АКБ запитывают последовательным и параллельным способом для получения единой системы. Такая единая цепь элементов батарей позволяет существенно увеличить изначальный объем или поднять напряжение. В процессе последовательного и параллельного соединения аккумуляторов необходимо соблюдать меры предосторожности и учитывать нюансы.
Для чего создают единую систему АКБ
Любые электросистемы подвержены потерям мощности, из-за которых часть энергии преобразуется в тепло, не производя полезного эффекта. Чем выше напряжение в батарее, тем ниже ток. Соответственно, меньше энергопотерь и выше КПД. Для достижения максимальной эффективности лучше всего пользоваться системами с высоким напряжением – с ростом мощности также увеличивается коэффициент полезного действия аккумулятора по сравнению с низковольными устройствами. Именно поэтому производители современных источников бесперебойного питания используют одну, но мощную батарею, с напряжением от 12 до 500 В.
Таким образом главная цель использования АКБ с последовательным и параллельным соединением – снижение потерь и рост КПД. Иногда батареи подключают, когда емкости одного АКБ не хватает. В этом случае можно не использовать батарею большой емкости, а подключить еще один такой же АКБ параллельно, чтобы общий объем удвоился.
Варианты соединения
Последовательный метод
Суть последовательного метода подключения li-ion батарей соответствует его названию – все элементы электрической системы соединяются между собой в единую цепь по порядку. Способ предполагает подключение положительного полюса каждой части АКБ с отрицательным полюсом последующей. Итог последовательного соединения аккумуляторов – единая электросистема, у которой у одного крайнего элемента свободен для подключения отрицательный, а у второго – положительный выход. Через них объединенная батарея включается во внешнюю цепь, например, электроприемник.
В случае, когда последовательно подключаются батареи равного объема и напряжения, итоговую потребляемую мощность можно вычислить путем умножения напряжения одной батареи на общее число АКБ, из которых состоит электрическая цепь.
Параллельный метод
При параллельном подключении литиевых аккумуляторов объединяют положительные клеммы с единой плюсовой точкой схемы. Отрицательные части соединяют с общим минусом. То есть, все положительные элементы запитывают к одному общему проводу, а отрицательные – к другому такому же. Концы кабелей используют для подключения к внешней сети.
Главное преимущество параллельного подключения заключается в том, что, при снятии клемм, напряжение общей сети остается таким же, как и у каждого элемента цепи. Объем при этом суммируется. То есть при параллельном подключении четырех АКБ по 300 мАч с мощностью 12 В можно получить общую батарею емкостью 1200 мАч с таким же напряжением 12 В.
Комбинированный метод
Комбинированный способ запитывания АКБ используется для построения системы более высокой емкости и напряжения. Сначала осуществляется последовательное подключение нескольких АКБ. Таким образом достигается необходимое рабочее напряжение. На следующем этапе запараллеливают аккумуляторы, полученные при последовательном соединении. Создается нескольких цепей до получения требуемой емкости.
Готовая конструкция отличается гибкостью, с ее помощью можно сделать систему с нужными значениями напряжения и зарядного тока, запитывая стандартные элементы.
Общую мощность системы можно вычислить путем умножения соответствующих значений, например, четыре 2-ватные литий-ионные батареи 18650 емкостью 500 мАч будут производить 9 Ватт.
Проверка работоспособности
При соединении аккумуляторов убедитесь, что они целые, без внешних повреждений, следов ржавчины и окисления. Клеммы и провода должны быть надежно закреплены. Если внешне батареи выглядят целыми, проверьте напряжение и силу тока. Сделать это можно одним из следующих способов:
- Подключите к системе нагрузку определенной мощности и замерьте падение напряжения с помощью вольт- или мультиметра. Готовые данные сравните с характеристиками используемых аккумуляторов, учтя величину нагрузки.
- Замерить напряжение можно и без нагрузки. Разные типы батарей имеют свои значения при разомкнутой цепи. Например, свинцово-кислотные АКБ работают с мощностью 12,6 В.
- Для измерения напряжения можно использовать нагрузочную вилку. Если в течение 10-15 секунд значение вырастет незначительно или вовсе не изменится, значит, система исправна.
- Проверьте стабильность аккумулятора при помощи специальных анализаторов и тестеров. Например, используя устройства Кулон, PITE, Fluke, Vencon.
- Самый простой и достоверный метод проверки исправности АКБ – это его полная разрядка и зарядка. Сначала выполняется глубокая разрядка, а затем – восполнение емкости. Однако этот способ занимает много времени – от 14 до 24 часов и более.
Техника безопасности
Вне зависимости от выбранного способа соединения аккумуляторов важно соблюдать меры безопасности:
- перед работой надевайте диэлектрические перчатки;
- не трогайте соединения батареи и последовательно снимающиеся клеммы голыми руками;
- отключайте аккумуляторы от сети и прочих нагрузок;
- используете инструменты с изолированными рукоятками;
- перед подключением элементов проверяйте контакты;
- не включайте в единую цепь АКБ с разной емкостью и параметрами;
- соблюдайте полярность;
- изолируйте готовую сборку от влаги.
Последовательное и параллельное подключение батарей с соблюдением техники безопасности позволит снизить потери мощности и увеличить коэффициент полезного действия. Также АКБ соединяют и для объединения емкостей, когда одного аккумулятора недостаточно. Создав единую цепь, нужно проверить ее, как при помощи специальных устройств, так и путем подключения нагрузки.
