Baterijų nuoseklusis ir lygiagretusis sujungimas

Veikiant autonominiams srovės šaltiniams, dažnai susiduriama su situacijomis, kai reikia vienu metu naudoti kelis tam tikru būdu sujungtus elementus. Tam reikia tam tikrų žinių apie srovės srauto ypatybes grandinėse su keliais maitinimo šaltiniais. Šiame straipsnyje aptariami įvairių metodų, kaip sujungti baterijas į kombinuotą bateriją, niuansai.

Kodėl reikia jungti baterijas?

Kai kuriems savadarbiams įrenginiams reikalingos srovės ir įtampos vertės, kurias sunku pateikti turimais standartiniais galvaniniais maitinimo šaltiniais.

Paprastai tai yra galingesnės išėjimo srovės poreikis, padidinta įtampos ar talpos vertė. Norint išspręsti šias problemas, reikia sukurti įvairias dabartinių šaltinių jungčių konfigūracijas, kurių kiekviena turi savo ypatybes.

Baterijos prijungimo parinktys

Yra trys akumuliatorių prijungimo schemos, turinčios reikiamus parametrus:

1. Serijinis - pridedama visų baterijų įtampa;
2. Lygiagrečiai - vystosi gebėjimai;
3. Kombinuotosios eilės-lygiagrečios - kad padidėtų talpa ir įtampa.

Visi jie turi tam tikrų funkcijų, kurias turite žinoti, kad būtų užtikrintas baterijų ir jų tiekiamų prietaisų saugumas ir ilgalaikis veikimas.

Pagrindinis visų perjungimo metodų reikalavimas yra neleisti naudoti akumuliatorių, pagamintų pagal skirtingas technologijas (pvz., Ličio jonų ir Ni-Mh negalima sujungti tuo pačiu metu).

Baterijos nuoseklus sujungimas

Siekiant užtikrinti pakankamą įtampą ir priimtiną elektrinių prietaisų veikimo laiką, dažnai naudojamos baterijos, kuriose atskirų elementų (sekcijų) anodai ir katodai yra sujungti nuosekliai vienas su kitu laidininkais.

Gautos kombinuotos baterijos ekstremalių energijos šaltinių anodas ir katodas yra jo bendrieji pliusai ir minusai. Akumuliatoriui, pagamintam iš serijiniu būdu sujungtų elementų, gaunama įtampa yra lygi naudojamų srovės šaltinių įtampų sumai. Gauta akumuliatoriaus talpa yra lygi tam, kuris turi silpniausias iš prijungtų baterijų. Tokio mazgo veikimo metu per kiekvieną elementą teka ta pati srovė (tiek įkrovimo, tiek iškrovimo metu).

Prijungus nuosekliai šešias baterijas, kurių kiekvienos įtampa yra 1,2 volto, o talpa - 1200 mAh, bus gautas 6x1,2 = 7,2 v ir 1200 mAh talpos mazgas.

Jei surinkime bus naudojami skirtingos talpos elementai, tada tie, kurie turi mažesnę talpą, turės didesnį vidinį pasipriešinimą, palyginti su kitais. Įtampos kritimas per juos bus didesnis, o tai lems greitą silpniausio proceso elemento išleidimą.

Tuo pat metu vis tiek veiks galingesnės surinkimo baterijos, o agregatas bus naudojamas. Tai lems stiprų silpniausios akumuliatoriaus išsikrovimą, dėl kurio sumažės jo ištekliai ir talpa.

Įkraunant tokį agregatą, silpniausia baterija įkraunama prieš kitus elementus, tačiau dėl to, kad kiti dar nebuvo įkrauti, įkrovimo srovė toliau teka per ją, o tai lems perkrovą ir perkaitimą.Tai ypač pavojinga akumuliatoriams, kuriuose yra ličio junginių, dėl padidėjusio jų jautrumo perkrovai ir stipraus išsikrovimo.

Svarbu! Galų gale, nuolat kartojamas sustiprintas silpno surinkimo elemento iškrovimas ir įkrovimas greitai sukels jo gedimą. Todėl nuosekliajame jungime turėtų būti naudojami vienodos talpos elementai. Tai galima pasiekti tik naudojant maitinimo šaltinius, kuriuos gamina tas pats gamintojas, geriausia iš tos pačios partijos.

Geriau įkrauti kiekvieną surinktos baterijos maitinimo šaltinį atskirai arba naudoti kiekvieno elemento išlyginamąjį krūvį su įtampos valdymu (srovės reguliavimu).

Lygiagretus akumuliatoriaus prijungimas

Tokiu atveju visi anodai yra sujungti su vienu bendru laidininku, o su kitu - visi prijungtų baterijų katodai. Ši grandinė naudojama, kai reikia padidinti akumuliatoriaus ampetrą.

Bendra gauto mazgo talpa (tiekiama srovė) yra lygi prijungtų maitinimo šaltinių talpos (praeinančios srovės) sumai. Jo įtampa bus lygi elemento, turinčio didžiausią elektromotorinę jėgą, įtampai, ir ji bus vienoda visuose gaunamos baterijos šaltiniuose.

Lygiagrečiai jungiant šešias baterijas, kurių kiekvienos įtampa yra 1,2 volto, o talpa - 1200 mAh, bus gautas 1,2v agregatas, kurio talpa 6 * 1200 = 7200 mAh.

Dėmesio! Kai lygiagrečiai sujungiami keli identiški šaltiniai, turintys skirtingą įtampą, srovė teka iš didesnės įtampos šaltinio į mažesnės įtampos elementą.

Tai turi pražūtingą poveikį tiems, kurie turi mažiau pajėgumų. Dėl srovių srauto draudžiama lygiagrečiai jungti vienkartines baterijas, kuriose tai lemia elementų, turinčių mažesnę įtampą, įkrovimą, jų perkaitimą, elektrolito nutekėjimą ar net sprogimą.

Lygiagretaus šaltinio, turinčio didelę mažos talpos įtampą, jungimo su didesnės talpos elementu atveju, tačiau esant žemesnei įtampai, silpnos baterijos trumpasis jungimas įvyksta per mažesnę stipriosios vidinę varžą. Dėl šios priežasties silpname šaltinyje teka stipri srovė, kuri palaipsniui sunaikina.

Esant didesnei įtampai akumuliatoriuje, kurio talpa didesnė, atsiranda silpno elemento priverstinis įkrovimas, kuris taip pat daro neigiamą poveikį. Remiantis tuo, prieš surenkant akumuliatorių, rekomenduojama išlyginti kiekvieno jo elemento įtampą į tą pačią vertę.

Svarbu! Norint pašalinti žalingą perpildytų srovių poveikį, kai baterijos yra sujungtos lygiagrečiai, reikia naudoti tos pačios įtampos baterijas.

Eilinis baterijų prijungimas

Jei atsižvelgsite į baterijų sujungimo į nuoseklųjį ir lygiagrečiąjį agregatus taisykles, galite sukurti sudėtingas kombinuotas parinktis kartu naudodami abu metodus. Tai leidžia padidinti susidarančią talpą ir įtampą, kuri ypač reikalinga autonominėse energijos tiekimo sistemose, elektrinėse transporto priemonėse ir kituose prietaisuose, kuriuose sunaudojama daug elektros srovės.

Kombinuotą akumuliatorių galima surinkti dviem būdais:

1. Sudaromas reikiamas serijiniu būdu sujungtų agregatų su reikiama įtampa skaičius, o tada jie sujungiami į vieną bateriją, naudojant lygiagretų perjungimą.
2. Baterijos sukuriamos su lygiagrečiai sujungtomis reikiamos talpos baterijomis, kurios po to keičiamos iš eilės, kol bus nustatyta norima įtampa.

Svarbu! Reikia suprasti, kad net ir laikantis visų prijungimo taisyklių, neįmanoma pasirinkti visiškai identiškų charakteristikų akumuliatorių. Tai neišvengiamai sukels disbalanso talpos ir įtampos vertėse, o laikui bėgant padidės silpnesnių akumuliatorių susidėvėjimas.

Prijungimo atsargumo priemonės

Taikant visus akumuliatoriaus prijungimo būdus, reikia laikytis kelių atsargumo priemonių:

• laikykitės elektros įrenginių eksploatavimo saugos priemonių, kad išvengtumėte elektros smūgio (svarbiausia yra ne sukurti srovės kelią per žmogaus kūną):
• stebėkite jungties poliškumą;
• Nekurkite trumpųjų jungimų;
• renkant akumuliatorius, atjunkite nuo jų krovinį;
• prijunkite įkroviklį prie akumuliatoriaus, kai jis yra atjungtas nuo tinklo;
• darbas turėtų būti atliekamas su tinkamais izoliaciniais drabužiais ir batais, be metalinių daiktų, kurie galėtų nukristi ir trumpai uždaryti kontaktus;
• Nelieskite akumuliatoriaus gnybtų rankomis, ypač dviem rankomis, esančiomis skirtinguose poliuose (tai labai pavojinga galingoms aukštos įtampos baterijoms);
• naudokite specialų įrankį su izoliuotomis dalimis;
• nedirbkite prastos sveikatos;
• atsižvelgti į sroves, einančias per surinkimo akumuliatorių ir apkrovą, ir naudoti laidus, tinkamus skerspjūviui;
• jungdami elementus į vieną bateriją, užtikrinkite patikimą ir izoliuotą kontaktą nuo išorinių poveikių;
• užtikrinti patikimą surenkamų baterijų apsaugą nuo trumpojo jungimo ir drėgmės;
• naudokite tas pačias savybes ir susidėvėjimo laipsnį turinčias baterijas;
• atidžiai patikrinkite, ar surinktoje baterijoje nėra komutavimo klaidų.

Kas gali sukelti klaidų prijungiant akumuliatorių

Norint pašalinti klaidas jungiant baterijas, patartina naudoti specialias jungtis, kurios pašalina perjungimo klaidas, pavyzdžiui, „T-Plug“ adapterius. Jei akumuliatoriai neteisingai prijungti tame pačiame mazge, gali būti padaryta klaidų, kurios gali sukelti labai rimtų padarinių:

• su lygiagrečiu ryšiu susidaro trumpojo jungimo grandinė, dėl kurios baterijose įvyks arši cheminė reakcija, kuri labai greitai sukels elektrolito nutekėjimą, korpuso deformaciją, gaisrą ar net sprogimą;
• sujungus nuosekliai su netinkamu poliškumu, grandinė yra atvira, tačiau prijungus apkrovą per neteisingai prijungtą elementą gali atsirasti atvirkštinė srovė, kuri ją sugadins;
• esant ilgam trumpam vienos ar kelių akumuliatorių jungimui, neišvengiamas izoliacijos uždegimas, laidininkų tirpimas, žiauri reakcija akumuliatoriaus viduje, elektrolito nutekėjimas, korpuso deformacija, gaisras ar sprogimas;
• esant trumpalaikiam kontaktų trumpam jungimui, baterija liks veikianti, tačiau gali pablogėti akumuliatoriaus viduje esančių elektrodų būklė, sumažėti talpa;
• naudojant laidus, kurie nėra skirti darbo srovėms, jie perkais, jų izoliacija ištirps, o tai gali sukelti trumpąjį jungimą ir iš to kylančias pasekmes.

Turite klausimų ar turite ką pridurti? Tada parašykite mums apie tai komentaruose, tai padarys medžiagą išsamesnę ir tikslesnę.