Соединение аккумуляторов последовательно и параллельно: Последовательное, параллельное и последовательно-параллельное соединение аккумуляторов

ПАРАДОКС СОЕДИНЕНИЯ БАТАРЕЙ | Дмитрий Компанец

Параллельное соединение батарей

Сразу скажу за название! Параллельное соединение Гальванических батарей без разделяющих диодов НЕ ДОПУСКАЕТСЯ ! Всегда и везде в технической литературе указывается необходимость разделения гальванических и аккумуляторных батарей диодами или иной автоматикой. Для меня ПАРАДОКС — почему современные инженеры и технологи поставляют нам аппараты снабженные такими НЕ ПРАВИЛЬНО СОЕДИНЕННЫМИ аккумуляторными батареями?

Часто видим в современных схемах и устройствах соединенные параллельно гальванические элементы питания и аккумуляторы.
И, если в старых и новых Батареях для Маяков где необходима большая энергетическая емкость и не очень большое напряжение, батарейки и гальванические элементы соединены параллельно по правилам (через исключающий саморазряд на себя диод), то в современных и не очень батареях (фирменных между прочим) от ноутбуков и блоков аварийного питания аккумуляторы соединяются параллельно просто так без диодов, металлическими перемычками.

Для меня это странно и это парадокс, ведь и аккумуляторы и солевые батареи являются гальваническими источниками тока с примерно одинаковыми свойствами и принципами работы (работают на обратимых химических реакциях ). При простом параллельном соединении , в случае просадки одного из элементов питания или его замыкания , вся батарея разом выходит из строя.

Многие псевдо-знатоки утверждают, что для аккумуляторов это позволительно и что такое соединение нисколько не опасно, но по принципу действия и по свойствам и Литиевые АКБ и Свинцовые и Солевые батареи практически одинаковы. Даже глубокий разряд во всех этих источниках тока выглядит одинаково — они перестают пропускать ток.

По логике и по схемам соединения аккумуляторов еще старых времен, писано однозначно — Запрещено включать параллельно батареи питания без использования разделяющих и изолирующих диодов. Достаточно прочитать техническую документацию по аварийным источникам электричества использующим большие и емкие батареи.

Вывод напрашивается всего один — использование «голого» параллельного соединения предусмотрено производителем для скорейшего выхода устройств с аккумуляторами из строя и увеличение продаж комплектующих и запасных частей.
Я конечно могу и ошибаться — я просто человек =)

КАКИМИ ЛАМПАМИ ПОЛЬЗОВАТЬСЯ ДЛЯ ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ

Эксплуатация никелево-кадмиевых аккумуляторов (НКА) при повышенных разрядных токах

Григоров Игорь Николаевич, а/я 68, 308015, Белгород РОССИЯ Включите javascript, чтобы увидеть email Включите javascript, чтобы увидеть email rk3zk (at) antennex.com   Каждый радиолюбитель, наверное, пытался получить от НКА большой разрядный ток! Но вероятнее всего, эти опыты по эксплуатации НКА привели только к одному – к преждевременному выходу из строя аккумуляторов. Следует твердо помнить, что при правильной эксплуатации НКА нежелательно длительное превышение разрядного тока над зарядным током. Это связано с химическими процессами, происходящими при заряде аккумуляторов, вследствие которых при значительном превышении разрядного тока аккумулятор не способен отдать повышенный ток из-за значительного увеличения газообразования. А увеличением газообразования внутри аккумулятора является причиной его преждевременного выхода из строя. Действительно, газам необходимо куда-то деваться. Вот они и начинают искать выход из аккумулятора наружу. Вырываясь через микроскопические трещинки в корпусе и между корпусом и диэлектрической шайбой, газы уносят с собой электролит. Это приводит к тому, что аккумулятор начинает высыхать, и уже не способен взять тот заряд, который он брал раньше. На корпусе аккумулятора появляются капельки электролита, которые приводят к преждевременной порче корпуса. Если корпус аккумулятора достаточно прочен, чтобы не дать вырваться газам наружу, они (газы) будут деформировать внутренности аккумулятора, что тоже приведет к быстрому выходу аккумулятора из строя. За лето интенсивной эксплуатации батареи аккумуляторов с превышением разрядного тока над зарядным в несколько раз приведет к тому, что половина аккумуляторов, составляющих батарею, выйдет из строя. Что же можно предпринять в этом случае? Очень просто увеличить разрядный ток можно только одним способом — увеличить зарядный. Так делается во многих импортных аккумуляторах с потрясающими надписями – типа 800ma/h и даже 1600ma/h… Но, как наверное многие уже убедились, живут такие аккумуляторы недолго, да и надписи эти далеки от реальных возможностей аккумуляторов. Далеко не все отечественные аккумуляторы выдерживают такие эксперименты по их зарядке повышенным током. Хотя как показывает опыт, для ЦНК-0,45 и ЦНК-0,9 увеличение зарядного тока в 2…3 раза вполне возможно. Конечно, при этом надо помнить о том, что при этом аккумуляторы прослужат гораздо меньше, чем они могли бы работать при зарядке их нормальным током и заранее примириться с этим. Другой, безопасный способ увеличения емкости аккумуляторов заключается в их параллельном соединении, как показано на рис. 1. Хотя в литературе и не рекомендуется такое включение аккумуляторов, но, как показывает опыт, вполне возможно соединить вместе несколько аккумуляторов — реально до 5 — 6 штук. При этом разрядный ток увеличивается в соответствующее количество раз. Для параллельного соединения необходимо использовать аккумуляторы одной партии, имеющие наиболее близкие параметры. Для отбора аккумуляторов собирают стенд согласно рис. 2. Критерием первичной отборки аккумуляторов служит потребляемый зарядный ток. Для этого аккумулятор (1) подключают к стабилизированному источнику напряжения (2) через постоянный резистор (3), обеспечивающий необходимый зарядный ток (см. [1]), который контролируют при помощи цифрового амперметра (4). После полной зарядки элементы оставляют на три-четыре дня. После этого измеряют напряжение холостого хода каждого заряженного элемента. Затем нагружают поочередно каждый элемент на общее сопротивление, обеспечивающее разрядный ток близкий к зарядному току. Измеряют точное значение разрядного тока и напряжение на нагрузке. Пользуясь этими данными комплектуют аккумуляторную батарею. Аккумуляторы, которые имеют большое сопротивление утечки ( за несколько дней простоя сильно разрядились) и аккумуляторы, которые имеют большое внутреннее сопротивление (дают малый разрядный ток и берут малый зарядный ток) нежелательно использовать для постройки аккумуляторных батарей. Рис. 1 Параллельное соединение аккумуляторов Рис. 2 Стенд для проверки зарядного тока Соединять параллельно необходимо разряженные аккумуляторы. Для этого перед параллельным соединением аккумуляторы необходимо разрядить. Затем произвести заряд током, превышающим зарядный ток одного аккумулятора во столько раз, сколько аккумуляторов соединено параллельно. Соединять параллельно необходимо только одиночные элементы, как это показано на рис. 1. Недопустимо производить параллельное соединение нескольких последовательно включенных аккумуляторов, как это показано на рис. 3. Если есть желание, последовательно с каждым аккумулятором можно включить постоянный резистор небольшого сопротивления 2-5 Oм для ЦНК-0,45. Эти резисторы должны уравнять распределение тока во время работы и зарядки для параллельно соединенных аккумуляторов. Однако, мой опыт эксплуатации параллельно соединенных аккумуляторов без таких резисторов говорит о том, что вполне можно обойтись и без них.   Рис. 3 Недопустимое соединение аккумуляторов Главное что не следует допускать при эксплуатации параллельно соединенных аккумуляторов так это их глубокого разряда. Необходимо разряжать батарею не более чем на 50%, а еще лучше, не более чем на 30%, затем произвести их подзарядку. Конечно, в этом случае необходим учет работы аккумуляторов по времени и разрядному току устройства, подключенному к ним. Обязательное условие сохранности такой батареи — это нахождение ее под тренировочным током в нерабочее время. Выполнение этих условии позволит эксплуатировать параллельно соединенные аккумуляторы также же долго как и одиночные. И в заключение необходимо отметить, что НКА плохо переносят большие импульсные токи. Импульсные токи большой величины могут быть при использовании НКА для питания SSB трансиверов, при нажатии телеграфного ключа. Поэтому, желательно параллельно батареи аккумуляторов подключить электролитический конденсатор емкостью 10000 и более микрофарад. Для ограничения импульсного тока через батарею аккумуляторов к конденсатору она подключается через резистор сопротивлением 1- 3 Ом и дроссель, представляющий собой 10-20 витков медного провода диаметром 0,5-0,8 мм намотанного на оправке диаметром 10 мм. Схема подключения буферного электролитического конденсатора (2) к аккумуляторной батареи (1) показана на рис. 4. Параметры схемы указаны для среднего потребляемого тока 0,1 ампер. При другом среднем потребляемом токе параметры этой цепочки могут быть изменены. Рис. 4 Подключение буферного конденсатора Литература: Григоров И.Н. (RK3ZK) “Эксплуатация никелево-кадмиевых аккумуляторов в радиолюбительских условиях”. РЛ №5 1995г. Журнальный вариант статьи был опубликован в : РЛ №11 1997, с.27.

Что такое аккумулятор и аккумуляторная батареи, соединение аккумуляторов

Если сделать элемент из двух свинцовых пластин, погруженных в раствор серной кислоты, то вследствие их однородности никакой разности потенциалов между этими пластинами не будет.

Поэтому нельзя будет использовать этот элемент как источник электрической энергии. Однако если через такой элемент пропустить постоянный электрический ток, то электролит начнет разлагаться: на одной свинцовой пластине станет выделяться кислород, отчего она начнет окисляться и поверхностный слой ее превратится в перекись свинца; на другой свинцовой пластине будет выделяться водород.

Структура аккумулятора

В результате такого процесса, называемого зарядом, пластины в электролите уже не будут однородными, между ними появится разность потенциалов; следовательно, такой элемент можно использовать как источник электрической энергии (рис.

1).

При использовании такого элемента в качестве источника электрической энергии перекись свинца на одной пластине и чистый свинец на другой превращаются в сернокислый свинец. Когда вся перекись свинца израсходуется, элемент разрядится и э. д. с. его исчезнет.

Элементы, требующие для своего действия предварительного заряда электрическим током, называются аккумуляторами, или вторичными элементами, в отличие от первичных гальванических элементов, не требующих для своего действия никакого заряда.

Казалось бы, какой смысл изготовлять элементы, да еще заряжать их, когда можно сделать сразу готовые к действию элементы, не требующие предварительного заряда. Оказывается, смысл есть. Дело в том, что аккумуляторы после использования можно опять зарядить и, таким образом, сделать их вновь пригодными к использованию.

Рис. 1. Устройство простейшего аккумулятора.

Заряжать аккумуляторы при правильной их эксплуатации можно много десятков и даже сотни раз, для этого нужна схема зарядки аккумулятора которая поможет контролировать нужный ток заряда и уровень зарядки.

Слово «аккумулятор» означает «накопитель». Аккумуляторы при заряде как бы накапливают электрическую энергию, а при разряде отдают ее потребителю.

Гальванические же элементы после первого использования фактически приходят в негодность; зарядить их уже нельзя, н поэтому к дальнейшему использованию они уже непригодны.

Рис. 2. Решетчатая аккумуляторная пластина.

Рассмотренный простейший аккумулятор обладает очень маленькой емкостью и поэтому может давать ток очень непродолжительное время. Для увеличения емкости аккумулятора пластину его изготовляют в виде решетки (рис. 2), в отверстие которой набивают особую активную массу. Кроме того, для увеличения емкости аккумулятор после изготовления подвергают многократному заряду-разряду — формовке, в процессе которой емкость его еще более возрастает.

Напряжение, создаваемое кислотным аккумулятором сразу после заряда, равно 2,7 в, при включении его на нагрузку это напряжение быстро падает до 2 в На этом уровне оно держится довольно продолжительное время, а затем снова начинает быстро палать.

Емкостью кислотных аккумуляторов, измеряемой в ампер-часах, называется количество электричества, которое аккумулятор может отдать при разряде его от 2,7 до 1,85 в.

Как и для элементов, для каждого типа аккумулятора существует максимальный разрядный ток. Превышение этого тока, а также короткое замыкание аккумулятора ведут к разрушению его пластин и порче аккумулятора. Чрезмерно большой зарядный ток также вредно сказывается на аккумуляторе, снижая срок его службы.

Щелочные аккумуляторы

Кроме кислотных аккумуляторов со свинцовыми электродами, широко применяются щелочные аккумуляторы, электролитом з которых служит раствор едкого калия, а электродами являются железные никелированные рамки, удерживающие пакеты с активной массой (рис. 3).

Рис. 3. Пластины щелочного аккумулятора.

В положительных пластинах активной массой является гидрат окиси никеля в смеси с графитом, а в отрицательных — кадмий и окись железа. Аккумуляторы этого типа иногда называют также кадмиево-никелевыми или — сокращенно — аккумуляторами типа КН.

Сосуды щелочных аккумуляторов обычно изготовляются из листового железа с гофрированными для повышения механической прочности стенками (рис. 4).

Рис. 4. Банка щелочного аккумулятора.

Щелочные аккумуляторы по сравнению с кислотными значительно удобнее в эксплуатации. Они не боятся коротких замыканий, тряски, толчков и могут долго находиться в разряженном состоянии. Кроме того, они легче.

Однако напряжение одного элемента у щелочных аккумуляторов составляет всего 1,25 в, т. е. значительно меньше, чем у кислотных.

Соединение элементов и аккумуляторов в батарею

Если э. д. с. или емкость элемента (аккумулятора) оказывается недостаточной, то элементы (аккумуляторы) соединяют в группы, называемые батареями.

Рис. 5. Последовательное соединение элементов.

Рис. 6. Параллельное соединение элементов.

Так, для питания цепей накала ламп бывают необходимы источники питания напряжением 6 в, а для питания анодных цепей 80—120 в. В этих случаях применяют последовательное соединение элементов или аккумуляторов в батареи (рис. 5).

При последовательном соединении элементов или аккумуляторов отрицательный полюс первого из них соединяют с положительным полюсом второго, отрицательный полюс второго — с положительным полюсом третьего и т. д.

Оставшиеся свободными положительный полюс первого элемента и отрицательный последнего образуют соответствующие полюсы батареи. Напряжение такой батареи равно сумме напряжений, создаваемых отдельными элементами. Поэтому, соединяя последовательно элементы, можно получить батарею любого напряжения.

Но от последовательно соединенных элементов нельзя получить ток большей величины, чем может дать один элемент. Поэтому для получения тока большей величины применяется способ параллельного соединения элементов (рис. 6).

При этом способе все положительные полюсы элементов соединяют вместе, образуя положительный полюс батареи, а все отрицательные также соединяют вместе, образуя отрицательный полюс. В результате получается как бы один элемент с увеличенной площадью поверхности пластины, но только разделенный на части, которые размещены по разным сосудам.

Рис. 7. Смешанное соединение элементов.

В аккумуляторах очень часто такие параллельно соединенные пластины помещают в одном сосуде, т. е. делают один аккумулятор с параллельно соединенными пластинами и увеличенной соответственно емкостью.

Напряжение батареи из параллельно соединенных элементов равняется напряжению одного элемента. Электрическая же емкость и допустимый разрядный ток равняются сумме емкостей и сумме допустимых разрядных токов всех параллельно соединенных элементов.

Если необходимо получить одновременно повышенное напряжение и значительную величину тока, применяют смешанное соединение, при котором для получения нужного напряжения элементы соединяют последовательно, а затем несколько таких групп для получения необходимой величины тока соединяют параллельно (рис. 7).

Бурлянд В.А., Жеребцов И.П. Хрестоматия радиолюбителя. 1963 г.

Соединение литий ионных аккумуляторов в батарею

20.10.2018

Защищенные литий-ионные аккумуляторы 18650 имеют специальную плату контроля, которая оберегает их от перезаряда, критического разряда и короткого замыкания. Поэтому алгоритм действий, как заряжать защищенные аккумуляторы 18650, гораздо проще, чем технология подзарядки элементов питания, не оснащенных платой защиты.

Достаточно установить аккумулятор в штатное зарядное устройство (соблюдая полярность) и подключить его к сети. Большинство современных зарядных устройств имеют индикатор, информирующий о статусе зарядки. Обычно в процессе подзарядки горит красная лампочка, а по окончании зарядки – зеленая или синяя. В среднем продолжительность подзарядки варьируется от 2 до 4 часов, причем большая часть емкости восполняется за первый час. После этого ток заряда уменьшается, и напряжение медленно доводится до граничного значения 4,2 В.

Как заряжать аккумулятор 18650 с защитой: важные правила

Чтобы защищенные Li-ion аккумуляторы типоразмера 18650 дольше сохраняли свою работоспособность, нужно:

1. Заряжать их подходящими зарядными устройствами (в идеале – оригинальными) – источниками постоянного напряжения 5 В, которые отдают зарядный ток величиной от 0,5 до 1,0 емкости элемента питания, автоматически начинают процесс зарядки от 0,05 В и останавливают его при 4,2 В.
2. Производить зарядку в помещениях при температуре от +15 до +25 °С. После попадания в помещение с мороза аккумулятор нужно вначале выдержать при комнатной температуре и только через несколько часов заряжать.
3. Хранить с уровнем заряда порядка 40–50%, периодически проверяя его.

Последовательное соединение Li-ion аккумуляторов

При последовательном соединении аккумуляторов к «+» электрической схемы подключается «+» клемма 1-го элемента питания. К «-» клемме 1-го аккумулятора подключается «+» клемма 2-го элемента питания и т. д. В конце к «-» блока подключается «-» клемма последнего элемента питания. Собранная по такой схеме батарея имеет значение емкости, как и у отдельно взятого элемента питания, а напряжение – соответствующее суммарному значению напряжений всех элементов, входящих в АКБ.

Если при составлении батареи использовались элементы с равными значениями напряжения, то общее напряжение АКБ рассчитывается как напряжение одного из элементов, умноженное на общее число ячеек в сборке. Энергия батареи, независимо от формата соединения элементов, соответствует суммарному значению энергий входящих в состав АКБ банок.

Как заряжать последовательно соединенные Li-ion аккумуляторы 18650?

Аккумуляторную батарею из литиевых элементов 18650 нельзя попросту подсоединить к блоку питания. Необходимо выровнять ток заряда на каждой ячейке. Балансировка осуществляется при подзарядке, когда есть возможность без значительных потерь энергии использовать пассивное рассеивание «избыточной» электроэнергии.

Если последовательно соединенные банки запитать через зажимы на концах блока, отслеживать заряд отдельных аккумуляторов не удастся. Звено с чуть большим сопротивлением или более низкой емкостью быстрее наберет максимальное напряжение 4,2 В и, пока напряжение всей батареи достигнет этого значения, успеет достичь превышенного значения 4,3 В или еще более высоких параметров. С каждым последующим циклом заряда емкостные характеристики таких звеньев будут снижаться, а в худшем случае литий-ионный аккумулятор может взорваться из-за перегрева.

Чтобы избежать таких проблем, нужно использовать балансир – ограничитель напряжения в виде компаратора, который сравнивает напряжение на литий-ионном элементе с граничной величиной 4,2 В. Когда напряжение достигает предельной величины, приоткрывается ключ-транзистор, внедренный параллельно элементу.

Он пропускает львиную долю зарядного тока и преобразует энергию в тепло. Заряд самой банки практически приостанавливается, в то время как соседние элементы имеют возможность окончательно зарядиться. Выравнивание напряжений осуществляется в завершение процесса заряда, когда элементы достигают граничного значения 4,2 В.

Теперь коснемся вопроса, как заряжать параллельно соединенные аккумуляторы 18650. При параллельном соединении одноименные полюсы соединяются между собой: «+» с «+», «-» с «-». Напряжение остается неизменным, а емкости суммируются. Балансировка при чисто параллельном соединении (без последовательно соединенных частей) не требуется.

Опции темы

Поиск по теме

Отображение

• Линейный вид
• Комбинированный вид
• Древовидный вид

Параллельное соединение Li-Ion аккумуляторов различной емкости

Думаю, пригодится многим мододелам, поэтому оставлю это здесь.
Оригинал статьи находится здесь и написан фонаревщиками, но разницы, как таковой, нет.

Ну что же. оказывается, некоторое количество людей до сих пор больше верит в магию чем в физику.
и такой простой случай, как параллельное включение химических источников тока вызывает разброд и шатание в умах.
Итак, к счастью наиболее часто используемый и разумный способ параллельного соединения аккумуляторов, а именно одинаковых, одного производителя и одной номинальной емкости, не вызывает почти ни у кого сомнений – общая емкость равна емкости одного аккумулятора умноженной на их количество. хорошо.
Но периодически возникают вопросы типа «а вот если соединить хороший заряженный аккумулятор с плохим разряженным который нашли в помойке», то общая емкость будет равна емкости самого большого аккумулятора, самого маленького, средней арифметической емкости, и вообще неизвестно чему, ибо хороший аккумулятор будет тратить часть своей энергии на заряд плохого, и вообще там будут происходить непонятные процессы, один будет разряжаться раньше другого и прочая и прочая.
Кроме того, если запараллелить хороший заряженный с плохим разряженным то они каааааак падзарвуца! поэтому параллелить надо только аккумуляторы с защитой
нет. нет. Нет и НЕТ!
Емкости всегда складываются при параллельном соединениии. ни средняя, ни минимальная или максимальная, а просто сумма.
Хороший аккумулятор не будет подзаряжать плохой, потому что для появления зарядного тока нужна разность потенциалов между аккумуляторами, а она при параллельном соединении равна нулю.
Всегда. и поэтому при разряде происходит автоматическое перераспределение токоотдачи с каждого аккумулятора таким образом, что в итоге они разряжаются одновременно, независимо от их разрядных характеристик и начальной емкости.
переходим к практическим занятиям.
Берем 2 аккумулятора – Panasonoc CGR18650E и, насколько я помню, Ultrafire 18650 (обложка с маркировкой не сохранилась) категории DOA.
Предварительно заряжаем и разряжаем каждый током 0.5А до напряжения 2.8В
Емкости получились соответственно 2403 и 171 мАч.
Внутренние сопротивления 85 и 400мОм.
Соединяем в параллельную сборку, заряжаем и разряжаем током 1А (т.е формально теми же самыми 0.5А на каждый, в случае если бы это были одинаковые аккумуляторы) до того же самого напряжения 2.8В.
Отданная такой сборкой емкость получилась 2661 мАч, что на 87мАч больше суммарной емкости отдельных аккумуляторов. удивительно? Нисколько. потому что разряд происходит не общим током поделенным на количество аккумуляторов, а различным, зависящим от внутреннего сопротивления и емкости каждого аккумулятора. Понятно, что плохой аккумулятор разряжается гораздо меньшим током чем хороший, а потому отдает несколько больше мАч. но в общем хорошо видно, что емкость хорошего не тратится на подзаряд плохого.
Далее. Животрепещущий вопрос, что же будет, если мы в дорогущий фонарик за 200 с лишним баксов понапихаем различных аккумуляторов, среди которых обязательно должен затесаться как минимум один, полностью разряженный и вообще чудом избежавший этапирования в мусорное ведро.
Да ничего не будет:

И этот ток стремительно падает, через 5-8 секунд уже немногим больше 600мА.
Напомню, что сила тока зависит от сопротивления цепи и разности потенциалов, которая в свою очередь определяется разностью эдс аккумуляторов и падением напряжений на их внутренних сопротивлениях. т.е чем больше ток, тем больше напряжение на разряженном и меньше на заряженном, что снижает разность потенциалов и вызывает уменьшение тока в цепи. и этот процесс развивается в далее в сторону снижения тока вплоть до 0.

Второй вариант – параллельное соединение заряженных и разряженных, но качественных, живых аккумуляторов (менее интересный, почему-то большинство заботит именно первый вариант, с плохим аккумулятором, а хорошие все собираются использовать исключительно равнозаряженными)

Ток прилично выше. но он так же постепенно падает.
в любом случае, индивидуальная защита аккумуляторов ни в том ни в другом случае просто не сработала бы, ток недостаточен. а с платами защиты будет еще меньше, т.к. это добавочное сопротивление.
Даже если включить 3 заряженных и 1 разряженный, скорее всего ток не будет сильно выше, потому как больший ток вызовет увеличение напряжения на разряженном аккумуляторе, что приведет к снижению разности потенциалов и т.д.

Ну и напоследок коснусь попадающихся иногда вопросов, что будет происходить при заряде и разряде параллельной сборки аккумуляторов с индивидуальными защитами. якобы при заряде один из аккумуляторов перезарядится до срабатывания защиты, отключится, и на остальные пойдет больший ток.
Нет, не может какой-то один аккумулятор перезарядиться. в сборке напряжение одинаковое по всем аккумуляторам, все они зарядятся одновременно.
Равно как и при разряде – не может один отключиться по переразряду вызвав тем самым повышенную нагрузку на остальные. не может. потому что опять таки одинаковое напряжение на каждом

Это 2-я часть обзора о запасном Li аккумуляторе для Ni-Cd шуруповерта Black&Decker. В 1-й части я делал корпус аккумулятора с защелками, ставил в него плату защиты, вольтметр-пищалку и адаптер для работы с Li-Ion батарейным блоком от шуруповерта DeWALT. Сегодня я расскажу о новом захватывающем DIY проекте – сменном батарейном блоке на базе холдера (кассеты) для 18650 Li-Ion аккумуляторов. А также — какие холдеры можно, на мой взгляд, использовать в шуруповертах и почему (немного теории). Как доработать правильный холдер (практический пример).
UPD: Незапланированный тест холдера на устойчивость к короткому замыканию и его результаты

Холдеры (они же кассеты, держатели, или боксы) – это самый простой и безопасный способ соединить между собой цилиндрические Li-Ion аккумуляторы. Простой, потому что не требуется оборудование точечной сварки (стандартный промышленный способ соединения Li-Ion банок в сборке). Безопасный, потому что ни варить, ни паять сами банки не нужно. Не имея опыта пайки лития, есть серьезный риск убить достаточно дорогие аккумуляторы. Чтобы паять литий, нужна набитая рука, мощный паяльник и соблюдение правильной техники для исключения перегрева корпуса банок в процессе пайки. Также холдеры имеют весомый плюс по сравнению с пайкой или сваркой, создающей неразъемное соединение элементов – в холдере все банки можно легко и быстро заменить.

Из-за удобства их применения холдеры давно и успешно используют во всяких DIY проектах: пауэрбанках, зарядках, источниках автономного питания и пр. Так же давно холдеры пытаются использовать и для переделки шуруповертов на литиевое питание, но результаты получаются положительными не всегда.
В чем же проблема с использованием холдеров для аккумулятора шуруповерта? Во-первых, при высоких рабочих токах шуруповерта контакты холдера сильно нагреваются. Из-за этого пластиковый корпус холдера плавится, что приводит к его разрушению и выходу аккумулятора из строя. Во-вторых, шуруповерт теряет мощность, т.к. значительная часть энергии банок уходит на нагрев контактных проводников холдера. Особенно это касается холдеров с круглыми пружинами, на которых заметно падает напряжение из-за большой длины и малого сечения пружинок. Итак, общее проблемное место всех холдеров — это их контакты, что ограничивает возможности использования холдеров в устройствах с высоким током потребления.

Означает ли это, что использовать холдеры для шуруповерта в принципе нельзя?

Утверждать столь категорично я бы не стал. Некоторые типы холдеров, после несложной доработки, использовать вполне возможно. Но обязательно нужно учитывать максимальный ток шуруповерта, с которым их планируется применять.

Какие бывают холдеры (кассеты) для 18650 Li-Ion аккумуляторов?

Чаще всего встречаются такие.

Я условно пронумеровал их как №1, 2, 3.

№1 это холдер с круглыми пружинами.

№ 2 и 3 по сути один и тот же холдер с плоскими пружинами, различие только в форме выводов. У № 2 они узкие, а у № 3 широкие. Рядом с этими холдерами я добавил изображения их контактных ламелей.

Почему греются контакты холдера при высоких токах?

При прохождении по проводнику электрического тока происходит преобразование электрической энергии в тепловую. Количество выделяемого тепла пропорционально квадрату тока, сопротивлению проводника и времени прохождения тока (закон Джоуля-Ленца, Q = I2rt).

Представим, что это контакт холдера (как отрезок проводника, включенный в общую цепь). Если в каком-то месте цепи сопротивление (r, Ом) будет выше, то проводник в этом месте будет греться сильнее.

От чего зависит сопротивление проводника? В основном от 2-х факторов (в дебри уходить не будем, это все же DIY обзор, а не научная статья) – от геометрии проводника и его удельного электрического сопротивления. Вот формула.

где r — сопротивление отрезка проводника; ρ — удельное сопротивление проводника; l — длина проводника; S — сечение проводника.

На какие мысли наводит эта формула?

Чтобы уменьшить r, нужно значение числителя (верхняя часть дроби) сделать как можно меньше, а знаменателя — как можно больше. С ρ мы ничего сделать не можем, что есть, с тем и работаем. А вот L можно уменьшить, сделав путь тока как можно короче. Применительно к плоскому ламелю холдера, это означает, что паять перемычку нужно как можно ближе к месту контакта ламеля с полюсом банки. Холдер с круглыми пружинами имеет большую длину L и соответственно повышенное сопротивление. Однако определяющее значение для выбора правильного холдера имеет сечение S контактного ламеля. Чем больше сечение, тем больший ток может выдержать холдер. На первый взгляд это просто, но есть и нюансы.

На фото холдеров вы наверно обратили внимание, что сечение ламеля на разных участках его длины разное. Что из этого следует? В той области, где сечение меньше, ламель будет греться больше. Кстати, на этом строится принцип работы плавкого предохранителя – где тонко, там и рвется.

А вот еще пример, из области автоэлектрики.

Несложно догадаться, что произойдет с тонким проводком при включении мощного потребителя.

Становится понятно, что соединять ламели холдера между собой нужно в их широкой части — от места контакта ламеля с полюсом банки до места сужения профиля ламеля.

Такой нестандартный способ соединения ламелей нужен только для работы на высоких токах. Для работы в пауэрбанке, например, штатного соединения (т.е. нижнего по рисунку) будет более чем достаточно.

А теперь отвлечемся на минуту от скучных формул.

На какой предмет похож контакт холдера № 2? Мне, как бывшему слесарю-сборщику РЭАиП, он напоминает бутылку (ну кто б сомневался).

Кстати, это наглядная визуализация английского термина bottleneck («узкое место»), применяемого в технических и других науках. Термин произошел из аналогии с узким горлышком бутылки, из-за чего не получается вылить или высыпать всё её содержимое сразу, даже если её перевернуть. При увеличении ширины горлышка увеличивается и скорость, с которой бутылка опустошается. Таким образом, «бутылочным горлышком» называют любой компонент системы, мощность (пропускная способность) которого меньше, чем потребность в нем.

Вот мы и подобрались вплотную к ответу на вопрос, какой тип холдера, с точки зрения банальной физики, лучше всего подходит для использования с шуруповертом. Таблица ниже поможет сделать выбор.

Холдеры с круглыми пружинами отбрасываем сразу. Самое малое сечение контактов из всех 3-х типов, это раз. Большая длина пружинок, значительное падение на них напряжения, это два. Популярная доработка (припаивание медного провода ко 2-му витку пружинок) ничего кардинально не изменит. Холдер №1 можно использовать только для сравнительно небольших токов, порядка 1 ампера, например, в пауэрбанках. Для питания шуруповертов они совершенно непригодны.

Теперь самое интересное. Какой холдер лучше, №2 или №3?

№2 имеет узкие выводы с сечением 0,62 кв.мм, немногим больше чем у холдера №1 (0,38 кв.мм). Такого сечения для питания шуруповерта также явно недостаточно, о чем красноречиво говорит проплавленный корпус холдера на фото ниже. Необходимо использовать нестандартное соединение в широкой части контакта. Плюс холдера №2 – самая большая площадь сечения (в широкой части контакта).

Холдер №3. С одной стороны, он имеет широкие выводы. Но вся их ценность смазывается заужением профиля в середине ламеля (помните про плавкий предохранитель?). Если соединять штатно, эффективное сечение будет всего лишь 1,08 кв.мм. Второй недостаток — сечение даже широкой части контакта холдера №3 на целых 39% меньше такого же сечения холдера №2. 1,9 кв.мм и 2,64 кв.мм соответственно.

Поскольку нагрев контактов сильно зависит от силы тока через них (помните про квадрат тока из формулы Джоуля-Ленца?), то для противодействия ему каждый дополнительный мм2 сечения контактов становится на вес золота. Поэтому лучшим холдером для высоких токов из 3-х перечисленных является тот, который имеет наибольшее сечение контактов в местах их соединения между собой.

Вывод: Для токов шуруповерта лучше подойдет холдер №2, при условии, что соединительные провода будут припаяны к его широкой части.

Следующий важный вопрос – какой ток, ограниченный допустимым нагревом, может на практике выдержать доработанный холдер №2? Такой эксперимент проводил уважаемый kirich в одном из своих обзоров. Вот его результаты.

Судя по термограмме, можно осторожно предположить, что и 20 ампер длительно не являются пределом для данного холдера, однако здесь мы уже упираемся в ограничения по максимальному току самих Li-Ion аккумуляторов форм-фактора 18650 (как правило, 30 ампер длительно).

Как альтернативный вариант, для увеличения токовой отдачи можно также использовать параллельно-последовательное соединение аккумуляторов в холдере. Например, xS2P соединение увеличивает отдаваемый батарейным блоком ток вдвое, xS3P — втрое, и т.д.

Кстати, многие думают, что чем мощнее аккумуляторный шуруповерт, то тем больше у него рабочие токи. Это не всегда так, бывает скорее наоборот. Вот пример. Посмотрите на таблицу со спецификациями моторов ф. Leshi Motor, которые ставились в Ni-Cd шуруповерты.

Мы видим, что 7.2В мотор имеет макс. ток 14,8А и мощность 67,5 Вт.
А 18В мотор имеет макс. ток 8,6А и мощность 113,7 Вт.
Удивительно, правда? Почему так? Здесь при меньшем макс. токе мощность больше за счет повышения напряжения питания (по формуле мощности P=IU).

Поскольку для холдеров критичным является именно ток, а не напряжение, это обстоятельство может в некоторых случаях расширить возможности применения холдеров для переделки на литий мощных 18 вольтовых Ni-Cd шуруповертов.

Ну и наконец, практическая часть.

Изготовление сменного батарейного блока на базе холдера №2

Напомню, что моем шуруповерте Black&Decker CD12C, для которого я делаю этот батарейный блок, стоит 12V двигатель с максимальным рабочим током 9.7А. Провода питания к этому двигателю имеют сечение 0,823 кв.мм (18AWG). Допустимую длительную токовую нагрузку проводов с разным сечением по стандарту AWG можно посмотреть здесь

Это холдер с аккумуляторами, которые я буду использовать. Ссылки на них привел в конце обзора.

Припаял выходные провода и перемычки к ламелям холдера в верхней части. Перемычки в точках 1S и 2S сделал из того же акустического медного провода сечением полтора квадрата, что и выходные провода. Для подключения точек соединения элементов к плате защиты и вольтметру припаял к перемычкам провода с наконечником типа РП-М (автоклемма).

Провода и перемычки не мешают установке аккумуляторов в холдер.

Для обратной совместимости с батарейным блоком от шуруповерта DeWALT DCD 710, который меньше по длине, сделал в адаптере разрезную фигурную вставку. Нижняя часть приклеена, а верхняя при установке холдера вынимается.

Оба блока рядом.

Батарейные блоки в адаптере меняются простой перестановкой.

Напоследок испытал новый батарейный блок в составе шуруповерта, закрутив и выкрутив без перерыва два десятка длинных саморезов, до отсечки на максимальном моменте трещотки. Ничего не задымилось и не расплавилось.
В каких же случаях можно использовать холдер вместо пайки/сварки банок? Мое личное мнение на этот счет таково: если холдер влезает в корпус старого аккумулятора и рабочий ток шуруповерта позволяет, тогда и можно ставить. А вот нужно ли ставить холдер или паять литий, каждый решает сам, в зависимости от своих убеждений и уровня подготовленности, здесь я рекомендовать ничего не могу. Для меня все определяется удобством и целесообразностью в каждом конкретном случае. Например, в корпус штатного Ni-Cd аккумулятора моего шуруповерта холдер не влезает и поэтому, если буду переделывать его на литий, то буду паять банки.

Заряжать вставленный в адаптер холдер с аккумуляторами можно теми же способами, что и батарейный блок DeWALT из прошлого обзора:

1) 12.6V зарядкой для 3S сборки литиевых аккумуляторов через штатный зарядный разъем шуруповерта. Например, зарядкой из обзора уважаемого kirich

2) Подходящей универсальной зарядкой для литиевых аккумуляторов через выходные клеммы или штатный зарядный разъем. Например, B6 mini.

3) Или можно вынуть аккумуляторы из холдера и зарядить их любой зарядкой для лития, вместе или по отдельности.

Список основных использованных материалов

UPD: Незапланированный тест холдера на устойчивость к короткому замыканию и его результаты

Хотя я и сделал защиту от себя дурака переполюсовки, в виде термоусадки разного цвета на наконечниках проводов (кроме силовых проводов адаптера, за что впоследствии и поплатился), но тем не менее на днях умудрился их перепутать. При нажатии кнопки шуруповерта послышался характерный «пшшш», сопровождаемый дымом и запахом горелой пластмассы.
Из видимых повреждений: в шуруповерте был пробит диод, а на плате защиты отпаялись силовые ключи и подгорели токоизмерительные резисторы. Таким образом, шуруповерт и плата защиты оказались выведены из строя. А вот с холдером ничего не случилось. Контакты холдера, провода с разъемами и аккумуляторы это испытание выдержали играючи.

Подключение аккумуляторов последовательно, параллельно или обоими, и выберите правильный размер кабеля

Существует несколько способов подключения нескольких батарей для достижения правильного напряжения или емкости батареи для конкретной установки постоянного тока. Последовательное или параллельное подключение аккумуляторов или их одновременное подключение в виде одного большого банка вместо отдельных аккумуляторов сделает ваш источник питания более эффективным и обеспечит максимальный срок службы вашего аккумулятора.

Соединение серии

Последовательное соединение батарей увеличивает напряжение, сохраняя при этом емкость в ампер-часах.

Например;

• 2 батареи по 6 В по 120 Ач, соединенные последовательно, дадут вам 12 В, но только 120 Ач.
• 2 батареи на 12 В по 120 Ач, соединенные последовательно, дадут вам 24 В, но все же только 120 Ач.

Параллельное соединение

При параллельном соединении батарей емкость удваивается, а напряжение остается неизменным.

Например;

• 2 батареи на 12 В по 120 Ач, подключенные параллельно, дадут вам только 12 В, но увеличат емкость до 240 Ач.

Серия

/ Параллельное соединение

Это комбинация вышеперечисленных методов, которая используется для батарей 2 В, 6 В или 12 В для достижения более высокого напряжения и емкости системы.

Например;

• 4 батареи по 6 В по 120 Ач, соединенные последовательно / параллельно, дают вам 12 В при 240 Ач.
• 4 батареи на 12 В, 120 Ач, могут быть подключены последовательно / параллельно, чтобы получить 24 В при емкости 240 Ач.

Подключение кабеля аккумулятора

Кабели, соединяющие ваши батареи вместе, играют важную роль в работе вашего батарейного блока.Выбор правильного размера (диаметра) и длины кабеля важен для общей эффективности. Слишком маленькие или излишне длинные кабели приведут к потере мощности и увеличению сопротивления.

При последовательном или параллельном или последовательном / параллельном подключении батарей кабели между каждой батареей должны быть одинаковой длины. Как вы можете видеть на схемах выше, все короткие кабели, соединяющие батареи, имеют одинаковую длину, а все длинные кабели — одинаковой длины. Это связывает батареи вместе с одинаковым сопротивлением кабеля, гарантируя, что все батареи в системе работают одинаково вместе.

Особое внимание следует также обратить на то, где основные системные кабели подключаются к батарейному блоку. Чаще всего системные кабели, питающие нагрузки, подключаются к первой или «самой простой» аккумуляторной батарее в банке, что приводит к снижению производительности и снижению срока службы. Эти основные системные кабели, идущие к вашему распределению постоянного тока (нагрузки), должны быть подключены через всю батарею, как показано на схемах выше. Это гарантирует, что весь аккумуляторный блок будет заряжаться и разряжаться одинаково, обеспечивая оптимальную производительность.

Основные системные кабели и кабели, соединяющие батареи, должны быть достаточного размера (диаметра), чтобы выдерживать общий ток системы. Если у вас есть большое зарядное устройство или инвертор, вы хотите убедиться, что кабели способны выдерживать потенциально большие токи, которые генерируются или потребляются этим оборудованием, а также всеми другими вашими нагрузками.

Соединение серии

Батареи соединены последовательно для получения более высокого напряжения, например 24 или даже 48 вольт. Положительный полюс каждой батареи соединяется с отрицательным полюсом следующей, с отрицательным полюсом первой батареи и положительным полюсом последней батареи, подключенной к системе. Показанный тип схемы представляет собой банк на 24 В, 120 Ач.

Параллельное соединение

Параллельное соединение включает соединение плюсовых полюсов нескольких батарей друг с другом и то же самое с минусовыми полюсами. Затем к системе подключаются плюс первой батареи и минус последней батареи.Этот тип устройства используется для увеличения емкости (в данном случае 12v 240Ah).

Серия

/ Параллельное соединение

Комбинация последовательного и параллельного подключения требуется, если вам, например, требуется набор батарей на 24 В с большей емкостью. Затем аккумулятор необходимо подключить к системе с помощью плюсового полюса первого и минусового полюса последнего аккумулятора. Показанный тип схемы представляет собой банк на 24 В, 240 Ач.

Размер кабеля

В независимой энергосистеме вы обычно найдете систему инвертора и зарядного устройства, работающую на общую цель — обеспечение энергией.То, что связывает каждый из них вместе, — это кабели для подачи питания к батареям или от них или к распределителю постоянного тока. К сожалению, наиболее распространенной ошибкой при установке является недостаточный размер кабелей для подключения к нагрузке или источникам заряда.

Правильная установка — это прежде всего вопрос выбора кабеля, соответствующего его задаче, использования правильных инструментов для присоединения клемм и обеспечения адекватной защиты от сверхтоков с помощью предохранителей и автоматических выключателей.

Подобрать размер кабеля достаточно просто.Это функция длины кабеля (измерение от источника питания до прибора и обратно) и тока (силы тока), протекающего через него. Это можно найти, проверив этикетку на приборе в цепи или в листе технических характеристик прибора. Чем длиннее кабель или чем выше сила тока, тем больше должен быть кабель, чтобы избежать недопустимых потерь напряжения. И всегда должен быть достаточный запас прочности, потому что прибор может фактически использовать больший ток, чем тот, на который он рассчитан, из-за тепла, низкого напряжения, дополнительной нагрузки и других факторов.

Для цепей 12 В соотношение между длиной кабеля, током и сечением кабеля приведено в таблице ниже. Обратите внимание, что у вас есть два типа цепей: критический и некритический. «Критическая» цепь основана на потере напряжения в кабеле 3%, а «некритическая» схема основана на потере напряжения 10%. Это означает, что когда цепь полностью загружена (т.е. работает с номинальной силой тока), напряжение на приборе будет на 3% или 10% ниже, чем на батарее. Например, если батарея на 12.6 вольт, прибор будет видеть 12,2 вольт (потеря 3%) или 11,34 вольт (потеря 10%).

Многие приборы (особенно лампы) будут нормально работать с потерей напряжения 10%, но другие особенно чувствительны к таким потерям (особенно схемы зарядки и инвертора, а также некоторые электродвигатели). В целом, учитывая суровые реалии жилых автофургонов и морской среды, при выборе кабелей лучше использовать таблицу падения напряжения 3%, а не таблицу 10%. Если размер кабеля немного больше, не будет потери производительности; всегда есть ухудшение производительности (и, возможно, угроза безопасности), если он слишком мал.

Заземляющий (отрицательный) кабель является такой же частью цепи, как и положительный кабель; он должен быть такого же размера. В общем, каждый прибор должен питаться от распределительной панели своими собственными положительным и отрицательным кабелями, хотя в цепях освещения иногда используются общие кабели питания и заземления для питания нескольких источников света (в этом случае кабели питания должны быть рассчитаны на общую нагрузку. всех огней).

Для систем на 24 В размер кабеля вдвое меньше, чем у системы на 12 В.

Всегда читайте рекомендации по продуктам или уточняйте у своего поставщика, чтобы точно знать, какой размер кабеля требуется для ваших продуктов.

Таблица кабелей Enerdrive. Таблица размеров кабелей используется путем перемещения по верхнему ряду, пока не будет найден столбец с соответствующей силой тока, а затем перемещения вниз по левому столбцу до тех пор, пока не будет достигнута строка с соответствующим расстоянием. Цветовая кодировка в основной части таблицы на пересечении этой строки и столбца — это размер провода.Сравните это с таблицей преобразования кабелей, чтобы узнать, какой размер кабеля использовать.

AWG (American Wire Gauge) используется в качестве стандартного метода обозначения диаметра провода, измерения диаметра проводника (неизолированного провода) с удаленной изоляцией. AWG иногда также называют калибром проводов Брауна и Шарпа (B&S). Большинство австралийских автоэлектриков используют шкалу B&S.

Также представлена ​​таблица преобразования из AWG / B & S в мм². В этой таблице приведены перекрестные ссылки ближайших эквивалентных размеров между метрическими и американскими размерами проводов.В Европе и Австралии сечения проводов выражаются в площади поперечного сечения в мм².

Другие важные моменты, которые следует учитывать при электромонтаже лодок или жилых автофургонов:

• Все контуры должны быть как можно выше, без соединений в трюмной воде или в сырых местах или вблизи них.
• Все кабельные наконечники должны быть хорошо обжаты и НЕ припаяны
• По возможности в морской среде предпочтительно использовать луженый кабель.
• Используйте витую пару для любой проводки в пределах 1 м от компаса.
• Никогда не подключайтесь к существующим цепям при установке нового оборудования; проложите новый дуплексный кабель подходящего размера (положительный и отрицательный кабель в общей оболочке) от распределительной панели (или источника питания) к устройству.
• Рекомендуется промаркировать все кабели на обоих концах, и вы должны держать на борту обновленный план проводки, чтобы облегчить дальнейшее устранение неисправностей.
• Каждая цепь должна иметь независимый заземляющий кабель, и все заземляющие кабели в конечном итоге должны быть привязаны к общей точке заземления / шине, которая заземлена на минус батареи; если необходимо избежать разрушительного блуждающего тока, это единственная точка, в которой заземления должны быть соединены между собой.
• Кабели должны поддерживаться не менее чем через каждые 450 мм, кроме кабелепровода.
• Хотя черный часто используется для отрицательного напряжения постоянного тока, он также используется для токоведущего провода в цепях переменного тока в США. Это означает, что есть вероятность опасной путаницы. Проводка постоянного и переменного тока должна быть разделена; если они должны работать в одной связке, один или другой должны быть в оболочке, чтобы поддерживать разделение и гарантировать безопасность.
• Обязательно изолируйте батареи перед работой с системой постоянного тока и в целях безопасности отключите все потенциальные источники питания переменного тока (береговое питание и встроенный генератор переменного тока или инвертор).

Зарядка аккумуляторов последовательно-параллельно или последовательно Важно знать разницу между двумя типами. — Батареи в Интернете

Зарядные батареи в серии

Последовательное параллельное подключение батарей

Конечно, мы все действительно могли бы посмотреть это видео! Снова и снова. Потому что вместе со многими другими людьми. Следовательно, я никогда не могу вспомнить, каким образом эти два метода приводят к каким результатам. В этом видео четко показано, как подключать батареи последовательно и параллельно.

В частности, я начну с объяснения, что такое метод серий. Итак, этот метод начинается с подключения отрицательной клеммы к одной из ваших батарей. Либо подключите положительную клемму к другой батарее. Конечно, это метод повышения напряжения. Таким образом, при использовании этого метода, 2 x 12 вольт дадут вам 24 вольт.

Для параллельного подключения. На каждую батарею подключаем одинаковые клеммы. Как и ожидалось, положительный к положительному (кабель красного цвета) и отрицательный к отрицательному (кабель черного цвета).Подключив батареи этим методом, вы увеличите номинальный ток. Таким образом, 2 батареи на 12 В по 34 Ач дадут вам эквивалент 1 батареи на 12 В на 68 Ач. Естественно, напряжение осталось прежним. Соответственно, рейтинг Amp-Rating увеличивается вдвое. Итак, в данном случае до 68 А!

Видео демонстрирует, как получить 24 и 36 вольт от серии 12-вольтных батарей.

Конечно, я как визуальный человек. Батареи сейчас бывают разных видов, форм и размеров.Так что я предпочитаю смотреть демонстрационное видео. Используются новые аккумуляторные системы. Включая, как мне кажется, последнюю вещь, а именно «солнечные батареи». Во-первых, многие домохозяйства и предприятия установили систему солнечных батарей.

Конечно, это сделано для того, чтобы уменьшить их собственные счета за топливо, в то же время обеспечивая производителей энергии более чистым видом топлива. Примечательно, что это производит Солнце. Преобразование энергии Солнца в электричество. После этого многие пользователи солнечных панелей теперь используют систему батарей, чтобы хранить часть энергии для домашнего использования.Это ссылка на «Последовательная зарядка батарей».

Потому что батарейный блок должен быть соединен вместе, чтобы пользователь мог высвободить большую мощность. Конечно, электричество, накопленное в аккумуляторной системе, затем возвращается в собственность домовладельцев ночью, когда заходит Солнце. или действительно в те темные дождливые дни, когда мы часто получаем ее в Великобритании.

В сочетании с батареями глубокого разряда

Аккумуляторы глубокого разряда идеально подходят для хранения солнечных батарей ! Эти аккумуляторы имеют гораздо более толстые пластины из свинцового сплава, чем стандартные автомобильные аккумуляторы. В частности, используется там, где требуется глубокий цикл. Самый простой способ объяснить это — эти батареи разряжаются, а затем перезаряжаются. Конечно, это не повлечет за собой повреждение или перегрузку ваших аккумуляторов.

Некоторые из наших клиентов начали использовать «аккумуляторы Leisure для хранения солнечной энергии». Батареи для отдыха доступны с двумя стойками. Двойные стойки позволяют пользователю соединять батареи вместе проще и безопаснее. По этой причине эти батареи становятся очень популярными.Хотя термин «батарейки для досуга» сейчас немного усложняется.

Появление очень популярного рынка автомобилей для отдыха привело к появлению множества новых или модернизированных аккумуляторов. Итак, каждый производитель аккумуляторов борется за место на этом огромном рынке аккумуляторов для досуга. Фактически, номер нашей самой продаваемой батареи — это батарея с двумя стойками на 110 Ач. Соответственно, этот размер батареи покупают владельцы автодомов, малых и средних лодок и, конечно же, владельцев домов на колесах и кемперов.

Конечно, это еще одна причина, по которой статья «Последовательная зарядка аккумуляторов» может быть полезной!

Многие пользователи этих прогулочных транспортных средств, как на суше, так и на воде. Значит, придется подключить две и более батарейки. Для большинства автомобилей требуется обычная стартерная аккумуляторная батарея, подключенная к вторичной аккумуляторной батарее. Эта вторичная батарея, на мой взгляд, должна быть AGM или полутяговой батареей.

Следовательно, это батареи, которые мы также должны использовать в системах солнечных аккумуляторов.По этой причине многие производители аккумуляторов разработали отличные продукты. Такие компании, как Banner, Trojan, Lucas, Numax и U.S. Battery, а также Optima и многие другие.

Многие владельцы средних и больших лодок покупают отличные аккумуляторы Bosch для досуга . Придает им максимальную мощность и надежность, необходимые для этих судов. Конечно, при плавании в море качественное оборудование необходимо для питания навигационного оборудования лодки и всей другой важной электрики на борту.

Для начала доработки! большинство людей заменяют батарейки вроде как за лайк!

Как продавцы аккумуляторов, мы можем давать общественности только определенные советы. Конечно, цена также является важным фактором при покупке следующего аккумулятора. возможно, это одна из причин того, что при покупке новой батареи существует так много разнообразия и выбора. Так же, как и большинство других расходных материалов. Удивительно, но я только что закончил отличную книгу, в которой есть раздел о «лодочных батареях».

Итак, эта книга называется «Библия на 12 вольт для лодок».

Конечно, больше всего меня интересовал аккумуляторный отсек. Я не владел лодкой, поэтому я не знаком с деталями проводки, за исключением, возможно, кабелей и клемм, которые будут использоваться на Зарядные батареи серии . Эта книга написана в соавторстве с парнем по имени «Эд Шерман». Итак, Эд пишет все о батареях для вашей лодки. Включая различные типы батарей, включая более новые батареи AGM и гелевые батареи.

Однако я был очень рад прочитать его заключение о том, какую батарею использовать? «Он утверждает, что более тонкие пластины, которые вы кладете в одну ячейку! Тогда будет открыта большая поверхность, что даст батарее больше пусковой мощности, поместив толстые тяжелые пластины в те же ячейки.Следовательно, снижает пусковую мощность », поскольку мы знаем, что это не требуется в аккумуляторах глубокого разряда . Это дает батарее больше резервной мощности. Однако это можно преодолеть, увеличив емкость аккумулятора, что даст вам лучшее из обоих миров »

Итак, Эд всегда покупает самый большой аккумулятор, который может поместиться в его лодку.

Означает самый большой размер, большой вес, производительность и количество пластин. Все это было новостью для моих ушей. Конечно, это также связано с тем фактом, что NCC (Национальный караванский клуб) фактически взвешивает батареи, которые они проверяют для своей схемы батарей.

Естественно, чем тяжелее аккумулятор, тем больше пластин будет установлено, обеспечивая большую емкость и пусковую мощность! Лучшее из обоих миров.

Серия

против. Объяснение параллельных подключений

Series Vs. Объяснение параллельного подключения

Изучая литиевые батареи, вы, вероятно, встречали термины «серия» и «параллель». Нам часто задают вопрос: «В чем разница между последовательным и параллельным», «можно ли подключать литий-ионные аккумуляторы последовательно» и подобные вопросы.Это может сбивать с толку, если вы плохо знакомы с литиевыми батареями или батареями в целом, но, надеюсь, мы поможем упростить это.

Давайте начнем с самого начала … ваш аккумулятор. Блок батарей — это результат соединения двух или более батарей вместе для одного приложения (например, парусной лодки). Что дает объединение более чем одной батареи? Подключая батареи, вы увеличиваете либо напряжение, либо емкость в ампер-часах, а иногда и то и другое, что в конечном итоге позволяет увеличить мощность и / или энергию.

Первое, что вам нужно знать, это то, что существует два основных способа успешного соединения двух или более батарей: первый называется последовательным подключением, а второй — параллельным подключением.

Соединения серии

включают соединение 2 или более батарей вместе для увеличения напряжения аккумуляторной системы, но сохраняет тот же номинальный ток в ампер-часах. Имейте в виду, что при последовательном подключении каждая батарея должна иметь одинаковое напряжение и емкость, иначе вы можете повредить батарею.Чтобы подключить батареи последовательно, вы подключаете положительный полюс одной батареи к отрицательной клемме другой, пока не будет достигнуто желаемое напряжение. При последовательной зарядке аккумуляторов необходимо использовать зарядное устройство, соответствующее напряжению системы. Мы рекомендуем заряжать каждую батарею индивидуально с помощью зарядного устройства с несколькими банками, чтобы избежать дисбаланса между батареями.

На изображении ниже две батареи на 12 В, соединенные последовательно, превращают этот блок батарей в систему на 24 В. Вы также можете видеть, что у банка все еще есть номинальная емкость 100 Ач.

Параллельное соединение подразумевает соединение 2 или более батарей вместе для увеличения емкости батарейного блока в ампер-часах, но ваше напряжение остается неизменным. Для параллельного подключения батарей положительные клеммы соединяются вместе с помощью кабеля, а отрицательные клеммы соединяются вместе другим кабелем, пока вы не достигнете желаемой емкости.

Параллельное соединение не предназначено для того, чтобы ваши батареи могли питать что-либо с выходным напряжением, превышающим его стандартное выходное напряжение, а скорее увеличивает время, в течение которого оно может обеспечивать питание оборудования.Важно отметить, что при зарядке параллельно подключенных батарей для увеличения емкости в ампер-часах может потребоваться более длительное время зарядки.

В приведенном ниже примере у нас есть две батареи на 12 В, но вы видите, что ампер-часы увеличиваются до 200 Ач.

Теперь мы подходим к вопросу: «Можно ли подключать литий-ионные аккумуляторы последовательно или параллельно?»

Стандартная линейка продуктов: Наши стандартные литиевые батареи могут быть подключены последовательно или параллельно в зависимости от того, что вы пытаетесь выполнить в своем конкретном приложении.В технических паспортах литий-ионных аккумуляторов указано количество батарей, которые могут быть подключены последовательно, в зависимости от модели. Обычно мы рекомендуем для нашего стандартного продукта не более 4 параллельно подключенных батарей, однако могут быть исключения, которые позволяют использовать больше в зависимости от вашего приложения.

Важно понимать разницу между параллельной и последовательной конфигурациями и их влияние на производительность вашего блока батарей. Независимо от того, хотите ли вы увеличить напряжение или емкость в ампер-часах, знание этих двух конфигураций чрезвычайно важно для максимального продления срока службы литиевой батареи и общей производительности.

Серия

и параллельные схемы в источниках питания

Фотоэлектрические модули и батареи являются строительными блоками системы. Хотя каждый модуль или батарея имеют номинальное напряжение или силу тока, их также можно соединить вместе, чтобы получить желаемое напряжение в системе.

1. Цепи серии

Проводные соединения серии

выполняются на положительном (+) конце одного модуля с отрицательным (-) концом другого модуля. Когда нагрузки или источники питания подключаются последовательно, напряжение увеличивается.Последовательная проводка не увеличивает производимую силу тока. На изображении справа показаны два модуля, подключенных последовательно, что дает 24 В и 3 А. Цепи серии

можно также проиллюстрировать с помощью батареек для фонарей. Батареи фонарей часто подключаются последовательно для увеличения напряжения и питания лампы с более высоким напряжением, чем одна батарея могла бы питать в одиночку.

Вопрос: Каково результирующее напряжение при последовательном подключении четырех батарей 1,5 В постоянного тока?

Ответ: 6 вольт

2.Параллельные цепи

Параллельные проводные соединения выполняются от положительных (+) к положительным (+) клеммам и от отрицательных (-) к отрицательным (-) клеммам между модулями. Когда нагрузки или источники подключаются параллельно, токи складываются, а напряжение одинаково во всех частях цепи. Чтобы увеличить силу тока в системе, источники напряжения должны быть подключены параллельно. На изображении справа показаны фотоэлектрические модули, подключенные параллельно, чтобы получить систему на 12 В, 6 А. Обратите внимание, что параллельная проводка увеличивает производимый ток и не увеличивает напряжение.

Батареи также часто подключаются параллельно для увеличения общего количества ампер-часов, что увеличивает емкость накопителя и продлевает время работы. S

3. Последовательные и параллельные схемы

Системы могут использовать сочетание последовательного и параллельного подключения получить требуемые напряжения и силы тока. На изображении справа показаны четыре модуля на 3 А, 12 В постоянного тока, подключенных последовательно и параллельно. Гирлянды из двух модулей соединены последовательно, увеличивая напряжение до 24 В. Каждая из этих струн подключается параллельно цепи, увеличивая силу тока до 6 ампер.В результате получилась система на 6 ампер и 24 В постоянного тока.

4. Последовательные и параллельные батареи

Преимущества параллельной схемы можно проиллюстрировать, наблюдая, как долго проработает фонарик, прежде чем батареи полностью разрядятся. Чтобы фонарик прослужил вдвое дольше, необходимо вдвое увеличить емкость аккумулятора.

На картинке слева последовательно добавлена ​​цепочка из четырех батарей параллельно другой цепочке из четырех батарей для увеличения емкости (ампер-часов).Новая цепочка аккумуляторов подключается параллельно, что увеличивает доступные ампер-часы, тем самым добавляя дополнительную емкость и увеличивая время использования. Вторую цепочку нельзя было добавить последовательно, потому что общее напряжение будет 12 вольт, что несовместимо с 6-вольтовой лампой.

5. Высоковольтные фотоэлектрические массивы

До сих пор в этой главе мы обсуждали только входное напряжение до номинального 24 В. Сегодня для большинства инверторов с подключением к сети без батарей требуется вход постоянного тока высокого напряжения.Это входное окно обычно находится в диапазоне от 350 до 550 В постоянного тока. Из-за требований инвертора к входу высокого напряжения фотоэлектрические модули должны быть подключены последовательно, чтобы в достаточной степени увеличить напряжение.

6. Примеры последовательного и параллельного подключения и инструкции

1. Подключите фотоэлектрические модули (массив) последовательно или параллельно, чтобы получить желаемое напряжение в системе.

2. Рассчитайте общую мощность модуля для вольт и ампер.

3. Подключите массив к контроллеру заряда.

4. Подключите батареи последовательно или параллельно, чтобы получить желаемое напряжение в системе.

5. Рассчитайте общее напряжение аккумуляторной батареи и емкость ампер-часов.

6. Подключите аккумуляторную батарею к контроллеру заряда.

Источник : «ФОТОЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ — Руководство по проектированию и установке» компании Solar Energy International.

Тренинг по сертификации солнечной энергии от профессиональных установщиков солнечных батарей

С 18 сертифицированными IREC-ISPQ инструкторами по солнечной фотоэлектрической системе и 24 сертифицированными специалистами по установке солнечных фотоэлектрических систем, сертифицированными NABCEP — больше, чем в любой другой учебной организации по солнечной энергии, — опытная команда Solar Energy International находится в авангарде образования в области возобновляемых источников энергии.Если вы ищете онлайн-обучение по солнечной энергии или личное лабораторное обучение для сдачи экзамена начального уровня NABCEP или сертификации установщика NABCEP, почему бы не получить свое образование от команды самых опытных специалистов по установке солнечных батарей в отрасли? Многие инструкторы SEI участвовали в самых известных солнечных установках в своих общинах в США и в развивающихся странах.

Чтобы начать свой путь солнечной тренировки сегодня с Solar Energy International, щелкните здесь.

Соединение батарей последовательно или параллельно

Обновлено 2020

Соединение батарей

Соединение батарей последовательно или параллельно вполне возможно.Но лучше всего знать, как это работает — и об ограничениях каждого из них. Коллин Риверс объясняет.

Последовательное соединение аккумуляторов увеличивает напряжение. Ток остается прежним. Параллельное соединение батарей увеличивает ток. Напряжение остается прежним. Независимо от того, как подключено, накопленная энергия остается прежней .

Общая потребность в соединении серии заключается в том, что большинство батарей рассчитаны на два, шесть или двенадцать вольт. Однако в некоторых автомобилях есть системы на 24 В.Обычно у них есть две батареи на 12 В, соединенные последовательно. Многие автономные солнечные системы sys12 используют накопители на 48 В. Как правило, они имеют четыре последовательно соединенных 12-вольтовых батареи.

Обычно требуется параллельное соединение в системах более 100 ампер-час. Типичная 12-вольтовая батарея глубокого цикла на 100 ампер-час весит около 32 кг. Чтобы упростить работу, обычно несколько таких батарей подключают параллельно. Литиевые батареи аналогичной емкости на треть меньше по объему и весу.

Соединение батарей последовательно или параллельно — плюсы и минусы

Каждый способ соединения имеет свои плюсы и минусы.Но не , а за и против. Тем не менее, если вам нужно более двенадцати вольт и / или значительная мощность, у нет выбора. Нужно увеличить напряжение или ток. Или оба.

Последовательное соединение

Минус последовательного соединения заключается в том, что использование ограничивается использованием «самой слабой» ячейки. Таким образом, последовательно соединенные батареи должны быть одинакового типа, емкости и состояния. Это особенно верно в отношении батарей LiFePO4. Они также нуждаются в мониторинге, чтобы гарантировать, что все ячейки находятся под одинаковым напряжением.

Отвод 12 В от одной из двух последовательно соединенных 12-вольтных батарей — нет-нет! Это связано с тем, что батарея, потребляемая на минус , полностью заряжается раньше. Это препятствует полной зарядке другого. У только средство отключайте, потом заряжайте каждое отдельно.

Получение 12 вольт от последовательной пары можно сделать . Однако для этого требуются либо выравнивающие устройства (например, Redarc и GSL Electrics). Или преобразователь постоянного / постоянного тока с 24 вольт на 12 вольт.Эти системы обычно используются на лодках. Там для лебедок используется 24 вольта, а для большинства остальных — 12 вольт.

Параллельное соединение

Аккумуляторы, включенные в параллель (или последовательно соединенные цепочки аккумуляторов), должны иметь одинаковое напряжение. Однако они могут иметь разную мощность.

Аккумуляторы, подключенные параллельно

Производители аккумуляторов редко выступают против параллельного подключения. Большинство показывает, как это сделать. General Electric заявляет, что «нет серьезных проблем с параллельной зарядкой.’ Exide, однако, немного осторожнее. Он сообщает «до десяти батарей можно без проблем соединить между собой при соблюдении определенных мер предосторожности».

Параллельные батареи имеют социалистические тенденции. Каждый берет по своим потребностям. Каждый дает по средствам. Если параллельно подключены две неравно заряженные батареи, более заряженные батареи медленно разряжаются в менее заряженные. Это продолжается до тех пор, пока напряжение не станет равным.

Нет проблем с параллельной зарядкой аккумуляторов одного типа и напряжения, но разной емкости.Они следят за собой. «Каждый получает пропорциональную долю доступного заряда. Все они достигают примерно одинакового уровня заряда примерно в одно и то же время », — говорит Ample Power Company. Они разряжаются примерно одинаково.

Компания Ample Power делает акцент на подключении параллельно подключенных батарей с помощью кабелей одинаковой длины и размера.

Для 24 или 48 В можно параллельно подключать последовательно соединенные 12-вольтовые батареи. Выше показан набор из 16 батарей (каждая по 12 вольт).Они подключены последовательно / параллельно, чтобы обеспечить 48 вольт при 960 ампер-часах.

Рис: предыдущий полностью солнечный дом автора к северу от Брума.

Последовательное или параллельное соединение аккумуляторов — что происходит при выходе аккумулятора из строя?

Обычные стартерные батареи могут мгновенно выйти из строя. Причина в том, что активный материал высыпается из свинцовых пластин, скапливающихся на дне ячейки. Емкость аккумулятора соответствует оставшемуся выводу. Таким образом, линька вызывает постоянные потери. Эта потеря происходит быстро, если аккумулятор регулярно чрезмерно разряжается.Затем аккумулятор заменяется. Если проливной материал поднимается достаточно высоко, чтобы закоротить пластины, аккумулятор немедленно выйдет из строя.

Если батарея глубокого разряда долго не заряжается, во время зарядки образуется дендрит (кристаллическая структура). Это вызывает виртуальное «короткое замыкание» по ячейке. Убивает батарею моментально.

Такой отказ является наиболее частым аргументом форума против параллельного подключения батарей. «Только представьте, », — говорят некоторые, », что произойдет, если полностью заряженный элемент в большой батарее выйдет из строя.’

Закороченные аккумуляторные элементы — что

на самом деле происходит

Что действительно происходит, скажем) батарея на 100 ампер-час состоит в том, что ток будет течь в этой ячейке с вероятной силой 100 ампер. Это не огромное количество энергии. Тем не менее это может вызвать закипание электролита. По мере того как это происходит, ток замедляется. В конце концов это прекращается. При этом нагреваются соседние клетки. Кроме того, когда их электролит выкипает, они тоже перестают проводить.

Аргумент может распространяться на: «Что происходит с возможно полностью заряженными батареями, подключенными параллельно к одной с« закороченным элементом ».Это, однако, похоже на подачу 12,5 В на (теперь пятиэлементную) 10-вольтовую батарею. Это похоже на зарядку 12-вольтовой батареи напряжением 15 вольт. Теплый мертвый аккумулятор становится чуть теплее мертвым аккумулятором.

Основная опасность заключается в создании водорода. Но пока аккумуляторный отсек вентилируется, опасность ничтожна. «С начала 1960-х гг. . . мы не наблюдали опасной ситуации, возникшей в результате короткого замыкания в камере », — сообщает Ample Power Company .

Резюме — соединение батарей последовательно или параллельно

Параллельное соединение удобно для систем большой емкости.Параллельно соединенные пары последовательно соединенных батарей удобны для систем большой емкости с более высоким напряжением.

Многие автономные солнечные системы работают от 48 вольт. Обычно это осуществляется путем параллельного соединения четырех последовательно соединенных 12-вольтных батарей.

Вышеуказанное относится ко всем батареям: обычным свинцово-кислотным, гелевым элементам, AGM и LiFePO4.

См. Также Литиевые батареи в прицепах

Любая комбинация одинаковых батарей всегда дает одинаковое количество накопленной энергии.

Соединение батарей последовательно или параллельно — дополнительная информация

Если вам понравилась эта статья, вам понравятся мои книги. Аккумуляторы и их зарядка полностью описаны в Caravan & Motorhome Electrics . Солнечная энергия в каютах и ​​домах на колесах находится в Solar That Really Works. То, что для дома и систем собственности находится в Solar Success . Мои другие книги — это Camper Trailer Book и Caravan & Motorhome Book . Для получения информации об авторе нажмите «Биография».

Ссылки

• Ample Power Company 1990. Parallel Batteries, Сиэтл, Вашингтон.

• General Electric, 1979. Справочник по герметичным свинцовым аккумуляторным батареям, публикация BBD-OEM-237, GEC, Гейнсвилл, Флорида.

• Липа. D 1984. Справочник по батареям и топливным элементам, 2-й Эд Макгроу-Хилл, Нью-Йорк.

• Также используется для общего заверения: Барак М. 1980. Электрохимические источники энергии: первичные и вторичные батареи, 1-е изд. IEE UK и Нью-Йорк.

Свинцово-кислотные батареи серии

и параллельные герметичные соединения — BatteryClerk.com

Иногда при питании устройства вам просто нужно больше напряжения или больше емкости, или и то, и другое. В других случаях батарея большего размера просто не поместится в отведенном для нее отсеке. Вам не всегда нужно покупать гигантскую батарею, вы можете подключить две или более батарей, чтобы получить необходимую мощность. Подключение батарей может позволить вам работать в ограниченном пространстве и при этом получать необходимый заряд батареи.

Давайте начнем с нескольких определений батарей, поэтому мы говорим на одном языке.

• Ампер-час — это единица измерения электрической емкости аккумулятора. Стандартный номинал усилителя рассчитан на 20 часов, но некоторые производители используют другие стандарты.
• Напряжение представляет собой напряжение электричества. Некоторые приложения требуют большего «давления», что означает более высокое напряжение.
• Battery Bank — это система, созданная путем соединения двух или более батарей, независимо от метода.

Есть два способа подключения нескольких батарей: последовательное соединение или параллельное соединение.Большинство химикатов аккумуляторов работают с любым типом подключения, но герметичные свинцово-кислотные аккумуляторы уже много лет являются предпочтительным выбором для создания высоковольтных батарей или батарей большой емкости.

Соединения серии

Две или более батареи, соединенные последовательно, увеличивают напряжение системы батарей, но сила тока или емкость остается прежней. Две батареи на 6 В с номиналом 10 ампер-часов, соединенные последовательно, будут производить 12 вольт, но все же только 10 ампер-часов.

Чтобы соединить батареи последовательно, вы подключаете положительную клемму одной батареи к отрицательной клемме другой, пока не будет достигнуто желаемое напряжение. Не перекрещивайте оставшийся открытый позитив и открытый негатив друг с другом. Это приведет к короткому замыканию батарей и может вызвать повреждение или травму. Используйте другой набор кабелей, чтобы подключить открытые положительные и открытые отрицательные клеммы к устройству, которое вы запитываете.

Параллельные соединения

Батареи, соединенные параллельно, увеличивают емкость в ампер-часах, но напряжение остается прежним.Параллельное подключение батарей увеличит время, в течение которого вы сможете запитать свое оборудование, но не позволит вам запитать что-либо с выходным напряжением выше стандартного.

Для параллельного подключения батарей положительные клеммы соединяются вместе с помощью кабеля, а отрицательные клеммы соединяются вместе другим кабелем, пока не будет достигнута желаемая емкость .

Последовательные и параллельные соединения

Вы также можете увеличить как напряжение, так и емкость, подключив как минимум четыре батареи последовательно и параллельно.Это дает вам аккумуляторную батарею с более высоким напряжением, которая также имеет более длительное время работы для вашего приложения. Это обычная практика для таких приложений, как электромобили и большие системы ИБП. Есть разные способы подключения батарей для увеличения напряжения и емкости.

С четырьмя батареями вы можете создать две серии, соединенные через параллельное соединение, или две параллельные группы, соединенные одним последовательным соединением. В любом случае прирост напряжения и емкости одинаков.

Зарядные аккумуляторные батареи

Батареи, соединенные последовательно, не влияют на емкость батарейного блока в ампер-часах, поэтому при зарядке сосредоточьтесь на напряжении. Зарядное устройство должно удовлетворять требованиям зарядки аккумуляторов данной серии. Например, две батареи на шесть вольт, последовательно соединенные для создания батареи на 12 вольт, необходимо заряжать с помощью зарядного устройства на 12 вольт, чтобы удовлетворить потребности обеих батарей на 6 вольт.

После того, как вы определились с правильным зарядным устройством, подключите положительный выход зарядного устройства к положительной клемме первого аккумулятора.Затем подключите отрицательный вывод зарядного устройства к отрицательной клемме последнего аккумулятора в серии. Для зарядки серии потребуется столько же времени, сколько и для зарядки одной батареи.

При зарядке аккумуляторов, которые настроены в параллельной комбинации, необходимо учитывать увеличение емкости в ампер-часах в результате новой конфигурации. Это связано с тем, что при параллельной зарядке вы перезаряжаете не напряжение системы, а ее емкость в ампер-часах.Умножьте время, необходимое для зарядки одного аккумулятора, на количество аккумуляторов, чтобы получить время, необходимое для зарядки банка аккумуляторов.

Один из методов зарядки параллельно подключенных аккумуляторов заключается в подключении положительного вывода зарядного устройства к положительному выводу первого аккумулятора. Подключите эту положительную клемму к положительной клемме второй батареи. Продолжайте, пока не подключите все батареи. Теперь проделайте то же самое с отрицательным выходом зарядного устройства и отрицательными клеммами аккумуляторов.

Если у вас есть батарейный блок, который подключен как последовательно, так и параллельно, все становится немного сложнее. Подключите положительный вывод зарядного устройства к положительной клемме первой батареи, а тот соединяется с положительной клеммой второй батареи. Подключите отрицательный вывод зарядного устройства к отрицательной клемме третьей батареи, затем подключите эту отрицательную клемму к отрицательной клемме четвертой батареи. Наконец, подключите отрицательные клеммы первой и второй батарей к положительным клеммам третьей и четвертой батарей соответственно.

Некоторые передовые методы работы с аккумуляторными батареями

Чтобы получить наиболее надежную энергию от батареи, всегда используйте батареи одного типа, в идеале от одного производителя (мы рекомендуем батареи AJC). Используйте батареи одинакового напряжения и емкости, а при необходимости заменяйте все батареи в банке одновременно. Слабая батарея разряжается первой, уменьшая время между зарядками, а слабая батарея первой завершает заряд, что означает, что она будет более склонна к перезарядке, пока заряжаются другие батареи.Емкость блока батарей определяется мощностью самой слабой батареи, которую вы используете в приложении, а слабые батареи сокращают срок службы всех остальных батарей в блоке.

Пример: батареи, включенные последовательно и параллельно

Понимание ситуации

В наших предыдущих двух примерах использования принципов Кирхгофа для анализа электрических сетей, последовательно включенных резисторов и параллельных резисторов анализ был довольно простым.

В последовательном случае два резистора действовали как один эффективный резистор с сопротивлением, равным сумме сопротивлений отдельных резисторов.В параллельном случае два резистора действовали как один эффективный резистор, равный, где сумма обратных сопротивлений давала эффективное обратное сопротивление.

Это потому, что через резисторы, включенные последовательно, труднее протолкнуть ток — ток должен пройти через оба резистора — а резисторы, включенные параллельно, легче протолкнуть ток — ток может разделиться между двумя резисторами. Таким образом, как последовательные, так и параллельные резисторы в некотором смысле эквивалентны простейшему случаю подключения одного резистора к одной батарее.

Но многие важные электрические ситуации в биологии не могут быть смоделированы такими простыми системами. Например, то, что происходит в клеточной мембране (особенно в нервной клетке), является сильно электрическим явлением, зависящим от зарядов, протекающих через мембрану. Ионные насосы действуют как батареи, создавая разность потенциалов, и, поскольку существует несколько ионных насосов, которые могут перекачивать ионы внутрь или из ячеек, модели с одной батареей недостаточно. 2R $.

Это говорит нам о том, что если лампочка преобразует всю рассеиваемую ею электрическую энергию в своем сопротивлении в свет (что не совсем верно для лампы накаливания, которая нагревается, но лучше для светодиода), яркость лампы будет равняться квадрату света. ток через него. Итак, давайте найдем ток в каждой из лампочек для трех случаев.

Давайте рассмотрим дела по очереди.

Корпус A: одна батарея

Случай А прост: всего одна батарея, подключенная к одному резистору.Текущее правило Кирхгофа гласит, что один и тот же ток должен проходить через все. Назовем это $ I $. Выберите нижнюю часть батареи в качестве нашего 0. Затем верхняя часть батареи находится на уровне $ V_0 $, и наша эвристика без сопротивления проводника позволяет нам отобразить потенциал повсюду, как показано. Мы видим, что падение напряжения на резисторе составляет $ V_0 $, а ток через него равен $ I $. Закон Ома связывает падение напряжения на резисторе с протекающим через него током. В этом случае мы можем предположить, что нам даны повышение напряжения батареи $ V_0 $ и сопротивление лампы $ R $.2} {R} $$

Вариант B: Батареи в серии

Теперь давайте рассмотрим случай B. У нас по-прежнему есть только один цикл, поэтому все, что проходит через один элемент, должно пройти через них все в соответствии с правилом цикла Кирхгофа.

Теперь давайте обозначим потенциал. Мы можем выбрать один 0 для потенциала, поэтому давайте выберем его как нижний предел правильной батареи. Мы можем продолжить эти 0 вниз по правой стороне, как и раньше, но по мере того, как мы идем влево, происходит что-то другое. Сторона высокого напряжения левой батареи подключена к стороне низкого напряжения правой батареи! Таким образом, мы не можем принять низкую сторону левой батареи как 0: она должна иметь потенциал В ₀ .Но мы знаем, что батарея повышает потенциал от своего низкого вывода до высокого на фиксированную величину, каким бы ни было значение на низком выводе. 2} {R} $$

Две батареи, соединенные последовательно, позволяют лампочке потреблять в четыре раза больше энергии, чем одна! Удвоение напряжения в этой схеме приводит к удвоению падения напряжения на резисторе и тока через него.Лампочка станет намного ярче.

Вариант C: Батареи, включенные параллельно

Теперь рассмотрим случай C. Это немного сложнее, поскольку существует два цикла. Нас интересует только ток через лампочку (резистор), поэтому давайте назовем ток через этот контур $ I $. После прохождения через резистор, когда он достигает первого разветвления, сумма выходного тока двух возможных путей должна быть добавлена ​​к I по правилу Кирхгофа. Поскольку два пути, по которым он может идти, идентичны, мы предполагаем, что он разделяется пополам, как показано.(Примечание: метки на токе в верхнем контуре означают «ток, деленный на 2», а не «половину».)

А теперь составим карту потенциала. Мы можем выбрать одну точку в сети как 0 нашего потенциала. Возьмем его за нижнюю часть нижней батареи. По принципу проводника resistanceless, любая часть провода подключена к этой точке без сопротивления между ними должен также быть в 0. Это означает, что нижний конец второй батареи и правая сторона резистора. (Проследите за проводами от нижнего конца батареи и посмотрите все места, которые мы пометили как 0.)

Принцип, согласно которому батарея создает на своих выводах повышение потенциала до фиксированного значения, означает, что сторона высокого напряжения обеих батарей должна быть $ V_0 $. Используя принцип resistanceless проводника, мы можем найти значение потенциала и везде в цепи, в том числе и на другом конце резистора. Это говорит нам о том, что падение потенциала на резисторе составляет $ V_0 $. По закону Ома (принципу сопротивления Кирхгофа) мы можем связать ток с падением на резисторе:

$$ I = \ frac {ΔV} {R} = \ frac {V_0} {R}.

$

Это тот же результат, что и в случае A, поэтому наш порядок яркости для трех случаев равен

.