Схема акб: Три схемы соединения аккумуляторных батарей для электропитания

Три схемы соединения аккумуляторных батарей для электропитания

Содержание

• 1 Повышение рабочего напряжения батареи
• 2 Увеличение емкости источника питания
• 3 Повышение напряжения с одновременным увеличением емкости АКБ
• 4 Особенности комплектования батарей аккумуляторов

Аккумуляторные батареи (АКБ) в зависимости от их назначения собираются из определенного количества аккумулирующих энергию элементов. Схема соединения

аккумуляторных батарей при этом зависит от того, какая преследуется цель. Это может быть увеличение емкости батареи, повышение напряжения либо сочетание обеих этих параметрических характеристик устройства.

В основном батареи собирают последовательно-параллельно, а сами сборки служат для промежуточного или резервного хранения электроэнергии

Известны и повсеместно применяются 3 варианта соединения отдельных аккумуляторов в батарею: последовательное, параллельное и смешанное или комбинированное.

Повышение рабочего напряжения батареи

Аккумуляторы электрической энергии имеют различное рабочее напряжение. Варьироваться оно может в очень широком диапазоне: от 0,5 до 48 Вольт. В то же время, для обеспечения автономного питания приборов, запуска двигателей внутреннего сгорания, питания электроприводной техники требуется другой диапазон напряжений. Повысить рабочее напряжение автономного источника тока можно последовательным соединением нескольких аккумуляторов в батарею.

Схемы и формулы при последовательном соединении батарей

При последовательном соединении коммутируются разнополярные клеммы аккумулятора. Плюсовой вывод предыдущего устройства соединяется с минусовым выводом последующего. Суммарное рабочее напряжение батареи при таком способе будет равно сумме рабочих напряжений коммутированных источников тока. Это значит, что для получения АКБ с рабочим напряжением 12 В необходимо последовательно соединить 4 трехвольтных источника либо 10 аккумуляторов с рабочим напряжением 1,2 В. Емкость скомплектованной последовательным соединением источников не изменяется и остается равной емкости каждого включенного в схему аккумулятора.

Очевидным и наглядным примером такого способа комплектации батареи могут служить автомобильные АКБ. В них отдельные источники, именуемые банками, объединены в общем корпусе и последовательно соединены свинцовыми шинами. Выбор в качестве материала для соединительных шин свинца объясняется просто: аккумуляторные электроды также изготавливаются из свинца. Шины, интегрированные в коммуникационную схему, соединяются с электродами на молекулярном уровне, а не механически. Это позволят избежать возникновения электрохимических коррозионных процессов.

Увеличение емкости источника питания

Нередки технические условия, когда от источника питания при сохранении рабочего напряжения требуется повышенная емкость. В таких случаях для комплектования батареи применяется параллельное соединение аккумуляторов. Такой способ коммутирования позволяет в разы, а в особо ответственных случаях – в десятки раз увеличить суммарную емкость питающего устройства.

Параллельное соединение батарей с формулами

Параллельное соединение осуществляется путем коммутации однополюсных выводов источников тока: плюсовой и минусовой выводы предыдущего аккумулятора соединяются с одноименными выводами последующего. Суммарная электрическая емкость скомпонованной таким способом коммутации батареи будет равна сумме электрических емкостей входящих в схему отдельных источников. Это значит, что при соединении трех аккумуляторных батарей с номинальной емкостью 60 А*ч получится устройство, имеющее электрическую емкость 180 А*ч.

В качестве примера подключения аккумуляторных батарей параллельной коммутацией можно привести источники бесперебойного либо аварийного питания приборов и аппаратуры. Параллельно подключаются АКБ большегрузных автомобилей и тяжелой специальной техники с большим объемом двигателя. Большой распространение параллельная коммутация получила на флоте: здесь параллельно соединенные устройства питания применяются для запуска вспомогательных дизелей, работы освещения, систем связи и жизнеобеспечения в аварийных ситуациях.

Повышение напряжения с одновременным увеличением емкости АКБ

Ярким примером смешанного или комбинированного соединения аккумуляторов в комплекс с необходимыми показателями рабочего напряжения и электрической емкости служат источники питания машин с электрическим приводом.

ВАЖНО! При увеличении емкости аккумуляторных батарей увеличиваются и токи. Правильно подбирайте сечения проводов! Используйте негорючие или самозатухающие провода.

Тяговые аккумуляторные батареи для обеспечения работы приводных и управляющих двигателей электроприводных машин и механизмов комплектуются именно по такой схеме. Достаточно подробно о способах соединения АКБ изложено в этом видео:

Комбинированное соединение подразумевает использование в коммутационной схеме одновременно последовательного и параллельного способов подключения. Возможны два варианта:

1. Сначала методом последовательного соединения источников подготавливаются батареи с требуемым рабочим напряжением. На втором этапе параллельно коммутируется необходимое количество подготовленных сборок для обеспечения потребной электрической емкости.

2. Во втором варианте параллельной коммутацией предварительно набираются батареи с требуемой емкостью. После этого устройства соединяются последовательно до достижения необходимого рабочего напряжения.

Схема последовательно-параллельного соединения аккумуляторных батарей наиболее часто применяемая, так как современные батареи для автономного энергообеспечения домов имеют номинальное напряжение 3,4 В

Комплектование АКБ комбинированным способом позволяет формировать источники питания, напряжение и электрическая емкость которых ограничивается только занимаемым ими рабочим пространством.

Особенности комплектования батарей аккумуляторов

Все три способа соединения отдельных источников питания в комплекс подчиняются не сложным, но важным для эффективной и долгосрочной эксплуатации правилам.

Последовательно-параллельная схема подключения на примере литий-ионных батарей

Пролонгированная работа батареи и ее экономическая целесообразность может быть обеспечена при соблюдении следующих правил:

• электрическая емкость включаемых в комплекс источников не должна отличаться на величину, превышающую 5% от номинальной;
• рабочие напряжения отдельных элементов батареи должны находиться в разумном соотношении;
• эксплуатационное техническое состояние включаемых в комплекс автономного питания элементов должно быть максимально сбалансированным;
• сечение коммутационных линий и шин должно быть рассчитано с учетом токовых нагрузок как внутри батареи, так и во внешних электрических цепях.

Ассортимент предлагаемых рынком источников питания при грамотном подходе позволяет создавать аккумуляторные батареи со всеми необходимыми для надежного использования характеристиками.

Схеми з’єднання акумуляторних батарей.. Статті компанії «ТОВ «ЕНЕРДЖІ ГМБХ»

Схеми з’єднання акумуляторних батарей АКБ.

Прийняті позначення:

· V – напруга, В

· C – ємність, А/год

Ємність акумулятора — це той проміжок часу акумулятор АКБ зможе забезпечувати живлення підключеного до нього навантаження. Ємність акумулятора вимірюють в ампер-годинах, а для невеликих акумуляторів – в міліампер-годин.

1. Послідовне з’єднання АКБ.

Для послідовного з’єднання акумуляторів, до «плюса» електричної схеми підключають позитивну клему першого акумулятора АКБ, використовуючи перемичку. До його негативній клемі підключають позитивну клему другого акумулятора АКБ і т. д. Негативну клему останнього акумулятора підключають до «мінуса» електричної схеми (див. рис. 1).

Рис. 1 Електрична схема послідовного з’єднання акумуляторів.

Рис. 2 Послідовно з’єднані акумулятори.

Рис. 3 Послідовно з’єднані акумулятори подвійний перемичкою.

Отримана при послідовному з’єднанні акумуляторна батарея має ту ж ємність, що і у одиночного акумулятора, а напруга такий акумуляторної батареї дорівнює сумі напруг входять до неї акумуляторів. Тобто якщо акумулятори мають однакові напруги, то напруга батареї дорівнює напрузі одного акумулятора, помноженому на кількість акумуляторів в акумуляторній батареї (див. рис. 4).

Еквівалентний внутрішній опір послідовно з’єднаних акумуляторів дорівнює сумі їх внутрішніх опорів.

Рис. 4 Послідовне з’єднання 4-х акумуляторних батарей.

У розглянутому прикладі (рис. 4) чотири акумуляторні батареї V=12,=100 А/ч при послідовному з’єднанні дають:

· загальна напруга V_Σ = 48 В

· загальна ємність C_Σ = 100 А/ч.

2. Паралельне з’єднання АКБ.

При паралельному з’єднанні, акумулятори з’єднують так, щоб позитивні клеми всіх акумуляторів були підключені до однієї точці електричної схеми («плюса»), а негативні клеми всіх акумуляторів були підключені до іншої точки схеми («мінуса») (див. рис. 5).

Рис. 5 Електрична схема паралельного з’єднання акумуляторів

Рис. 6 Паралельно сполучені акумулятори.

Отримана при паралельному з’єднанні акумуляторна батарея АКБ має те ж напруга, що і у одиночного акумулятора, а ємність такої акумуляторної батареї дорівнює сумі ємностей входять до неї акумуляторів. Тобто якщо акумулятори мають однакові ємності, то ємність акумуляторної батареї дорівнює ємності одного акумулятора, помноженої на кількість акумуляторів у батареї.

У прикладі (рис. 6) дві акумуляторні батареї V=12,=100 А/ч при паралельному з’єднанні дають:

• загальна напруга V_Σ = 12 В

• загальна ємність C_Σ = 200 А/год

3. Послідовно-паралельне з’єднання АКБ.

Дуже часто виникають ситуації, коли необхідно збільшувати і ємність і напруга. В такому випадку використовують послідовно-паралельні з’єднання АКБ.

Рис. 7 Приклад послідовно-паралельного з’єднання АКБ

У розглянутому прикладі (рис. 7) вісім акумуляторних батарей V=12,=100 А/год за чотири АКБ з’єднані послідовно в Ланцюг А і Ланцюг , а Ланцюг А і Ланцюг В з’єднані паралельно, відповідно при такій схемі:

· загальна напруга V_Σ = 48 В

· загальна ємність C_Σ = 200 А/год

Наші фахівці виготовляють перемички, з’єднувальні дроти для акумуляторів АКБ.

Аккумулятор: определение, функции, компоненты, схема, работа

Поскольку автомобильным двигателям для вращения стартера требуется электроэнергия, необходимо использовать аккумулятор. это перезаряжаемая батарея, которая используется для подачи электрического тока на электрические компоненты автомобиля. Помимо запуска двигателя, это один из основных компонентов автомобильной системы зарядки, так как в настоящее время он хранится для дальнейшего использования.

Автомобильные аккумуляторы бывают разных типов, но есть наиболее распространенные, используемые в транспортных средствах. Используется жидкостная батарея. он содержит шесть ячеек, каждая из которых является свинцовым накопителем, состоящим из чередующихся пластин. Пластина изготовлена ​​из свинцовой сетки, заполненной губчатым свинцом.

Современные автомобили, в том числе бензиновые и дизельные, хорошо используют аккумулятор. Их пусковая мощность потребляет не менее 3% мощности аккумулятора, поэтому автомобильный аккумулятор рассчитан на подачу максимального тока в течение короткого периода времени. Хотя электрические и гибридные автомобили также хорошо используют батарею, но другого типа. Об этом будет рассказ под этим постом.

Сегодня мы рассмотрим определение, функции, характеристики, компоненты, схему, типы, технические характеристики, работу, обслуживание, а также преимущества и недостатки автомобильного аккумулятора.

Подробнее: понимание системы зарядки в автомобильном двигателе

Содержание

• 1 Определение батареи
• 2 Функции батареи
• 3 Компоненты аккумулятора
• 4. , освещения и зажигания:
• 5.2 Батареи Deep Circle:
• 5.3 Присоединяйтесь к нашему информационному бюллетеню
• 5.4 Свинцово-кислотные батареи с клапанным регулированием:
• 5.5 Мокрые (или залитые) батареи:
• 5.6 Литий-ионные (Li-Ion) аккумуляторы:

Батарея Определение

В общем, батарея представляет собой устройство, которое преобразует химическую энергию в электричество. Автомобильный аккумулятор представляет собой аккумулятор с жидкостными ячейками, который содержит фактическую энергию, хранящую химическую энергию, а затем преобразующую ее в электрическую энергию в приложениях.

Помимо различных конструкций и спецификаций аккумуляторов, они служат одним и тем же целям. в частности, на автомобильных батареях он имеет шесть ячеек со свинцовым запасом на каждой. Каждая ячейка заполнена раствором серной кислоты, который известен как электролит.

Функции аккумуляторной батареи

Ниже приведены функции аккумуляторной батареи в автомобильных двигателях:

• Основными функциями аккумуляторной батареи в автомобильных двигателях являются питание стартера для запуска двигателя.
• Все электрические компоненты автомобиля работают от аккумуляторной батареи.
• В современных автомобилях, где большинство деталей, таких как система форсунок, свеча зажигания, датчики, также питаются от аккумулятора.

Применение аккумулятора в бензиновых и дизельных двигателях внутреннего сгорания. Их категория аккумуляторов относится к аккумуляторам SLI, которые служат для запуска, освещения и зажигания транспортных средств. при запуске двигателя батареи типа SLI обеспечивают дополнительную мощность, необходимую, когда электрические части автомобиля требуют избыточной мощности по сравнению с питанием системы зарядки. Эту функцию также можно назвать стабилизатором.

Специальные типы аккумуляторов используются для питания электрических и гибридных автомобилей. они используют высоковольтную аккумуляторную батарею электромобиля, но также можно использовать и автомобильную батарею. Это позволило использовать стандартные автомобильные электрические детали, рассчитанные на работу от 12 вольт. Эти типы батарей также называются вспомогательными батареями.

Электромобили (ЭМ) не заряжают вспомогательные батареи, как обычные двигатели внутреннего сгорания, которые используют генератор для подзарядки своих батарей во время работы. В электромобилях используется преобразователь постоянного тока в постоянный для управления напряжением до требуемого напряжения плавающего заряда.

Подробнее: Знакомство со стартером двигателя

Компоненты аккумуляторной батареи

Ниже приведены основные компоненты аккумуляторных батарей, используемых в автомобильных двигателях. ячейки с образованием катода, который является частью электрохимической реакции.

Схема аккумулятора:

Характеристики аккумулятора

Ниже приведены характеристики аккумулятора, используемого в автомобильном двигателе:

• Доступен в различных размерах.
• Умеренно хорошие характеристики при высоких и низких температурах.
• Электрически эффективный
• Хорошая поплавковая операция.
• Недорогой аккумулятор, который можно производить в любом месте на месте.
• Высокое напряжение холостого хода всех аккумуляторных систем с водным электролитом.
• Хорошее удержание заряда при прерывистой зарядке.
• Элементы легко перерабатываются.

Подробнее: Понимание работы маховика         

Типы батарей

Ниже приведены типы батарей, используемых в автомобилях и других компонентах: , он широко используется в автомобилестроении. Как следует из названия, он используется для запуска автомобиля, а также обеспечивает питание зажигания. Аккумулятор также питает электрические компоненты, такие как радио, фары и т. д. автомобиля. STL имеют неглубокий зарядный круг, что означает время, необходимое для разрядки и повторной зарядки.

Аккумуляторы Deep Circle:

Аккумуляторы Deep Circle идеально подходят для морских транспортных средств, тележек для гольфа, небольших транспортных средств для отдыха и т. д., поскольку они обеспечивают постоянную мощность в течение более длительного периода времени.

Присоединяйтесь к нашему информационному бюллетеню

Свинцово-кислотные аккумуляторы с клапанным регулированием:

Аккумуляторы этих типов не требуют частого обслуживания, поскольку не требуют регулярного добавления воды в аккумулятор. Из-за этого батарея герметична, что исключает возможность обслуживания или ремонта. Его нужно заменить, когда он испортится.

Свинцово-кислотная батарея с клапанным регулированием бывает двух типов; Аккумуляторы с абсорбирующим стекловолокном (AGM) и гелевые элементы. AGM обеспечивает высокую мощность в коротком импульсе по сравнению с другими герметичными версиями. Это происходит из-за быстрой реакции между электролитом и тонким поверхностным матом из стекловолокна.

С другой стороны, гелевые аккумуляторы известны этим из-за их электролита на основе кремнезема. Они также хорошо работают с приложениями с глубоким кругом, такими как тележки для гольфа и морские транспортные средства. Однако они менее эффективны при высоких или низких температурах.

Батареи с жидкостными (или залитыми) элементами:

Батареи с жидкостными элементами дешевле других типов, но требуют регулярного обслуживания. Он назван влажным элементом, потому что он содержит жидкое вещество, часто смесь свинца, серной кислоты и воды. Это помогает создать необходимый электролит, который может потеряться со временем использования.

Литий-ионные (Li-Ion) аккумуляторы:

В современных автомобилях, таких как электрические и гибридные, используются литий-ионные аккумуляторы. Батарея способна хранить значительно больше энергии и имеет меньший вес по сравнению с традиционными свинцовыми батареями. Однако литий-ионные аккумуляторы, как правило, имеют небольшой срок службы, что является одним из основных недостатков, максимум три года независимо от использования.

Характеристики аккумуляторов

Ниже приведены технические характеристики различных типов аккумуляторов:

• Физическая конструкция — аккумуляторы определяются их размерами, типами и расположением клемм, а также способом монтажа.
• Ампер-часы (Ач) – ампер-час – это единица измерения емкости аккумуляторной батареи.
• Сила тока при пуске – это количество тока, которое батарея может предложить при холодном пуске в амперах, что составляет 0 градусов по Фаренгейту (– 18 градусов по Цельсию). Ампер запуска — это количество тока, которое батарея может обеспечить при 32 градусах по Фаренгейту, что составляет 0 градусов по Цельсию.
• Минуты резервной емкости (RCM) — это способность батареи выдерживать минимальную заявленную электрическую нагрузку.
• Размер группы — это физические параметры, такие как вес, высота, длина и ширина батареи. это часто заявляют производители.
• Коды данных — коды данных помогают покупателям узнать, является ли батарея, которую они покупают, последней выпущенной версией.

Подробнее: Что нужно знать о генераторе переменного тока

Принцип работы

Работа автомобильных аккумуляторов менее сложна и интересна. Большая часть этого зависит от химической реакции свинцово-кислотной кислоты для питания электрических компонентов. SLI — это упомянутый тип, он обеспечивает короткие импульсы энергии для питания аксессуаров и, что важно, стартера двигателя. Он запускает аккумулятор, и как только двигатели начинают работать, генератор возвращает заряд аккумулятору.

Представьте себе аккумулятор в виде электростанции, преобразующей химическую реакцию в электрическую энергию.

Обычно батареи SLI имеют шесть ячеек, содержащих по две пластины в каждой. Одна из пластин сделана из свинца, а другая из диоксида свинца. Каждая ячейка может производить около 2 вольт энергии. Пластины погружены в серную кислоту, которая позволяет двум пластинам реагировать. Эта кислота вызовет реакцию на пластине из диоксида свинца, в результате чего она создаст ионы и сульфат свинца.

Железо, созданное пластиной из диоксида свинца, реагирует с другой пластиной с образованием сульфата свинца и водорода. Это приводит к химической реакции, в результате которой образуются электроны, электроны перемещаются по пластинам и генерируют электричество. Электричество проходит через клеммы, чтобы запустить автомобиль и привести в действие другие электрические компоненты автомобиля.

Аккумулятор может быть перезапущен, потому что процесс химической реакции полностью обратим. Вот почему генератор переменного тока двигателя может продолжать заряжать двигатель в течение всего срока его службы.

Работа с автомобильным аккумулятором в видео:

Подробнее: Знакомство со свечами зажигания

Обслуживание аккумуляторов

Надлежащий уход за аккумулятором поможет продлить срок его службы. Ниже приведены советы по обслуживанию автомобильных аккумуляторов:

Необходимо регулярно проверять состояние заряда аккумулятора. В верхней части батареи есть точка, которая показывает и указывает состояние батареи. но идеальный способ проверить состояние батареи — использовать вольтметр, чтобы узнать стабилизированное напряжение. Если вентиляционная крышка аккумулятора подвижна, для определения удельного веса (SG) используется ареометр. Ожидается, что активно заряженная батарея будет иметь стабилизированное напряжение выше 12,5 вольт и показатель SG выше 1,240.

Верхняя часть аккумулятора должна быть чистой, сухой и свободной от грязи и копоти.

Кабели, клеммы, винты следует регулярно осматривать, чтобы убедиться в отсутствии ослабленных, сломанных или поврежденных соединений. Они также должны быть очищены от грязи и коррозии.

На поверхностные соединения и стойки следует нанести тонкий слой высокотемпературной смазки. Это добавлено для защиты.

Корпус батареи следует осмотреть на наличие явных признаков физического повреждения или деформации. Если такое происходит, это свидетельствует о перегреве или перезарядке аккумулятора.

Необходимо проверить, достаточно ли в аккумуляторе электролита, покрывающего пластины аккумулятора. Если недостаточно, убедитесь, что доливаете и не переполняете, так как уровень жидкости поднимется, когда батарея будет полностью заряжена, и может переполниться.

Электролит следует доливать дистиллированной или деминерализованной водой. Серную кислоту использовать нельзя.

Основной причиной выхода из строя аккумуляторной батареи может быть перегрев. Электролит испаряется из-за высоких температур, которые уменьшают эффективную площадь поверхности пластин, подвергающихся воздействию электролита. Это также увеличивает скорость коррозии сетки с температурой. Низкий нагрев или температура также могут привести к выходу из строя батареи.

Подробнее: Что нужно знать о двигателях с турбонаддувом

В заключение отметим, что автомобильный аккумулятор является основным источником питания двигателя нашего автомобиля и его электрических компонентов. это одна из важнейших систем зарядки, которую нельзя исключить из автомобиля, особенно в современных электрических и гибридных автомобилях. Мы видели различные типы батарей и их применение, помните, мы говорили, что состояние, освещение и зажигание (SLI) распространены в автомобилях. Мы также видели компоненты, классификации и обслуживание батареи.

Надеюсь, вам понравилось чтение. Если да, пожалуйста, прокомментируйте, поделитесь и порекомендуйте этот сайт другим студентам. Спасибо!

Как работают батареи? Детали, типы и терминология (с диаграммой)

Обновлено 3 марта 2020 г.

Автор GAYLE TOWELL

Без аккумуляторов не было бы сотовых телефонов, часов, планшетов, слуховых аппаратов, фонариков, электромобилей или спутников связи — и список можно продолжить. Первая батарея была изобретена более 200 лет назад, и с тех пор эти гениальные устройства стали незаменимыми в нашей повседневной жизни.

Что такое батарея?

Проще говоря, батарея — это любое устройство, которое может служить портативным временным источником электроэнергии.

В электрической цепи батареи служат источником энергии, создавая разность потенциалов, которая управляет потоком электрического тока. Когда ток проходит через цепь, он передает энергию любым подключенным к нему устройствам. В такой цепи протекает постоянный ток. Другими словами, ток течет в одном непрерывном направлении.

И наоборот, электроэнергия, поставляемая электростанцией, подается через розетки в вашем доме и имеет форму переменного тока. Этот тип тока меняет направление с определенной частотой для питания устройств.

Как работают батареи

Типичная батарея состоит из одного или нескольких элементов, которые имеют катод (положительный вывод) на одном конце и анод (отрицательный вывод) на другом конце. Химические реакции, происходящие внутри, вызывают накопление электрического заряда на клеммах, создавая электрический потенциал на узлах за счет высвобождения химической энергии.

Химические реакции в батарее вызывают накопление электронов на аноде. Это создает электрический потенциал между катодом и анодом. Электроны хотят добраться до катода, чтобы нейтрализовать заряд, но они не могут этого сделать, путешествуя через электролитический материал внутри самой батареи. Вместо этого электроны легко текут по проводнику, соединяющему анод с катодом.

В конце концов, химические процессы, создающие избыток электронов в аноде, прекращаются, и батарея умирает. Однако с перезаряжаемыми батареями (также называемыми вторичными батареями) этот процесс можно обратить вспять, подключив батареи к зарядным устройствам после их разрядки. Перезарядка батареи меняет направление потока электронов с помощью другого источника питания. Благодаря этой добавленной энергии химические процессы в батарее могут обратить вспять, и батарея снова сможет самостоятельно питать цепь.

Создайте свою собственную лимонную батарею!

Отличный способ лучше понять, как работает батарея, — создать дома собственную батарею из лимона, цинкового гвоздя и медной монеты и использовать ее для питания маленькой лампочки.

Вставьте медную монету в одну сторону лимона и вставьте оцинкованный (оцинкованный) гвоздь в другую сторону (убедитесь, что два предмета не соприкасаются внутри лимона).