Akkujen sarja-, rinnakkais- ja sekaliitäntä

Kaikki akkutyypistä riippuen sillä on tietyt passiarvot: nimellisjännite, maksimivirta, optimaalinen virta, nimelliskapasiteetti. Huomaa, että nämä passiarvot ovat oikein vain, jos valmistajan suosittelemaa akun käyttötapaa noudatetaan, ja vain niille akuille, joiden käyttöikää ei ole läheskään käytetty loppuun.

Tapahtuu myös, että akusta on heti saavutettava enemmän kuin mitä se pystyy passin mukaan. Siksi kapasiteetin, käyttövirran tai jännitteen lisäämiseksi he turvautuvat usein akkujen (kennojen, kennojen) sarja-, rinnakkais- ja joskus sekoitettuun (sarja-rinnakkais) kytkemiseen.

Joten litiumioniakkujen ja litiumpolymeeriakkujen nimellisjännitearvo yhdelle kennolle on 3,7 V, lyijyakkujen - 2,1 V, nikkeli-sinkki - 1,6 V ja nikkeli-kadmium ja nikkelimetallihydridi - 1,2 V

Mitä tulee akun kapasiteettiin ja optimaaliseen virtaan, nämä parametrit riippuvat monista suunnitteluparametreista: elektrodien pinta-alasta, kennon tilavuudesta, elektrolyytin tiheydestä jne.

Jos on tarpeen saada suurempi käyttöjännite, akkukennot kytketään sarjaan, jos tarvitaan suurta kapasiteettia ja virtaa, rinnan, jos on tarpeen lisätä kapasiteettia ja jännitettä, käytä sarja-rinnakkaiskytkentää paristot.

Akkujen sarjaliitäntä ja sen ominaisuudet

Alusta alkaen on ymmärrettävä, että sarjaan kytketyille akuille - tällaisen kokoonpanon (akun) jokaisen akun läpi kulkeva virta on aina yhtä suuri kuin virta koko solmun läpi ja riippumatta siitä, purkautuuko akku siinä. hetki tai lataus.

Tästä syystä on erittäin suositeltavaa kytkeä sarjaan vain samantyyppisiä akkuja (tai sarjoja), joiden kapasiteetti on sama (oikea!).

Miksi ne ovat samaa tyyppiä? Koska jokaisen kennon minimi- (johon voit purkaa) ja maksimi (johon voit ladata) jännitteen on oltava samat.

Käsitellään nyt kysymystä, miksi on välttämätöntä, että myös sarjaan kytkettyjen kapasitanssien tulisi olla samat.

Jos eri kapasiteetin akut kytketään sarjaan, purkausprosessin aikana pienimmän kapasiteetin kenno purkautuu nopeammin kuin muut ja voi saavuttaa pisteen, jossa yhdessä kokoonpanon muodostavassa kennossa tapahtuu syväpurkaus, kun taas muut kennot voidaan silti vapauttaa turvallisesti.Tämä häiritsee koko akkuakun toimintaa, sen jännite laskee, eikä kapasiteettia yksinkertaisesti voida realisoida riittävästi kuormassa.

Ja tällaisen epätasaisen solmun latausprosessissa tapahtuu seuraavaa: pienimmän kapasiteetin omaava akkukenno ladataan jo vaadittuun jännitteeseen, kun taas suuremman kapasiteetin naapurit pysyvät lataamattomina.

Tällaisen epämiellyttävän tapahtumien kehittymisen estämiseksi (sattuu, että jotkut kennoista menettävät alkuperäisen kapasiteettinsa jopa oikean toiminnan aikana aikaisemmin kuin toiset), laturi (tai kokoonpano) on varustettu tasauslataus-purkausohjaimella, joka suojaa soluja. kriittisistä tiloista.

Tavalla tai toisella, ennen kuin liität akut sarjaasennukseen, mittaa jokaisen kapasiteetti erityisellä laitteella, joka on kaikkien tiedossa ja joka on laajasti saatavilla markkinoilla.

Ampeeritunteina (Ah) tai milliampeeritunteina (mAh) identtisten akkujen sarjaan kytkemisestä johtuva akun kapasiteetti on yhtä suuri kuin sarjaakun muodostavan yksittäisen kennon kapasiteetti.

Nimellisvirta, kuten kapasitanssi, on yhtä suuri kuin yksittäisen kennon nimellisvirta. Nimellisjännite (voltteina) ja energia (wattitunteina) ovat samat kuin kaikkien akun muodostavien kennojen nimellisjännitteiden ja wattituntien summa.

Akkujen rinnakkaiskytkentä ja sen ominaisuudet

Akkujen rinnakkaiskytkentää käytetään, kun jännite on jätettävä ennalleen, mutta samalla lisättävä kokonaiskapasiteettia ja vastaavasti asennuksen nimellisvirtaa.

Saman nimellisjännitteen kennoja voidaan kytkeä rinnan, on myös erittäin toivottavaa, että ne ovat samantyyppisiä (jotta toimintaolosuhteiden vaikutus kapasiteettiin ja virran ominaisuuksiin on kaikilla kennoilla suunnilleen sama).

Kytkentähetkellä on myös toivottavaa tasata virtajännitteet, jotta vähennetään tasausvirtoja, joita väistämättä syntyy, kun kennojen napaliittimet suljetaan rinnakkain.

Tuloksena olevan moduulin kapasiteetti ampeeritunteina, sen käyttövirta sekä varastoitu energia wattitunteina ovat yhtä suuria kuin niiden summa jokaiselle kokoonpanon muodostavalle kennolle.

Kun akkukennoja kytketään rinnan, on myös tärkeää muistaa, että tuloksena oleva rinnakkaissolmun itsepurkautumisvirta on suurempi kuin kullekin kennolle erikseen ominaisten itsepurkautumisvirtojen summa, koska osa sarjan kennoista purkautuu -nopeasti ja vastustuskykyisempään itsepurkautumista, solut purkautuvat paitsi itsensä kautta, myös naapuriensa kautta, koko ajan ikään kuin lataamalla niitä.

Akkujen sarja- tai sekaliitäntä

Jos ymmärsit akkukennojen sarjakytkennän säännöt ja ominaisuudet ja ymmärsit kapasiteetin ja virran summaamisen periaatteen rinnakkaisliitännässä, sinun ei ole vaikeaa kytkeä tuloksena olevia sarjasolmuja rinnakkaisiin tai rinnakkaisiin solmuihin sarjaan.

Teoriassa itsepurkautumisvirran vähentämiseksi näyttää paremmalta kytkeä rinnakkain useita aikaisemmin valmistettuja, oikein koottuja saman kapasiteetin sarjapiirejä ilman vierekkäisten liitäntöjen rinnakkaista sulkemista.Käytännössä useiden rinnakkaisten solmujen yhdistäminen on kuitenkin helpompaa.

Tämän seurauksena kokoonpanon muodostusperiaate on seuraava: jos sekakytkennässä sarjaan kytkettyjen kennojen lukumäärä (yhdessä sarjaan kytkettyjen akkujen piirissä) ylittää rinnakkaisten kennojen lukumäärän (eli ylittää piirien määrän ), sitten piirit yhdistetään rinnakkain.

Jos sekakytkennässä rinnakkaisten elementtien lukumäärä ylittää piirin elementtien lukumäärän, rinnakkaiset solmut kytketään sarjaan sen jälkeen, kun on varmistettu, että niiden kapasiteetti on yhtä suuri.