Pravidla pro sériové a paralelní zapojení baterií

Baterie lze připojit dvěma hlavními způsoby: sériově a paralelně. Každá z těchto metod má své vlastní charakteristiky a používá se v závislosti na požadovaných vlastnostech konečné baterie.

Sériové připojení

Když jsou baterie zapojeny do série, jejich kladný a záporný pól jsou zapojeny do série, to znamená, že kladný pól jedné baterie je spojen se záporným pólem další.

+ [Baterie 1] — + [Baterie 2] — + [Baterie 3] —

Napětí a kapacita

• Napětí: Součet. Pokud máte například tři baterie po 12V, celkové napětí bude 36V (12V + 12V + 12V).
• Kapacita: Zůstává na úrovni jedné baterie. Pokud máte například baterie s kapacitou 50 Ah, pak celková kapacita zůstane 50 Ah.

Paralelní připojení

V paralelním zapojení jsou všechny kladné póly baterií spojeny dohromady a všechny záporné póly jsou také spojeny dohromady.

+ [Baterie 1] + [Baterie 2] + [Baterie 3]

— [Baterie 1] — [Baterie 2] — [Baterie 3]

Napětí a kapacita

• Napětí: Zůstává na úrovni jedné baterie. Pokud máte například tři baterie po 12V, celkové napětí bude 12V.
• Kapacita: Lze shrnout. Pokud máte například baterie o kapacitě 50 Ah, pak bude celková kapacita 150 Ah (50 Ah + 50 Ah + 50 Ah).

Připojení baterií různých kapacit

Při připojování baterií různých kapacit je třeba zvážit několik důležitých bodů, aby byla zajištěna spolehlivost a bezpečnost baterií.

Sériové zapojení baterií různých kapacit

Zapojení baterií různých kapacit do série se nedoporučuje, protože to může vést k nerovnoměrnému vybíjení a přetížení menších baterií. V důsledku toho mohou takové baterie selhat rychleji.

• Baterie: 12 V 50 Ah a 12 V 30 Ah.
• Celkové napětí: 24V (12V + 12V).
• Celková kapacita bude omezena na kapacitu nejmenší baterie: 30 Ah.

Paralelní připojení baterií různých kapacit

Při paralelním zapojování baterií různých kapacit je třeba počítat s tím, že baterie musí mít stejné napětí. V opačném případě může být mezi bateriemi nerovnoměrný proud, který je poškodí.

• Baterie: 12 V 50 Ah a 12 V 30 Ah.
• Celkové napětí: 12V.
• Celková kapacita: 80 Ah (50 Ah + 30 Ah).

Praktická doporučení

Vyrovnání nabití

Před připojením baterií, zejména baterií s různou kapacitou, se doporučuje ujistit se, že mají stejnou úroveň nabití. To pomůže zabránit toku proudu mezi bateriemi a jejich poškození.

Použití balancerů

Pro udržení rovnoměrného nabíjení a vybíjení baterií v baterii můžete použít speciální zařízení – balancery. Pomáhají vyrovnat napětí mezi bateriemi a zabraňují jejich nerovnoměrnému stárnutí.

Shoda charakteristik

Pokud je to možné, snažte se používat baterie se stejnými vlastnostmi – kapacitou, napětím a vnitřním odporem. To zajistí stabilnější provoz baterií a prodlouží životnost baterií.

Závěr

Správné zapojení baterií do baterie je důležitým aspektem, na kterém závisí spolehlivost a účinnost celého systému. Při připojování baterií různých kapacit byste měli vzít v úvahu vlastnosti každého typu připojení a přijmout opatření k vyrovnání nabití. Pokud máte nějaké dotazy nebo potřebujete odbornou pomoc, specialisté CarAkb jsou vždy připraveni pomoci a poskytnout kvalifikovaná doporučení a služby pro údržbu a opravy baterií.

S pozdravem Artur Zhulikov, specialista na údržbu, diagnostiku a opravy baterií, společnost CarAkb

Každý článek baterie má specifickou strukturu, která ovlivňuje jeho napětí a kapacitu, které jsou konstantní. Pro změnu parametrů baterie se používají sériové a paralelní zapojení baterií. Většina chemických zdrojů energie je pro takové typy zapojení vhodná.

Sériové připojení

Pokud chcete zvýšit napětí baterie, je třeba baterie zapojit sériově, tj. propojit „plus“ každého prvku s „mínusem“ druhého. Při sériovém zapojení se neovlivní kapacita, ale pouze napětí připojené baterie. Například dvě baterie s napětím 6 V a kapacitou 7,2 Ah vytvoří jednu 12V baterii se stejnou kapacitou.

Důležité! Zapojení baterií do série umožňuje generovat vyšší celkové napětí. Nevýhodou tohoto provedení je, že nejslabší prvek baterie ovlivňuje výkon série. Vadná baterie způsobí výpadek celé linky.

Pravděpodobnost selhání se zvyšuje s počtem připojených prvků. Pokud jeden z článků selže, vede to k nízkému napětí.

Baterie se stejnou kapacitou lze zapojit do série, protože se musí vybíjet synchronně, aby se zabránilo hlubokému vybití slabších článků.

Baterie zapojené do série

Při nabíjení baterií zapojených do série musí být splněny určité podmínky:

• identická kapacita;
• jedna úroveň vypouštění;
• obecný design.

Pokud se baterie ve výše uvedených parametrech výrazně liší, může to vést k překročení maximálního proudu a nabíjecího napětí na jednotlivých článcích, což způsobí jejich poškození.

Paralelní připojení

Pokud vozidlo potřebuje větší startovací výkon, než dokáže baterie poskytnout, zapojí se několik baterií paralelně.

Schéma paralelního zapojení baterie

Z praktických důvodů (zejména hmotnost a velikost pouzdra) mají baterie omezenou kapacitu. 12voltové baterie se vyrábějí s kapacitou až několik stovek Ah. Dobrá 200Ah baterie váží 60-70 kg. Z tohoto důvodu se používají hlavně baterie do 250 Ah. Potřeby však velmi často tuto kapacitu překračují. V takových případech lze použít paralelní zapojení baterií. Díky tomuto řešení nemají bateriové bloky žádná omezení kapacity a zároveň je jejich montáž, demontáž a přemisťování možné bez zdvihacího zařízení.

Například pro dosažení kapacity 400 Ah a 12 V je třeba připojit následující baterie:

• dvě baterie o kapacitě 200 Ah (2 x 200 Ah = 400 Ah);
• pět baterií o kapacitě 80 Ah (5 x 80 Ah = 400 Ah);
• dvě baterie 100 Ah a jedna 200 Ah (2 x 100 Ah + 200 Ah = 400 Ah).

Podobně jakékoli jiné kombinace.

Kapacita takto vytvořené sady se rovná součtu kapacit jednotlivých baterií. V tomto případě je nutné propojit stejnojmenné póly baterií.

Připojení baterie

Jak připojit baterii k zátěži, závisí na počtu prvků a zatěžovacím proudu:

1. Při malém počtu baterií a zátěži nebo nabíjení malým proudem budou rozdíly ve výstupu energie jednotlivých prvků nevýznamné. Zátěž a nabíječku můžete připojit k první baterii;
2. Způsob zapojení, kdy je „mínus“ k zátěži a nabíjení připojen z první baterie a „plus“ z poslední, se doporučuje pro vyvažování baterií pod zátěží během nabíjení vysokým proudem nebo při paralelním zapojení mnoha prvků. To umožňuje optimalizovat rozložení napětí.

Preferované zapojení paralelně zapojených prvků

Důležité! Druhý způsob připojení baterie je vhodný pro všechny případy.

Principy paralelního zapojení

Nejlepších výsledků lze dosáhnout kombinací baterií se stejnými parametry:

• kapacity;
• stupeň opotřebení;
• vnitřní odpor.

I když požadavky na podobnost parametrů jsou v tomto případě mnohem nižší než při použití sériového zapojení baterií, hlavní podmínkou je shodné jmenovité napětí. Ale můžete kombinovat:

• baterie různých kapacit;
• baterie od různých výrobců;
• dokonce se výrazně liší stupněm opotřebení.

Důležité! V případě paralelního zapojení nelze použít poškozené baterie s nízkým vnitřním odporem. Použití poškozených nebo silně opotřebovaných baterií je ekonomicky neodůvodněné – spotřebovávají energii zbývajících prvků, což snižuje dostupný výkon celé soustavy.

Kontrola připojení

Před sestavením několika baterií je třeba každou baterii otestovat zvlášť. To pomůže předejít ztrátám a dokonce i selhání prvků.

1. Používání baterie s velmi nízkou kapacitou není nebezpečné, ale nedává smysl, protože sice nedokáže zvýšit výkon, ale zvýší se riziko budoucích problémů;
2. Pokud je ponechána paralelní kombinace baterií, přičemž jedna z nich má nízký zkratový proud a spotřebovává hodně energie, pak dlouhodobé udržování tohoto stavu způsobí vybití ostatních baterií a omezení jejich účinnosti.
3. Baterie s malým zkratovým proudem, ale s významnou kapacitou, může být užitečná pouze tehdy, pokud je energie spotřebovávána krátkou dobu po ukončení nabíjení. Taková sada vyžaduje neustálé sledování, protože odpor zátěže může klesnout na nebezpečnou úroveň;
4. Testované baterie by měly být nabíjeny tak, aby jejich napětí bylo stejné. Paralelní zapojení nabitých a vybitých baterií má za následek náhlý silný proud. Nabitý článek se vybije rychle a vybitý ještě rychleji. Rozsah tohoto jevu závisí na rozdílu napětí a výkonu.

Například u baterie s kapacitou 200 Ah nebude nebezpečné připojit druhou baterii s kapacitou 7 Ah, bez ohledu na úroveň vybití. Zároveň s rozdílem napětí během připojení dojde u malé baterie k výrazné ztrátě výkonu, což může vést k poškození jejího pouzdra.

Tipy pro připojení

Při připojování baterie k vozidlu pomocí různých schémat připojení je nutné dodržovat následující pravidla:

1. Používejte baterie stejného výrobce, typu a životnosti;
2. Protože paralelní zapojení může zvýšit spotřebu proudu, je nutné zajistit, aby průřez kabelů byl dostatečný k tomu, aby tuto spotřebu vydržel;
3. Před instalací je nutné vyčistit všechny kontakty a používat pouze spolehlivé svorky;
4. Pravidelně kontrolujte připojení.

Tipy pro instalaci baterií

1. Zkontrolujte, zda je baterie ve vozidle řádně zajištěna, aby se nepohnula nebo neutrpěla náraz;
2. Příslušenství s vysokou spotřebou energie by mělo být připojeno pouze k horním svorkám, bez použití bočních svorek;
3. Vyměňte kabely a spoje, které byly zkorodované nebo mechanicky poškozené;
4. Nezvedejte ani nepřemisťujte baterie za jejich výstupní svorky.

Kombinace sériového a paralelního zapojení

Kombinace sériového a paralelního zapojení baterií poskytuje větší flexibilitu ve tvaru baterií. Požadované napětí a výkon je možné dosáhnout pomocí standardních článků. Vysokonapěťové baterie vyžadují pečlivé zapojení, zejména při velkém zatížení nebo při provozu za nízkých teplot.