Независимо от производственного процесса, типа использования или емкости свинцово-кислотных аккумуляторов, номинальное напряжение одной батареи обычно составляет 2 В. Поэтому номинальное напряжение аккумуляторной батареи (24 В, 48 В и т. д.) должно состоять из нескольких отдельных батарей, соединенных последовательно.
Емкость батареи определяется в соответствии с требованиями использования электрооборудования и составляет от нескольких ампер-часов до тысяч или десятков тысяч ампер-часов. Однако по разным причинам, таким как производство, транспортировка, обработка, установка и подключение, невозможно сделать батарею очень большой. Для этого требуется решить требуемую номинальную емкость и рабочее напряжение из комбинации соединений отдельных батарей.
Подключение последовательно (увеличение напряжения)
Метод последовательного соединения аккумуляторной батареи заключается в последовательном соединении положительных (+) и отрицательных (-) электродов нескольких батарей, при этом первый и последний концы являются общим выходом. При этом методе соединения общее напряжение = напряжение одной ячейки × количество батарей, а общая емкость = емкость одной ячейки (остается неизменной). Например, после последовательного соединения 4 аккумуляторов 12 В 100 А·ч общее напряжение составит 12 В × 4 = 48 В, а общая емкость по-прежнему составит 100 А·ч (как у одной ячейки)
Это наиболее распространенный способ подключения. После определения требуемой емкости аккумулятора и напряжения аккумуляторной батареи, когда емкость ниже 1000 А·ч, отдельные ячейки обычно соединяются последовательно, образуя аккумуляторную батарею. Этот способ более интуитивен и удобен для установки, подключения, обслуживания и ремонта аккумуляторной батареи. Фактическую емкость аккумуляторной батареи можно определить, найдя наименьшую емкость отдельной ячейки в аккумуляторной батарее.
Последовательное соединение подходит для устройств, которым требуется более высокое напряжение, таких как электромобили, солнечные системы и промышленное оборудование. Однако следует отметить, что все последовательно соединенные батареи должны быть одной модели, емкости и возраста, чтобы избежать перезарядки или чрезмерной разрядки из-за неравномерной мощности. Кроме того, при зарядке следует использовать зарядное устройство с соответствующим напряжением (например, зарядное устройство на 48 В), чтобы обеспечить безопасность и срок службы батареи.
Параллельное соединение (увеличение емкости)
Метод параллельного соединения аккумуляторной батареи заключается в соединении положительных и отрицательных полюсов всех батарей, а общий выходной ток поступает с обоих концов параллельной группы. При этом методе соединения общее напряжение = напряжение одной ячейки (остается неизменным), а общая емкость = емкость одной ячейки × количество батарей. Например, после параллельного соединения 4 аккумуляторов 12 В 100 А·ч общее напряжение по-прежнему составляет 12 В, но общая емкость увеличивается до 100 А·ч × 4 = 400 А·ч.
Этот метод не имеет ничего общего с рабочим напряжением, а только увеличивает емкость. Обычно параллельно используются два независимых аккумуляторных блока, состоящих из отдельных ячеек, соединенных последовательно. Таким образом, две группы аккумуляторов можно обслуживать и ремонтировать отдельно, а после параллельной работы аккумуляторных блоков ток разряда одной группы уменьшается. Таким образом, фактическая разрядная емкость двух параллельных групп батарей будет больше, чем сумма номинальных емкостей каждой группы при том же напряжении на клеммах.
Параллельное соединение подходит для устройств, которым требуется большая емкость и более длительный срок службы батареи, таких как системы хранения энергии для автофургонов, источники бесперебойного питания и т. д. Однако особое внимание следует уделять тому факту, что напряжения параллельных батарей должны быть строго согласованы (предпочтительно, чтобы разница составляла ≤0,1 В), в противном случае разница напряжений может вызвать обратный ток и повредить батарею. Для обеспечения безопасной и стабильной работы рекомендуется использовать балансир батареи или добавлять диоды для изоляции, чтобы предотвратить проблемы циркуляции между батареями.
Гибридный (последовательно-параллельный, учитывающий как напряжение, так и емкость)
Гибридный (последовательно-параллельный) метод подключения аккумуляторной батареи заключается в достижении одновременной оптимизации напряжения и емкости путем первого последовательного соединения для увеличения напряжения, а затем параллельного соединения для увеличения емкости (или обратного действия). При этом методе соединения общее напряжение равно напряжению одной последовательной группы, а общая емкость равна емкости одной параллельной группы, умноженной на количество параллельных групп.
В качестве примера возьмем 8 аккумуляторов 12 В 100 А·ч, соединенных 2 последовательно и 4 параллельно: сначала соедините 2 аккумулятора последовательно, чтобы сформировать группу (12 В × 2 = 24 В, емкость остается 100 А·ч), а затем соедините 4 группы таких последовательных аккумуляторов параллельно, и конечный выход системы составит 24 В 400 А·ч (100 А·ч × 4).
Этот гибридный метод особенно подходит для случаев, когда необходимо удовлетворить как высокие требования к напряжению, так и большие требования к емкости, например, для крупных электростанций хранения энергии, электросудов и других промышленных применений. В реальной работе необходимо строго контролировать согласованность параметров аккумулятора, для чего необходимо, чтобы параметры производительности каждой группы последовательных аккумуляторов были максимально согласованы, а разница напряжений между параллельными группами не должна превышать 0,2 В.
Для сложных гибридных систем настоятельно рекомендуется настроить профессиональную систему управления аккумуляторами (BMS) для обеспечения мониторинга в реальном времени, управления балансировкой и защиты безопасности, чтобы гарантировать стабильную и эффективную работу системы.
Обратите внимание на следующие ключевые моменты.
При смешивании батарей (т. е. объединении последовательного и параллельного соединения) особое внимание следует уделять следующим ключевым вопросам, чтобы обеспечить безопасность и стабильность система:
Соответствие характеристик аккумулятора
Все аккумуляторы должны быть одной модели, одинаковой емкости и одинакового возраста, а также разница напряжений между аккумуляторами не должна превышать 0,1 В. Если производительность аккумулятора нестабильна, аккумулятор с большей мощностью может осуществлять обратную зарядку аккумулятора с меньшей мощностью, что приведет к перегреву аккумулятора или даже его повреждению, что серьезно повлияет на срок службы и безопасность системы.
Выбор проводов и разъемов
Для снижения сопротивления линии рекомендуется использовать медные кабели с низким сопротивлением и достаточной площадью поперечного сечения (например, провод сечением 25 мм² может выдерживать ток 100 А). Кроме того, соединительные клеммы должны быть лужеными или посеребренными, чтобы предотвратить коррозию свинцово-кислотных соединений и обеспечить долгосрочное стабильное электрическое соединение.
Меры безопасности
В каждой последовательной цепи следует установить предохранитель соответствующих характеристик (например, в 1,25 раза превышающий номинальный ток), чтобы предотвратить повреждение от перегрузки по току. При использовании параллельного соединения рекомендуется использовать диодную изоляцию или балансир аккумулятора, чтобы избежать циркулирующего тока между аккумуляторами, тем самым снижая потери энергии и риски перегрева.
Управление зарядкой
Зарядное устройство должно соответствовать общему напряжению гибридной системы (например, зарядное устройство на 24 В подойдет для аккумуляторной батареи на 24 В). Если позволяют условия, можно настроить независимый порт зарядки для каждой группы последовательных аккумуляторов, чтобы обеспечить сбалансированную зарядку и продлить срок службы аккумулятора.
Соблюдение вышеуказанных мер предосторожности может эффективно повысить надежность и безопасность гибридной аккумуляторной системы и избежать потенциальных рисков.
Если эта статья все еще не помогла вашему ноутбуку, вы можете купить новый аккумулятор по адресу BatteryMall.com
Если вы хотите узнать больше об аккумуляторах, посетите: BatteryMall.com/blogs/suppor
Комментариев: 0