Практические соображения - батареи

При соединении батарей вместе в более крупные «банки» ( батарея батареек?), составляющие батареи должны быть согласованы друг с другом, чтобы не создавать проблем.

Батареи в серии

Сначала мы рассмотрим подключение аккумуляторов последовательно для большего напряжения:

Мы знаем, что ток одинаков во всех точках в последовательной цепи, поэтому какая бы величина тока ни была в одной из последовательно соединенных батарей, она должна быть одинаковой и для всех остальных. По этой причине каждая батарея должна иметь одинаковую мощность в ампер-часах, иначе некоторые батареи разрядятся раньше, чем другие, что поставит под угрозу емкость всего банка. Обратите внимание, что общая емкость батарейного блока этой серии не зависит от количества батарей.

Батареи в параллельном соединении

Затем мы рассмотрим подключение батарей параллельно для большей емкости по току (более низкое внутреннее сопротивление) или большей емкости в ампер-часах:

Мы знаем, что напряжение одинаково на всех ветвях параллельной цепи, поэтому мы должны быть уверены, что эти батареи имеют одинаковое напряжение. В противном случае у нас будут относительно большие токи, циркулирующие от одной батареи к другой, причем батареи с более высоким напряжением превосходят батареи с низким напряжением. Это нехорошо.

Защита от перегрузки по току

По этой же теме мы должны быть уверены, что любая защита от перегрузки по току (автоматические выключатели или предохранители) установлена ​​таким образом, чтобы быть эффективной. Для нашей последовательной аккумуляторной батареи одного предохранителя будет достаточно, чтобы защитить проводку от чрезмерного тока, поскольку любой разрыв в последовательной цепи останавливает ток во всех частях цепи:

При параллельном блоке батарей одного предохранителя достаточно для защиты проводки от перегрузки по току нагрузки (между подключенными параллельно батареями и нагрузкой), но у нас есть и другие проблемы, от которых нужно защитить. Известно, что батареи имеют внутреннее короткое замыкание из-за неисправности сепаратора электродов, что вызывает проблему, похожую на ту, где батареи с неравным напряжением соединяются параллельно:исправные батареи будут превосходить вышедшую из строя батарею (более низкое напряжение), вызывая относительно большие токи внутри соединительных проводов батарей. Чтобы избежать такой возможности, мы должны защищать каждую батарею от перегрузки по току с помощью отдельных предохранителей батареи в дополнение к предохранителю нагрузки:

При работе с аккумуляторными батареями особое внимание следует уделять методу и времени зарядки. Батареи разных типов и конструкции имеют разные потребности в зарядке, и рекомендации производителя, вероятно, являются лучшим руководством при проектировании или обслуживании системы. При зарядке аккумулятора возникают две проблемы: езда на велосипеде . и завышение цен . Цикличность относится к процессу зарядки аккумулятора до «полного» состояния с последующей разрядкой до более низкого состояния. Все батареи имеют ограниченный (ограниченный) срок службы, а допустимая «глубина» цикла (как долго она должна быть разряжена в любой момент) варьируется от конструкции к конструкции. Перезарядка - это состояние, при котором ток продолжает возвращаться через вторичную ячейку за пределы точки, в которой ячейка достигла полного заряда. В частности, в свинцово-кислотных элементах перезарядка приводит к электролизу воды («кипячению» воды из батареи) и сокращает срок службы.

Любая батарея, содержащая воду в электролите, может выделять водород в результате электролиза. Это особенно верно для перезаряженных свинцово-кислотных элементов, но не только для этого типа. Водород - чрезвычайно легковоспламеняющийся газ (особенно в присутствии свободного кислорода, образующегося в результате того же процесса электролиза), без запаха и цвета. Такие батареи представляют опасность взрыва даже при нормальных условиях эксплуатации и требуют уважительного обращения. Автор был непосредственным свидетелем взрыва свинцово-кислотной батареи, когда искра, образовавшаяся при извлечении зарядного устройства (небольшого источника питания постоянного тока) из автомобильной батареи, зажгла газообразный водород внутри корпуса батареи, оторвав верхнюю часть батареи. и брызги серной кислоты повсюду. Это произошло в автомобильном магазине средней школы, не меньше. Если бы не все ученики, находившиеся поблизости, были в защитных очках и комбинезонах с застегнутыми воротниками, могла бы произойти серьезная травма.

При подключении и отключении зарядного оборудования от аккумулятора всегда выполняйте последнее подключение (или первое отключение) в месте, удаленном от самого аккумулятора (например, в точке на одном из кабелей аккумулятора, по крайней мере, в футе от аккумулятора). , так что любая образовавшаяся искра практически не может воспламенить газообразный водород.

В больших, стационарных батареях батареи снабжены вентиляционными крышками над каждой ячейкой, а газообразный водород удаляется за пределы аккумуляторной комнаты через кожухи непосредственно над батареями. Газообразный водород очень легкий и быстро поднимается. Наибольшая опасность возникает, когда он может накапливаться в зоне в ожидании возгорания.

Более современные конструкции свинцово-кислотных аккумуляторов герметичны и изготовлены для повторного объединения электролизованного водорода и кислорода обратно в воду внутри самого корпуса аккумулятора. Адекватная вентиляция может быть хорошей идеей на случай, если батарея протечет.

ОБЗОР:

• Последовательное подключение батарей увеличивает напряжение, но не увеличивает общую емкость в ампер-часах.
• Все батареи в последовательном банке должны иметь такой же рейтинг ампер-часов.
• Параллельное подключение батарей увеличивает общую емкость по току за счет уменьшения общего сопротивления, а также увеличивает общую емкость в ампер-часах.
• Все батареи в параллельном банке должны иметь такое же номинальное напряжение.
• Батареи могут быть повреждены при длительной езде на велосипеде . и завышение цен .
• Батареи с электролитом на водной основе способны выделять взрывоопасный газообразный водород, который не должен накапливаться в помещении.

СВЯЗАННЫЕ РАБОЧИЕ ТАБЛИЦЫ:

• Таблица аккумуляторов
• Практический рабочий лист по цепям постоянного тока с листом ответов