Как соединить батарейки чтобы получить 12 вольт: Как правильно соединять аккумуляторы последовательно и параллельно

Как правильно соединять аккумуляторы последовательно и параллельно

Коротко разберём распространённое мнение – «при последовательном соединении двух аккумуляторов (АКБ), их ёмкость не меняется, она остаётся такой же, как у одного аккумулятора, поэтому время автономной работы при таком соединении будет меньше».

Но как же закон сохранения энергии? Да, при последовательном соединении аккумуляторов, формально ёмкость считается как у одного аккумулятора, а напряжение удваивается (или утраивается, учетверяется и т.д., в зависимости от количества последовательно соединённых АКБ). При параллельном же соединении АКБ – ёмкость удваивается (утраивается и т.д.), а напряжение остаётся тем же.

Варианты соединения аккумуляторов

Противоречия здесь нет. Когда люди говорят об аккумуляторе (обычно об автомобильном), то сообщают его ёмкость, но не уточняют вольтаж. Просто все привыкли, что аккумуляторы имеют напряжение 12В, и подразумевается, что упоминать об этом глупо. Но в вообще-то, ёмкость без указания вольтажа не имеет физического смысла. Существуют аккумуляторы самой разной ёмкости и на разное напряжение – на 2В, и на 6В, и на 12В, и, редко, на 24В. Кроме того, любые одинаковые АКБ можно соединять последовательно, параллельно, или последовательно-параллельно одновременно.

Но стоит только указать после величины ёмкости её вольтаж, как всё встаёт на свои места. Ведь энергоёмкость в любом случае, как бы мы не соединяли аккумуляторы, останется прежней.

Итак, если, например, два АКБ по 200Ач 12В (например, Аккумулятор Delta GEL 12-200), соединить последовательно, то получится энергоёмкость 200Ач 24В. А если эти же два АКБ соединить параллельно, то получится – 400Ач 12В.

Проверим:

200Ач * 24В = 480Ач * В = 400Ач * 12В

Но для расчётов токов (обычно, номинальным током заряда считается ток 0,1С, где С –величина равная ёмкости аккумулятора), С берут именно по цифре слева, т.е. в нашем примере, при последовательном соединении С = 200, а при параллельном С = 400. Легко заметить, что и мощность зарядного устройства в обоих случаях будет одинаковой.

Для первого случая, зарядный ток будет 0,1*200 = 20А, но при напряжении 24В. Т.е. зарядная мощность, Р = 20А 24В = 480Вт

Для второго случая, зарядный ток будет 0,1*400 = 40А, но при напряжении 12В. Т.е. зарядная мощность, Р = 40А 12В = 480Вт

Если рассматривать одиночные аккумуляторы, то, например, один аккумулятор 600Ач 2В по своей энергоёмкости соответствует одному аккумулятору 100Ач 12В (например, Аккумулятор DELTA GEL 12-100).

Чтобы получить из этих аккумуляторов (600Ач 2В) большую аккумуляторную батарею, например, на 24В, нужно соединить последовательно 12 шт таких АКБ с помощью перемычек (Перемычка для аккумуляторов 250 мм). Общая итоговая ёмкость получится 600Ач 24В. Эта энергоёмкость, если сравнивать её с 12-и вольтовыми АКБ по 200Ач (а такие применяются в грузовиках), соответствует 6-и штукам (три соединённых параллельно цепочки аккумуляторов, где каждая цепочка состоит из двух, соединённых последовательно, аккумуляторов):

(600Ач*2В)*12 = 600Ач*24В = (200Ач*24В) + (200Ач 24В) + (200Ач 24В)

Обратите внимание – на всех рисунках специально показано, что если минус инвертора подключён к условно первому АКБ, то плюс – к последнему. Так его следует подключать, чтобы компенсировать сопротивление даже толстых медных проводов, соединяющих аккумуляторы. Иначе, из-за их сопротивления, при огромных токах, «дальний» от выводов инвертора аккумулятор, окажется и не «дозаряжаем», и не «доразряжаем».

Итак, ёмкостью (читайте «энергоёмкостью») аккумулятора (объединённой группы аккумуляторов), называется количество электричества (т.е. мощности, равной току умноженного на НАПРЯЖЕНИЕ), которое аккумулятор отдает при разряде до наименьшего допустимого напряжения.

Чтобы аккумулятор служил долго, его нельзя разряжать более чем на 80%. Для 12-и вольтового АКБ, это соответствует напряжению на его клеммах примерно 11,5В. Но тут важно каким током относительно емкости АКБ мы его разряжаем.

Чем больше сила разрядного тока, тем ниже напряжение, до которого может разряжаться аккумулятор. Это потому что при быстром разряде большими токами относительно маленькой ёмкости аккумулятора электролит не успевает перемешиваться, и разряженный слой скапливается вокруг пластин. Напряжение АКБ падает и нагрузку снимают. Однако, спустя несколько десятков минут, электролит перемешивается и ёмкость (и, соответственно, напряжение аккумулятора) повышается.

Если же разряжать малым током относительно ёмкости, то можно вычерпать всю энергию, что плохо для долговечности АКБ. Всегда надо оставлять не менее 20% ёмкости. Подробнее об этом далее.

Отметим, что во время заряда, зарядное устройство постепенно повышает напряжение на АКБ, а затем, после снятия заряда, напряжение уменьшается, возвращаясь к спокойному состоянию (так, на 12-и вольтовом аккумуляторе, в зависимости от типа АКБ, оно обычно растёт до 14,1 – 14,5 В, а после снятия заряда, даже без нагрузки, в течении получаса возвращается к 12,5 – 12,8 В).

Способы соединения элементов питания.

При питании радиоаппаратуры от батареек и аккумуляторов полезно знать распространённые схемы соединения батарей и аккумуляторов. Дело в том, что каждый вид батареек имеет допустимый разрядный ток.

Разрядный ток – наиболее оптимальное значение тока, который потребляется от батареи. Если потреблять от батарейки ток, превышающий разрядный, то надолго этой батарейки не хватит, она не сможет полностью отдать свою расчётную мощность.

Наверное, замечали, что для электромеханических часов используются “пальчиковые” (формата АА) или “мизинцевые” (формата ААА) батарейки, а для переносного лампового фонаря батарейки побольше (формат R14 или R20), которые способны отдать значительный ток и имеют большую ёмкость. Размер батарейки имеет значение!

Иногда требуется обеспечить батарейное электропитание прибора, который потребляет значительный ток, но стандартные батареи (например R20, R14) не могут дать необходимый ток, он для них выше разрядного. Что делать в этом случае?

Ответ прост!

Необходимо взять несколько однотипных батареек и соединить их в батарею.

Параллельное соединение элементов питания.

Так, например, если необходимо обеспечить значительный ток для аппарата применяют параллельное соединение батареек. В таком случае общее напряжение составной батареи будет равно напряжению одного элемента питания, а разрядный ток будет во столько раз больше, сколько батареек применяется.

На рисунке составная батарея из трёх 1,5 вольтовых батареек G1, G2, G3. Если учесть, что среднее значение разрядного тока для 1 батарейки формата АА 7-7,5 mA (при сопротивлении нагрузки 200 Ом), то  разрядный ток составной батареи составит 3 _* 7,5 = 22,5 mA. Вот так, приходится брать количеством.

Последовательное соединение элементов питания.

Бывает, что необходимо обеспечит напряжение 4,5 – 6 вольт, применяя батарейки на 1,5 вольта. В таком случае нужно соединить батарейки последовательно, как на рисунке.

Разрядный ток такой составной батареи составит значение для одного элемента, а общее напряжение будет равно сумме напряжений трёх батареек. Для трёх элементов формата АА (“пальчиковых”) разрядный ток составит 7-7,5 mA (при сопротивлении нагрузки 200 Ом), а суммарное напряжение – 4,5 Вольт.

Итак, подведём итоги.

• Если необходимо обеспечить значительный ток, то применяется параллельное соединение элементов питания. Рассчитать значения напряжения и разрядного тока для параллельно составленной батареи питания:

  I=I_G1* N  – общий разрядный ток параллельно составленной батареи.

   где N – количество однотипных элементов питания.

  I_G1 – разрядный ток одного элемента питания.

  U=U_G1 – общее напряжение параллельно составленной батареи.

  где U_G1 – напряжение одного элемента питания.

  Понятно, что никакого выигрыша по напряжению при параллельном соединении мы не получим.

• Если требуется обеспечить напряжение в разы большее напряжения отдельного элемента питания, то применяется последовательная схема соединения.

  Рассчитать значения напряжения и разрядного тока для последовательно составленной батареи питания:

  U=U_G1* N – общее напряжение последовательно составленной батареи.

  I=I_G1 – общий ток последовательно составленной батареи.

  В таком случае мы получаем выигрыш по напряжению.

• А как быть, если необходимо получить выигрыш и по напряжению и по току? Тогда применяется смешанное соединение элементов питания.

  Взгляните на рисунок, думаю, Вам всё станет понятно.

  При таком соединении составная батарейка из 6 элементов типоразмера АА обеспечит напряжение 4,5 Вольт и разрядный ток на нагрузке в 200 Ом – 2 _* 7,5 = 15mA.

Рассчитывается всё довольно просто. Сначала, вычисляем напряжение на 3 последовательно соединённых элементах одного из плеч. Ток последовательно соединённых элементов будет равен току одного элемента.

Далее складываем токи каждого плеча из трёх элементов. В данном случае у нас два плеча. Напряжение параллельно соединённых элементов равно напряжению одного элемента. Здесь 3 последовательно соединённых батарейки представляют как бы один элемент питания на 4,5 Вольт.

В радиолюбительской практике не всегда необходимо вычислять разрядный ток, так как потребляемый приборами ток, как правило, нестабилен, всё зависит от режима работы конкретного аппарата.

Понятно, что магнитола потребляет больший ток в режиме воспроизведения, нежели в режиме прослушивания радио. В режиме воспроизведения ток потребления возрастает из-за работы двигателя протяжки ленты, тогда как в режиме радио необходимо лишь усилить принятый сигнал.

Необходимо просто правильно оценивать токовую нагрузку на составную батарею, ведь некоторые приборы могут потреблять значительный ток и в таких случаях можно добавить пару дополнительных элементов питания. В таком случае автономное время работы Вашего прибора возрастёт.

Главная &raquo Радиоэлектроника для начинающих &raquo Текущая страница

Также Вам будет интересно узнать:

• Конструкция, особенности и области применения герметичных кислотно-свинцовых аккумуляторов

• Как собрать многофункциональную розетку для мастерской радиолюбителя?

• Простые правила электробезопасности, которые должен знать каждый начинающий радиолюбитель.

 

Как и зачем подключать 12-вольтовую систему с 2 батареями для получения 12 или 24 вольт

| Характеристики

Ron Rollings

В зависимости от того, как они подключены, две 12-вольтовые батареи дают 12-вольтовую систему с удвоенной силой тока или более эффективную 24-вольтовую систему с удвоенной скоростью запуска

Легковые автомобили, грузовики, внедорожники , а автодома по разным причинам работают от двух 12-вольтовых аккумуляторов. В зависимости от того, как вы подключите 12-вольтовую систему с двумя батареями, результатом может быть 12-вольтовая или 24-вольтовая система, или даже 12-вольтовая и 24-вольтовая система.

• Будет 12 вольт (около 14,2 вольт с генератором), если батареи не соединены вместе, а изолированы друг от друга. Вы можете иметь два отдельных жгута или использовать изолятор батареи или селекторный переключатель.
• Будет 12 вольт, если батареи соединены вместе параллельно : положительная клемма к положительной клемме и отрицательная к отрицательной. Выходной сигнал усилителя будет суммой нескольких аккумуляторов, подключенных таким образом.
• Будет 24 вольта (около 28 вольт с генератором), если две 12-вольтовые батареи соединены вместе в 9Серия 0014 : Соедините положительную клемму одной батареи с отрицательной клеммой другой батареи. Напряжение удваивается, а амперы остаются прежними.

Примеры использования двух аккумуляторов:

Балласт для гоночных автомобилей: Две батареи, установленные на багажнике, могут обеспечить необходимый балласт, особенно в классах, где правила запрещают использование специального балласта.

Автомобиль только для буксировки без генератора: Если вы не используете генератор, но используете современную мощную систему зажигания и другие потребляющие ток устройства (такие как электрический водяной насос, электрический топливный насос, транс- тормоза, соленоиды закиси азота и коробки задержки) в дрэг-каре одна батарея может быть предназначена только для системы зажигания, а другая питает остальных потребителей тока.

Изолятор батареи отделяет вспомогательную батарею от основной батареи, чтобы дополнительные нагрузки не разряжали батарею. Показанный здесь Powermaster PN 194 имеет номинал 200 ампер и (по состоянию на июнь 2020 года) стоит 143,99 доллара на Summit Racing.

Фото: Summit Racing

Высококлассные «шоу» автомобили с высококлассной звуковой системой: Отдельный аккумулятор, предназначенный только для звуковой системы и изолированный от остальной части электрической системы, может понадобиться, если автомобиль сидит на стоянке, а динамики издают мощные вибрации в течение длительного периода времени. Подобная установка будет включать в себя две батареи, механический морской селекторный переключатель с двумя батареями и изолятор батареи. Это позволяет генератору заряжать как основную, так и вспомогательную батареи во время движения автомобиля, но при выключении вспомогательная батарея, используемая для питания звуковой системы, разряжается.

Жесткий запуск с высокой компрессией и большим опережением: Параллельная работа нескольких аккумуляторов генерирует больше ампер при холодном запуске во время запуска, хотя напряжение по-прежнему составляет 12 вольт. Современные высокопроизводительные аккумуляторы и стартеры настолько эффективны, что обычно это не проблема; прежде чем что-либо делать, сначала проверьте чрезмерное падение напряжения или плохое заземление на кабелях стартера, а не слабую батарею или стартер.

В базовой форме, вот разница между двумя 12-вольтовыми батареями, соединенными последовательно и параллельно. Параллельная схема по-прежнему генерирует 12 вольт, но удваивает выходную силу тока. Последовательная схема дает 24-вольтовую систему, но сила тока не меняется. 24 вольта на стартер и соленоид заставляют его крутить в два раза быстрее, чем 12 вольт.

Фото: МАРЛАН ДЭВИС

Максимальная мощность проворачивания: мошенник, начинай что-нибудь, пора выжать 24 вольта, подключив аккумуляторы последовательно. Подсоедините положительную клемму одной батареи к отрицательной клемме другой батареи (см. рисунок). Это обеспечивает большую мощность запуска, чем даже две 12-вольтовые батареи, подключенные параллельно. Пускатели с прерывистым режимом работы могут работать с 24-вольтами, ну, с перерывами.

Постоянное 24 вольта: Если этого достаточно для реактивного истребителя, то этого достаточно для моей машины. Кроме того, я просто пускаю слюни на все эти трюки в магазине излишков. Проблема в том, что полное преобразование 24-вольтового напряжения в автомобиле может оказаться нецелесообразным в реальном мире. Автомобильные аксессуары с постоянным режимом работы не будут долго выдерживать 24 В (если вообще выдержат), а 24-вольтовые заменители повседневных автомобильных запчастей могут оказаться непрактичными или недоступными. (Но если две 12-вольтовые батареи подключены к 24-вольтовой системе, вы все равно можете использовать 12-вольтовый генератор для их зарядки. )

Двойная 12/24-вольтовая система: Еще один «поворот» проводки заключается в использовании соленоида непрерывного действия Littelfuse (ранее Cole Hersee) для создания распределительной цепи « последовательно/параллельно », которая генерирует 24 вольта при вращении коленчатого вала. , затем по умолчанию возвращается к 12 вольтам для питания всего остального при нормальных условиях работы.

Источники

Littelfuse Inc., Чикаго, Иллинойс, 773.628.1000, Littelfuse.com
Powermaster Motorsports, Западный Чикаго, Иллинойс, 630.957.4019(продажи) или 630.849.7754 (техника), PowermasteMotorsports.com
Summit Racing Equipment, Akron, OH, 800.230.3030 (США) или 330.630.3030 (за пределами США), SummitRacing.com батареи вместе дают 24 вольта?

• Две или более 12-вольтовых батарей, соединенных параллельно — плюс к плюсу, минус к минусу — по-прежнему являются 12-вольтовой системой.
• Две или более 12-вольтовых батарей, соединенных последовательно — положительная клемма одной батареи подключена к отрицательной клемме второй батареи — вырабатывают 24 вольта, но сила тока не меняется.

Ron Rollings

Trending Pages

• Концепция современного трейлера Airstream Trailer с заклепками для воздушной езды и откидным верхом

• Женщины, которые рассказывают истории MotorTrend: Алекс Тейлор Скрытая высокопроизводительная машина.0087

Трендовые страницы

• Современные концепции трейлера Airstream Concept Concept Courtes для воздушных панелей и всплывающего топа

• Женщины, которые рассказывают истории Motortrend: Alex Taylor

• . Скрытая высокопроизводительная машина.0087

Как подключить батареи последовательно и параллельно

Если вы когда-либо работали с батареями, то наверняка встречали термины ряд , параллельный и последовательно-параллельный , но что именно означают эти термины?

Series, Series-Parallel и Parallel — это действие по соединению двух батарей вместе, но зачем вообще нужно соединять две или более батарей вместе?

Подключив две или более батарей последовательно, последовательно-параллельно или параллельно, вы можете увеличить напряжение или емкость в ампер-часах или даже то и другое; что позволяет использовать приложения с более высоким напряжением или энергоемкие приложения.

ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЕ СОЕДИНЕНИЕ АККУМУЛЯТОРОВ

Последовательное соединение аккумуляторов — это когда вы соединяете два или более аккумуляторов вместе для увеличения общего напряжения аккумуляторной системы, последовательное соединение аккумуляторов не увеличивает емкость, а только напряжение.
Например, если вы подключите четыре батареи 12 Вольт 26 Ач, вы получите напряжение батареи 48 Вольт и емкость батареи 26 Ач.

Чтобы сконфигурировать батареи с последовательным соединением, каждая батарея должна иметь одинаковое напряжение и номинальную емкость, иначе вы можете повредить батареи. Например, вы можете последовательно соединить две батареи 6В 10Ач, но вы не можете соединить одну батарею 6В 10Ач с одной батареей 12В 20Ач.

Чтобы соединить группу батарей последовательно, вы соедините отрицательную клемму одной батареи с положительной клеммой другой и так далее, пока все батареи не будут соединены. Затем вы подключите ссылку/кабель к отрицательной клемме первой батареи в вашей цепочке батарей к вашему приложению, а затем другой кабель к положительной клемме последней батареи в вашей цепочке к вашему приложению.

При последовательной зарядке аккумуляторов необходимо использовать зарядное устройство, соответствующее напряжению аккумуляторной системы. Мы рекомендуем заряжать каждую батарею отдельно, чтобы избежать дисбаланса батареи.

Герметичные свинцово-кислотные батареи уже много лет являются предпочтительными батареями для длинных цепочек высоковольтных аккумуляторных систем, хотя литиевые батареи могут быть сконфигурированы последовательно, это требует внимания к BMS или PCM.

ПАРАЛЛЕЛЬНОЕ СОЕДИНЕНИЕ АККУМУЛЯТОРОВ

Параллельное соединение аккумуляторов — это соединение двух или более аккумуляторов вместе для увеличения емкости в ампер-часах. При параллельном подключении аккумуляторов емкость увеличится, однако напряжение аккумулятора останется прежним.

Аккумуляторы, подключенные параллельно, должны иметь одинаковое напряжение, т. е. аккумулятор 12 В нельзя подключать параллельно аккумулятору 6 В. При параллельном соединении лучше также использовать батареи той же емкости.

Например, если вы соедините четыре батареи 12 В 100 Ач параллельно, вы получите аккумуляторную систему 12 В 400 Ач.

При параллельном соединении батарей отрицательная клемма одной батареи соединяется с отрицательной клеммой следующей и так далее по цепочке батарей. То же самое проделывается с плюсовыми клеммами, т.е. плюсовая клемма одной батареи к плюсовой клемме следующей.

Например, предположим, вам нужна аккумуляторная система 12 В 300 Ач. Вам нужно будет соединить три батареи 12 В 100 Ач вместе параллельно.

Параллельная конфигурация батарей помогает увеличить продолжительность работы батарей, которые могут питать оборудование, но из-за увеличенной емкости в ампер-часах они могут заряжаться дольше, чем батареи, соединенные последовательно. Это время можно безопасно сократить, не повреждая батареи, за счет более быстрой зарядки. Теперь, когда батарея больше, более высокий ток заряда по-прежнему составляет тот же процент от общей емкости, и каждая батарея «чувствует» меньший ток.

Несмотря на то, что часто ведутся споры о том, какой способ параллельного подключения лучше всего, описанный выше метод является общим для слаботочных приложений. Для сильноточных приложений поговорите с одним из наших экспертов, так как в вашей ситуации может потребоваться специальная конфигурация, чтобы обеспечить старение всех батарей с максимально возможной скоростью.

СЕРИЯ

– ПАРАЛЛЕЛЬНО ПОДКЛЮЧЕННЫЕ АККУМУЛЯТОРЫ

И последнее, но не менее важное! Есть последовательно-параллельно соединенные аккумуляторы. Последовательно-параллельное соединение — это когда вы соединяете цепочку батарей для увеличения как напряжения, так и емкости аккумуляторной системы.

Например, вы можете соединить шесть аккумуляторов 6В 100Ач вместе, чтобы получить аккумулятор 12В 300Ач, это достигается за счет конфигурации трех рядов по два аккумулятора.

В этом случае у вас будет два или более комплекта батарей, которые будут сконфигурированы как последовательно, так и параллельно для увеличения емкости системы.

Если вам нужна помощь в настройке аккумуляторов для последовательного, параллельного или последовательно-параллельного подключения, свяжитесь с одним из наших экспертов по аккумуляторам.

Категории: Блог, Батареи

ЛИТИЕВЫЕ АККУМУЛЯТОРЫ, МОЖНО СОЕДИНЯТЬ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНО

Литиевые аккумуляторы многих марок нельзя подключать последовательно или параллельно из-за их конфигурации PCM или BMS. Литиевые батареи Power Sonic серии PSL-SC могут быть соединены последовательно или параллельно, что идеально подходит для приложений с более высоким напряжением или емкостью.

СЕРИЯ PSL-SC

Вас также может заинтересовать…

Типы разъемов для зарядки электромобилей: полное руководство

Категории: Блог, Эвеско

Популярность электромобилей (EV) продолжает расти во всем мире благодаря их экологически чистой энергии и эффективной работе. Однако с ростом…

Подробнее…

Преимущества зарядки электромобилей в отелях

Категории: Блог, Эвеско

По мере того, как мир движется к более устойчивому будущему, электромобили (EV) становятся все более популярными. Рост числа электромобилей пр…

Подробнее…

Полное руководство по UL9540 — стандарту для систем накопления энергии

Категории: Блог, Эвеско

Системы накопления энергии (ESS) быстро становятся неотъемлемой частью современных энергетических систем. Они имеют решающее значение для интеграции возобновляемых источников энергии,…

Подробнее…

Обещание бренда Power Sonic

Качество

Изготовленные с использованием новейших технологий и под строгим контролем качества, наши аккумуляторы отличаются превосходной производительностью и надежностью.