется сказать мне, что это плохая идея, пожалуйста, продолжайте. Надеюсь, вам понравилось читать!

ячеек последовательно и параллельно — Учебный материал для IIT JEE

Алессандро Вольта изобрел электрическую батарею. Впервые она была названа Voltaic Pile . За его вклад в науку единица электрического потенциала получила название Вольт .Джон Фредерик Даниэлл разработал ячейку Даниэля. Затем Джордж Лекланш изобрел влажную батарею, а доктор Карл Гасснер представил сухую батарею. Гастон Планте представил первую аккумуляторную батарею. Это свинцово-кислотный аккумулятор, который снова наиболее часто используется в автомобилях.

Мы знаем, что электрический ток — это поток заряженных частиц. Это поток электронов по цепи.

Набор из двух или более элементов, соединенных последовательно, называется батареей A .Батарея — это источник энергии, преобразующий химическую энергию в электрическую. Он также известен как электрохимическая ячейка . Энергия хранится в форме химической энергии внутри батареи. Аккумуляторы дают нам удобный источник энергии для питания устройств без кабелей и проводов. Когда он подключен к цепи, он производит электрическую энергию. Батарея состоит из двух клемм — положительной и отрицательной. Положительный вывод называется Катод , а отрицательный вывод называется Анод .Их также называют электродами ячейки . Эти электроды будут погружены в раствор под названием Электролит . Это жидкость, которая является ионной и проводит электричество.

Когда аккумулятор собирается заряжаться, к нему подключается внешний источник. Анод батареи подключен к отрицательной клемме источника, а катод — к положительной клемме источника. Поскольку внешний источник подключен к батарее, электроны вставляются в анод.Когда элемент или батарея подключены к цепи, происходят химические реакции. Таким образом, химические реакции происходят внутри двух электродов. Здесь происходят реакции окисления и восстановления. Затем на катоде происходит реакция восстановления, а на аноде — процесс окисления.

Сухая ячейка

Катод действует как окислитель, принимая электроны от отрицательного концевого анода. Анод действует как восстановитель, теряя электроны.Таким образом, из-за этих химических реакций возникает электрическая разница между выводами-анодом и катодом. Когда нет питания, электролит запрещает движение электронов непосредственно от анода к катоду. Вот почему мы используем внешний источник или подключаемся к цепи. Таким образом, электроны перемещаются от анода к катоду, когда цепь замкнута. Наконец, он дает питание подключенному к нему прибору. Спустя долгое время, когда электрохимический процесс изменяет материалы анода и катода, он перестает выделять электроны.Потом садится аккум.

ЭДС:

ЭДС или электродвижущая сила определяется как разность потенциалов, которая возникает между двумя выводами батареи в разомкнутой цепи. Мы знаем, что анод имеет положительный потенциал (V ₊ ), а катод — отрицательный потенциал (V _— ). Таким образом, ЭДС — это разность потенциалов между анодом положительного вывода и катодом отрицательного вывода, когда через него не протекает ток. ЭДС измеряет энергию, которая передается заряду, переносимому в элементе или батарее.Это энергия в джоулях, деленная на заряд в кулонах. ЭДС действует как инициирующая сила для протекания тока.

ε = E / Q, где ε — электродвижущая сила, E — энергия, а Q — заряд.

ЭДС, которая обозначается ε, а уравнение задается следующим образом: ε = V ₊ — (-V _— ) = V ₊ + V _-. Измеряется в вольтах.

Внутреннее сопротивление:

Внутреннее сопротивление — это сопротивление внутри батареи, которое препятствует протеканию тока при подключении к цепи.Таким образом, он вызывает падение напряжения, когда через него протекает ток. Это сопротивление, обеспечиваемое электролитом и электродами, присутствующими в элементе. Таким образом, внутреннее сопротивление обеспечивается электродами и электролитом, которые препятствуют прохождению тока внутри ячейки.

Уравнение ЭДС и внутреннего сопротивления:

Рассмотрим схему, приведенную ниже. Ячейку можно модифицировать с помощью ЭДС ε и внутреннего резистора с сопротивлением r, включенного последовательно. Внешний нагрузочный резистор с сопротивлением R также подключен к цепи.Разность потенциалов на клеммах, представленная как V, определяется как разность потенциалов, возникающая между положительной и отрицательной клеммами ячейки, когда ток течет по цепи.

В = В ₊ + В _— — Ir. Это падение напряжения, вызванное внутренним сопротивлением.

Мы знаем, что ε = V ₊ + V _-. = Я (R + r).

ε = ИК + Ir.

= V + Ir

В = ε — Ir.

Итак, V = ε — Ir, где V — разность потенциалов в цепи, ε — ЭДС, I — ток, протекающий по цепи, r — внутреннее сопротивление.

Обычно внутреннее сопротивление ячейки не учитывается, потому что ε >> Ir. Величина внутреннего сопротивления меняется от ячейки к ячейке.

В основном есть два типа цепей: последовательные и параллельные. Элементы могут быть подключены последовательно, параллельно или их комбинация. В последовательной цепи электронов движутся только по одному пути. Здесь будет тот же ток, который проходит через каждый резистор.Напряжение на резисторах при последовательном соединении будет другим. Последовательные цепи нелегко перегреть. Конструкция последовательной схемы проста по сравнению с параллельной схемой.

В параллельной цепи электронов проходят через множество ее ветвей. В этом случае напряжение на каждом резисторе в цепи остается неизменным. Здесь ток в цепи делится между каждой ветвью и, наконец, рекомбинирует, когда ветви встречаются в общей точке. Параллельная цепь может быть сформирована разными способами, что означает, что ячейки могут быть расположены в различных формах.Параллельные цепи можно использовать в качестве делителя тока. Легко подключить или отключить новую ячейку или другой компонент, не затрагивая другие элементы в параллельной цепи. Но он использует много проводов и, следовательно, становится сложным.

Рассмотрим две последовательно соединенные ячейки. Положительный вывод одной ячейки подключается к отрицательной клемме следующей ячейки. Здесь один терминал двух ячеек свободен, а другой терминал двух ячеек соединен вместе.ε ₁ и ε ₂ — это ЭДС ячеек, а r ₁ и r ₂ — внутреннее сопротивление элементов соответственно. Пусть I будет током, протекающим через ячейки.

Ячейки, соединенные последовательно

Рассмотрим точки A, B и C, и пусть V (A), V (B) и V (C) — потенциалы этих точек соответственно. V (A) — V (B) будет разностью потенциалов между положительной и отрицательной клеммами для первой ячейки.

Так V _AB = V (A) — V (B) = ε ₁ — Ir _1.

V _BC = V (B) — V (C) = ε ₂ — Ir _2.

Теперь разность потенциалов между клеммами A и C равна

В _AC = V (A) — V (C) = [V (A) — V (B)] + V (B) — V (C)]

= ε ₁ — Ir ₁ + ε ₂ — Ir ₂

= (ε ₁ + ε ₂ ) — I (r ₁ + r ₂ ).

В случае, если мы заменим эту комбинацию ячеек одной ячейкой между точками A и C с ЭДС ε _экв и внутренним сопротивлением r _экв, В _AC = ε _экв — r _экв . и, таким образом, мы обнаружили, что ε _eq = ε ₁ + ε ₂ и r _eq = r ₁ + r ₂ из предыдущего уравнения.

Ясно, что эквивалентная ЭДС n ячеек в последовательной комбинации является суммой их индивидуальных ЭДС.Эквивалентное внутреннее сопротивление n ячеек в последовательной комбинации является суммой их индивидуального внутреннего сопротивления.

В последовательной комбинации, если ток покидает ячейку от отрицательного электрода, ЭДС ячейки будет, например, V _BC = — ε ₂ — Ir ₂ и, наконец, уравнение для ε _eq = ε ₁ — ε ₂ , (ε ₁ > ε ₂ ).

Преимущества и недостатки последовательно соединенных ячеек:

Ячейки, соединенные последовательно, создают большее результирующее напряжение.Поврежденные элементы можно легко идентифицировать, и, следовательно, их можно легко заменить, поскольку они разрывают цепь.

Повреждение одной из ячеек в цепи может повлиять на все соединение. Ячейки, которые соединены последовательно, быстро истощаются, и поэтому они не служат дольше. В домашней электропроводке не используется.

Рассмотрим две ячейки, соединенные параллельно. Здесь положительные выводы всех ячеек соединены вместе, а отрицательные выводы всех ячеек соединены вместе.При параллельном подключении ток делится между ответвлениями. Таким образом, ток I делится на I ₁ и I _2. I = I ₁ + I _2. Рассмотрим точки B ₁ и B ₂ , а затем V (B ₁ ) и V (B ₂ ) — потенциалы соответственно. Разность потенциалов на выводах первой ячейки.

Ячейки соединены параллельно

V = V (B ₁ ) — V (B ₂ ) = ε ₁ — I ₁ r _1. Точка B ₁ и B ₂ подключаются аналогично второй ячейке.

V = V (B ₁ ) — V (B ₂ ) = ε ₂ — I ₂ r ₂ . По закону Ома мы знаем, что I = V / R. Теперь подставим эти значения в уравнение

Если мы заменим ячейки одной ячейкой, расположенной между точкой B ₁ и B ₂ с ЭДС ε _экв и внутренним сопротивлением r _экв , тогда V = ε _экв — Ir _экв .

Это то же самое, что и при параллельном соединении резисторов.

Для n количества ячеек, соединенных параллельно с ЭДС ε _1, ε _{2 ……} ε _n и внутренним сопротивлением r ₁ , r _2…. r _n

Преимущества и недостатки параллельного подключения ячеек:

Для ячеек, соединенных параллельно, повреждение одной из ячеек в цепи не повлияет на все соединение.Ячейки, соединенные параллельно, не изнашиваются легко и, следовательно, служат дольше.

Напряжение, развиваемое ячейками при параллельном соединении, не может быть увеличено путем увеличения количества ячеек, присутствующих в цепи. Это потому, что они не имеют одинаковой круговой траектории. При параллельном подключении подключение обеспечивает питание из расчета на одну ячейку. Так что яркость лампочки не будет высокой.

• Алессандро Вольта изобрел электрическую батарею и впервые был назван гальванической батареей.

• Фредерик Даниэлл разработал ячейку Даниэля, а Джордж Лекланш изобрел влажную ячейку. Доктор Карл Гасснер представил сухую батарею, а Гастон Планте представил первую перезаряжаемую батарею.

• Элемент или батарея — это источник энергии, преобразующий химическую энергию в электрическую.

• Батарея состоит из двух клемм. Положительный вывод называется Катод , а отрицательный вывод.называется Анод .

• ЭДС или электродвижущая сила — это разность потенциалов, возникающая между двумя выводами батареи в разомкнутой цепи. ε = E / Q, где ε — электродвижущая сила, E — энергия, а Q — заряд. Внутреннее сопротивление — это сопротивление внутри батареи, которое препятствует прохождению тока при подключении к цепи. Уравнение, связывающее ЭДС и внутреннее сопротивление: V = ε — Ir, где V — разность потенциалов в цепи, ε — ЭДС, I — ток, протекающий по цепи, r — внутреннее сопротивление

• Для двух последовательно соединенных ячеек развиваемое напряжение равно V = (ε ₁ + ε ₂ ) — I (r ₁ + r ₂ ).V = ε _eq — r _eq , если мы заменим количество ячеек одной ячейкой.

• Для двух параллельно соединенных ячеек V = ε ₁ r ₂ + ε ₂ r ₁ / r ₁ + r ₂ — Ir ₁ r ₂ / r ₁ + r _2. Для n количества ячеек, соединенных параллельно ε _eq / r _eq = ε ₁ / r ₁ + ε ₂ / r _{2 + ……………… ……..} ε _n / r _n.

Посмотрите это видео, чтобы получить дополнительную информацию

Дополнительные показания

Ячейки, подключенные последовательно и параллельно

Возможно, вам понравится:

Neet коучинг | Коучинг IIT в Дели | Лучший институт коучинга для ИИТ

Electropaedia — Аккумулятор для начинающих Страница

Эта страница предоставляет некоторую базовую информацию, чтобы помочь студентам с домашними заданиями по физике, а также удовлетворить любопытство случайных нетехнических посетителей, которые случайно наткнулись на этот сайт..

Ссылки на страницы, где можно найти более подробную информацию.

Ячейки

Энергетические элементы — это наименьшие индивидуальные электрохимические элементы, вырабатывающие напряжение, зависящее от химического состава элемента. Примерами являются цилиндрические щелочные элементы, используемые в игрушках и небольших электронных устройствах.

Они могут быть первичными (одноразовыми) ячейками или вторичными (перезаряжаемыми) ячейками .

Строго говоря, элемент не следует называть батареей, поскольку батарея представляет собой группу элементов, но многие люди (включая меня иногда) используют слово «батарея» для описания любого электрохимического источника энергии, даже если это одна ячейка, и это может привести к путанице.

Энергетические элементы обеспечивают источник постоянного или постоянного тока (однонаправленный).

Батареи

Батареи и аккумуляторные блоки состоят из групп ячеек, иногда спроектированных в виде единого блока, как в автомобильных батареях на 12 В, которые состоят из шести элементов по 2 В, соединенных последовательно и объединенных в единый блок.Или они могут быть отдельными ячейками, соединенными вместе в отдельном корпусе.

Напряжение ячейки

Напряжение ячейки зависит от комбинации активных химикатов, используемых в ячейке. Для общедоступных элементов напряжение может варьироваться от 1,2 В для элементов на основе никеля до более 3 В для элементов на основе лития.

Ток батареи

Фактический ток, отдаваемый элементом или батареей в любой конкретный момент времени, зависит от нагрузки.

Игнорируя влияние внутреннего сопротивления батареи, ток, потребляемый нагрузкой, определяется как

I = E ÷ R

Где I — ток (Амперы), E — напряжение батареи или элемента (Вольт), а R — сопротивление нагрузки (Ом). Это соотношение известно как Закон Ома

Таким образом, для 2-вольтовой батареи, питающей нагрузку 2 Ом, ток будет 1 А.

C rate — это показатель способности батареи выдерживать ток. Это НЕ максимальный ток, который может выдать аккумулятор, который может быть указан производителем как значение, в несколько раз превышающее значение C. Это постоянный ток заряда или разряда, который аккумулятор может выдерживать в течение одного часа. Таким образом, батарея на 12 вольт и 20 ампер-час должна обеспечивать 20 ампер в течение 1 часа или 2 ампера в течение 10 часов. Если аккумулятор разряжен со скоростью 10 ° C, он полностью разрядится за 6 минут.

Скорость заряда C обычно меньше, чем скорость разряда C.

Внутреннее сопротивление

Химические вещества и токопроводящие провода в практических батареях имеют небольшое внутреннее сопротивление, которое препятствует прохождению тока через батарею. На схеме ниже это показано как сопротивление — между клеммами аккумулятора.

При отсутствии сопротивления нагрузки R на аккумуляторе напряжение холостого хода на выводах аккумулятора будет E Вольт.Однако в этом случае, когда к батарее подключено сопротивление нагрузки R, протекающий ток будет

I = E ÷ (R + r)

, и на внутреннем сопротивлении произойдет падение напряжения. Падение напряжения и , также известное как омические потери, равно

e = I r = E r ÷ (R + r)

В результате доступное напряжение на клеммах аккумулятора снижается до (E — e) = E — (E r ÷ (R + r)) или E (1- r / (R + r))

Таким образом, для 2-вольтовой батареи с внутренним сопротивлением 100 мОм, питающей нагрузку 2 Ом, рабочее напряжение на клеммах батареи будет только 1.9 вольт, а ток через нагрузку составит 0,95 ампер.

Похоже, что внутри батареи прикладывается небольшое напряжение e в направлении, противоположном напряжению батареи. Обратите внимание, что и зависят от величины протекающего тока.

Для большинства батарей внутреннее сопротивление r очень мало, всего несколько миллиОм, поэтому его эффектом можно пренебречь, но для мощных батарей эффект внутреннего сопротивления может быть весьма значительным, вызывая нагрев батареи из-за джоулева нагрева. (см. ниже), а также эквивалентное снижение доступной мощности.Подробнее о влиянии внутреннего импеданса.

Заряд, энергия и мощность

Заряд: Единицей электрического заряда является кулон. Один кулон равен заряду, переносимому током в один ампер за одну секунду.

Энергия и выполненная работа: Энергия — это способность выполнять работу. Энергия и выполненная работа измеряются в джоулях или ватт-часах.1 Джоуль = 1 Вт-секунда. См. Также Глоссарий (Джоуль) Энергия, приобретаемая у электросети (в данном случае переменного тока или переменного тока) обычно измеряется в «единицах», где 1 единица = 1 киловатт-час или 1000 ватт-час.

Мощность: Мощность — это скорость выполнения работы. Измеряется в ваттах. 1 Ватт = 1 Джоуль в секунду.

Питание от аккумулятора

Мощность, которую может выдать элемент или батарея, обычно определяется как мощность, связанная с потреблением тока со скоростью C.Однако фактическая мощность зависит от сопротивления нагрузки, как указано выше, и определяется по формуле:

P = E X I

Где P — передаваемая мощность (Вт)

Таким образом, для 12-вольтной батареи на 20 ампер-час обеспечивается мощность:

20 А X 12 В = 240 Вт

Мощность, рассеиваемая в нагрузке, выражается в виде тепла и определяется выражением:

P = I ² R

Это уравнение также представляет процесс, известный как Джоулевое нагревание

Емкость аккумулятора и энергосодержание (они не совпадают)

• Емкость аккумулятора (C Rate)

Как отмечалось выше, пропускная способность элемента или батареи обычно указывается в ампер-часах или миллиамперах-часах и представляет собой ток в амперах или миллиамперах, который может выдерживать аккумулятор в течение одного часа.Это известно как «C» Rate батареи, но эта мера емкости заряда ошибочно используется в качестве показателя емкости накопления энергии без учета напряжения элемента или батареи.

Скорость, с которой заряд передается в элемент или батарею или из них, — это просто ток I.

Количество заряда, передаваемого током, измеряется в кулонах и выражается в

.

Q = I X т

Где Q — количество переданного заряда, а t — время в секундах, в течение которого течет ток.

Количество заряда в полностью заряженном элементе, его кулоновская емкость, таким образом, дается емкостью в ампер-часах, умноженной на 3600 (количество секунд в часе) независимо от напряжения батареи . Таким образом, полностью заряженный аккумулятор емкостью 20 А / ч содержит или может обеспечить заряд:

20 ампер-часов X 3600 секунд = 72000 кулонов

Таким образом,

ампер-часов и кулонов являются эквивалентами емкости заряда аккумулятора.

Фактический ток, протекающий в нагрузку, зависит от напряжения батареи, и это различно для разных химических элементов, как показано в следующей таблице. Обратите внимание, что хотя все батареи могут содержать одинаковое количество заряда, при подключении к аналогичной нагрузке (2 Ом в этом примере), чем выше напряжение элемента, тем больше протекает ток и тем быстрее разряжается батарея.

Тип батарейки	Напряжение ячейки (Вольт)	Ампер-час Вместимость (Ах)	Заряд Вместимость (Кулоны)	Нагрузка 2 Ом Текущий (Амперы)	Разряд Время (Минуты)
Свинцово-кислотный	2	2	7 200	1	120
Никель Кадмий	1.2	2	7 200	0.6	200
Никель-металлогидрид	1.2	2	7 200	0.6	200
Литий-Кобальт	3,7	2	7 200	1.85	64,9
Литий-фосфат железа	3.2	2	7 200	1.6	75

C Скорость	Отвод Текущая	Отвод Время
C Скорость	20 Амперы	1 Час
C2 Скорость	40 Амперы	0.5 Часы
C5 Скорость	100 Амперы	0,1 Часы
C0.5 Оценка	10 Амперы	2 Часы
C0.1 Скорость	2 Амперы	10 Часы

• Альтернативные ставки C

Стандартный коэффициент C относится к заданному постоянному току, протекающему в батарее во время эталонного периода заряда или разряда продолжительностью один час.Типичные значения расхода тока могут быть намного выше или ниже, чем стандартная скорость C, что приводит к соответственно меньшим или более высоким периодам заряда или разряда для той же батареи . Для удобства фактическое приложение может быть кратно C Rate. Они не изменяют емкость аккумулятора (если не разгоняют ее за указанные пределы).

По соглашению, обозначение C Rate, представляющее альтернативный расход тока, показывает текущий множитель, добавленный к C Rate.Таким образом, потребление тока C3 разряжает батарею в 3 раза быстрее за одну треть часа, а при скорости зарядки C0,5 потребуется 2 часа, чтобы зарядить батарею со скоростью, равной половине C. В таблице напротив показаны токи и периоды разряда для 12-вольтной батареи на 20 ампер-час с заданным показателем C, равным 20 ампер, при работе с разными скоростями.

• Энергосбережение в батарее

Ампер-час или кулоновская емкость не являются показателем энергоемкости аккумулятора.Энергия, хранящаяся в элементе или батарее, также зависит от напряжения и указывается в ватт-часах или милливатт-часах.

Чтобы получить содержание энергии элемента или батареи, умножьте значение ампер-часов на напряжение элемента или батареи, чтобы получить ватт-часы. В приведенном выше примере энергия в 12-вольтовой батарее 20 Ач выражается следующим образом:

20 ампер-часов x 12 вольт = 240 ватт-часов

При выборе аккумуляторов для приложений с батарейным питанием ключевыми требованиями являются количество энергии, которое необходимо сохранить для питания приложения, а также напряжение и ток, при которых она подается.Однако энергосодержание зависит от напряжения батареи, и это зависит от химического состава элементов. Сравнение батарей по их емкости в ампер-часах может привести к неверным выводам, поскольку все они могут иметь одинаковую емкость в ампер-часах, но содержание энергии может отличаться, как показано в таблице ниже. Для полноты энергосодержание батареи указано в Джоулях, а также в Ватт-часах. (1 джоуль = 1 ватт-секунда или 1 ватт-час = 3600 джоулей)

Тип батарейки	Напряжение ячейки (Вольт)	Ампер-час Вместимость (Ах)	Ватт-час Вместимость (Вт-ч)	Энергия (Джоули)	Заряд Вместимость (Кулоны)
Свинцово-кислотный	2	2	4	14 400	7 200
Никель Кадмий	1.2	2	2,4	8 640	7 200
Никель-металлогидрид	1.2	2	2,4	8 640	7 200
Литий-Кобальт	3.7	2	7,4	26 640	7 200
Литий-фосфат железа	3.2	2	6.4	23 040	7 200

Чтобы оценить количество энергии, хранящейся в батарее, см. На что способен Джоуль.

• Номинальная (указанная) мощность и фактическая производительность

Помните, что фактическая энергия, полученная от аккумулятора, может не соответствовать точно указанной емкости даже при работе с указанной скоростью C. Это связано с тем, что напряжение батареи имеет тенденцию падать к концу ее цикла разряда, что приводит к снижению энергии разряда. См. Кривые разряда

Помните также, что характеристики большинства батарей зависят от температуры, поэтому энергия, которая может быть извлечена из батареи, имеет тенденцию уменьшаться при понижении температуры.См. Температурные характеристики. Батарея будет обеспечивать указанную энергию только при работе при указанной температуре.

• Как получается, что батареи могут содержать один и тот же заряд в кулонах или одинаковую емкость в ампер-часах, но накапливать разное количество энергии?

Ответ заключается в том, что в батарее с более высоким напряжением заряд сохраняется с более высоким потенциалом.

Сравните пример с двумя идентичными канистрами с водой, каждая из которых содержит одинаковое количество воды, но одна содержит воду при атмосферном давлении, а другая — воду под высоким давлением.

• Первичные и вторичные элементы

Для данного размера первичные элементы обычно имеют более высокое энергосодержание (емкость), чем вторичные элементы, но они истощены и больше не могут использоваться после однократного разряда.Хотя вторичные элементы обычно имеют меньшую емкость на одну зарядку, их можно разряжать и перезаряжать многократно, тем самым увеличивая их эффективную пропускную способность энергии в течение срока их службы во много раз по сравнению с емкостью первичных элементов эквивалентного размера.

Как работают батареи

См. Подробную информацию на странице Cell Chemistries .

Цены на батареи

Ценообразование батарей в ампер-часах неизбежно приводит к путанице, особенно при сравнении батарей с различным химическим составом ячеек, поскольку энергосодержание зависит от напряжения батареи.Фактическая накопленная энергия в ватт-часах равна емкости в ампер-часах, умноженной на напряжение батареи.

Для сравнения стоимости эквивалентных количеств хранимой энергии на аналогичной основе следует использовать цену за ватт-час.

Чтобы преобразовать цену за ампер-час в цену за ватт-час, разделите стоимость ампер-часа на напряжение батареи.

Пример

Свинцово-кислотная батарея на 12 вольт, 60 ампер-час продается за 90 долларов.00 стоит 1,50 доллара США за ампер-час или 0,12 доллара США за ватт-час

Потребительский литиевый элемент на 3,7 В (18650), используемый в портативных компьютерах, выдает 2,25 ампер-часов и продается по цене около 4 долларов США, что эквивалентно 1,77 доллара США за 1 ампер или 0,48 доллара США за ватт-час

Таким образом, цена литиевой батареи за ампер-час лишь немного больше, чем цена свинцово-кислотной батареи, но стоимость энергии, поставляемой литиевой батареей, в четыре раза превышает стоимость того же количества энергии, поставляемой свинцово-кислотной батареей.

Но это еще не все. В этом примере рассматривается только капитальная стоимость батареи. Истинное сравнение стоимости также должно учитывать срок службы батареи.

Срок службы

Это количество раз, когда аккумуляторная батарея может быть заряжена и разряжена, прежде чем она разрядится. Это зависит от химического состава элемента и условий эксплуатации, в которых используется аккумулятор.

Свинцово-кислотная батарея может иметь срок службы около 300 циклов, в то время как литиевая батарея с той же емкостью может работать до 1500 циклов до того, как потребуется замена.Долгосрочное применение, требующее заданной емкости заряда за цикл, может быть удовлетворено одной литиевой батареей или серией из пяти свинцово-кислотных батарей (исходная батарея плюс четыре замены). В приведенном выше примере мы показали, что литиевые батареи могут быть в четыре раза дороже на ватт-час, чем свинцово-кислотные батареи, но, поскольку они имеют более длительный срок службы (в 5 раз лучше), свинцово-кислотная альтернатива оказывается на 25% дороже.

Срок службы — особенно важный фактор при сравнении затрат на срок службы дорогих аккумуляторов, например, используемых в электромобилях.

Когда батарея состоит из группы ячеек, соединенных последовательно, напряжение батареи является суммой напряжений отдельных ячеек, но емкость в ампер-часах одинакова для цепи, поскольку один и тот же ток проходит через все ячейки.

Таким образом, батарея, построенная из элементов 10 х 3 вольт х 20 ампер-час, будет иметь напряжение батареи 30 вольт и емкость 20 ампер-часов.Он будет иметь реальную мощность 600 Вт · ч энергии и сможет выдавать мощность 600 Вт.

Обратите внимание, что один литиевый элемент на 3,6 В и 800 мАч накапливает такую ​​же энергию (2,88 Втч), что и три никель-кадмиевых или никель-металлогидридных элемента на 1,2 В 800 мАч.

Параллельное соединение

Когда те же 10 ячеек подключены параллельно, напряжение батареи такое же, как и напряжение отдельных ячеек, но емкость в амперах будет суммой емкостей в амперах в часах, поскольку ток через нагрузку является суммой все токи через отдельные ячейки.

Таким образом, батарея будет иметь напряжение 3 вольта и емкость 200 ампер-часов. Он по-прежнему будет иметь реальную мощность 600 Вт-ч энергии и сможет выдавать мощность 600 Вт, как в случае выше.

Взглянем на это с другой стороны; каждая ячейка имеет емкость хранения энергии 60 ватт-часов.Суммарная мощность 10 ячеек составит 600 Вт / ч, независимо от того, как они подключены. Точно так же доступная мощность всегда будет 600 Вт. Мощность дается умножением силы тока на напряжение.

Таким образом, последовательная конфигурация обеспечивает высокое напряжение, но низкий ток, а параллельная конфигурация дает высокий ток, но при низком напряжении.

Батареи для любого тока и напряжения могут быть составлены из комбинации последовательного и параллельного соединения небольших элементов.

А . Батареи не должны состоять из смешанных элементов . Не смешивайте элементы разного возраста, разного размера, разного напряжения, разного химического состава, разной емкости, разной формы или разных производителей.

Смешивание типов ячеек в батарее может привести к перегрузке некоторых ячеек, что приведет к преждевременному выходу из строя, и это может быть опасно.

См. Также Инструкции по безопасности при использовании аккумулятора

Зарядка аккумулятора

Методы, используемые для зарядки аккумулятора, зависят от химического состава элемента, используемого в аккумуляторе.Это означает, что помимо использования соответствующих номинальных значений напряжения и тока, профиль зарядки должен быть адаптирован к химическому составу элемента, в противном случае аккумулятор может быть поврежден. См. Дополнительную информацию на странице о зарядных устройствах и зарядке.

— зарядка, действие и подключение — знания о батареях

По мере того, как производятся новые типы устройств, требуются различные характеристики аккумуляторов.Однако это не означает, что новый аккумулятор должен производиться для каждого нового устройства, для работы которого требуются разные характеристики.

В этом случае делается то, что уже изготовленные батареи подключаются последовательно, параллельно или в смешанных конфигурациях для обеспечения желаемых результатов. Последовательное подключение батареи используется во многих приложениях, и здесь мы обсудим способы зарядки и значение.

Последовательная зарядка аккумуляторов:

Когда мы говорим о последовательной зарядке аккумуляторов, это означает, что аккумуляторы соединены вместе, образуя одну единственную батарею. Здесь батареи подключены таким образом, что одна клемма первой батареи и одна клемма последней батареи соединены с зарядным устройством.

Остальные клеммы соединяются с противоположными клеммами других батарей для замыкания цепи. Вот как происходит процесс зарядки при последовательном соединении аккумуляторов.

Как влияет последовательная зарядка аккумулятора на некоторые характеристики?

Когда батареи заряжаются по отдельности и когда их необходимо заряжать в последовательном соединении, характеристики обычно различаются. Другими словами, напряжение и другие вещи меняются из-за замены батарей.

Общее напряжение системы

Зарядка батарей в последовательном соединении означает, что напряжение каждой батареи увеличивается при выборе зарядного устройства для зарядки батареи. Это означает, что если у нас есть 2 батареи по 12 В каждая, подключенные последовательно, необходимое нам зарядное устройство будет обеспечивать 24 В.

Ампер-часы или емкость системы

Несмотря на то, что батареи заряжаются последовательно более высоким напряжением, одна вещь, которая не изменится, — это сила тока. час батарей.Если мы возьмем пример, если обе наши 12-вольтовые батареи рассчитаны на 100 ампер-часов, тогда потребуется зарядное устройство на 100 ампер-часов, однако напряжение возрастет до 24 вольт.

Батареи, подключенные одновременно в последовательной и параллельной конфигурациях:

Как мы упоминали выше, разные типы устройств должны иметь разные характеристики мощности. Это вызывает необходимость подключения батарей в различных конфигурациях для получения желаемой мощности.

Причина в том, что создание нового типа батареи для каждого устройства не будет очень эффективным методом по многим причинам. Итак, здесь мы поговорим о последовательном и параллельном подключении батареи одновременно.

Преимущества зарядки смешанной конфигурации:

Когда батареи подключаются последовательно, а затем параллельно или параллельно, а затем последовательно, конфигурация обычно называется смешанной конфигурацией. Уточняется согласно проекту.Например, если 3 батареи соединены последовательно, а затем изготовлены два одинаковых комплекта, то эти комплекты или 3 батареи соединены параллельно.

Тогда общая конфигурация батареи будет известна как 3S3P или 3-последовательное-3-параллельное соединение. Этот тип конфигурации батареи имеет множество преимуществ, о которых мы упоминали ниже.

Отвечает требованиям различных типов систем.

Лучшее время зарядки может быть достигнуто за счет использования соответствующих цепей.

Лучших характеристик батарей можно достичь, если они служат дольше, а также имеют более длительный срок службы.

Как можно заряжать аккумуляторы в смешанной конфигурации?

Можно подумать, что зарядка аккумуляторов в смешанной конфигурации может оказаться непростой задачей. Хотя это несколько сложно, но с помощью передовых технологий все стало намного проще. Это потому, что есть системы управления аккумулятором и схемы зарядки, которые помогают заряжать аккумулятор с помощью одного входа. Самое приятное то, что каждая ячейка батареи получает необходимую мощность.

Провод какого калибра подключить к двум 12-вольтовым батареям параллельно?

Чаще всего 12-вольтовые батареи используются в автомобилях или домашних устройствах резервного питания.2 площади поперечного сечения. Использование этого провода в качестве минимального стандарта имеет важное значение, и здесь мы обсудим все об этом.

Какое значение имеет использование этого провода как стандартного или минимального?

Очень важно соблюдать диаметр провода для подключения 12-вольтных батарей в параллельной конфигурации. Здесь мы обсудим важность поддержания калибровки с учетом различных факторов.

Переносимый электрический ток может повредить провод.

Калибр провода показывает величину тока, который может пройти через провод. Если используется более тонкий провод, то пропускание большего тока может повредить провода. Самая частая проблема — оплавление проводов.

Нагретые провода могут вызвать повреждение системы.

Если вы выберете более тонкий провод, сильный ток может вызвать нагрев, и это увеличит сопротивление провода. Этот дисбаланс мощности может вызвать повреждение системы или ее компонентов, таких как предохранитель.