在本文中,我们将研究为安培小时额定电池(以及不这样做的方法)构建电池组的不同方法(以及不构建电池组的方法)。在插图中,我们使用密封铅酸电池但这些概念适用于所有电池化学成分。
安培小时额定电池的电池组备忘单如果您了解您的电池并且您只是在寻找记忆慢跑者,这里是电池组备忘单。更详细的解释和教程如下所示。
该备忘单概述了使用安培小时构建电池组的佳实践。标有红十字的布局可能有效,但会缩短单个电池的寿命。
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什么是电池组,为什么要有它们?电池组只是一组以某种方式连接在一起以提供所需电力的电池。与仅购买一块大电池相比,有时电池组是,原因如下:
成本——购买一些小型电池可能更便宜,特别是如果它们很受欢迎,因此有多家制造商或供应商可供选择。
空间——几个小电池可以放置在一个大矩形块不适合的尴尬空间中。
灵活性——您可以重新安排电池组的布局,为您提供不同的电压和安培小时,而不是被一个具有一种电压和一安培小时输出的电池卡住。
建立安培小时电池组在本文中,我们将展示不同的电池连接方式,以获得不同的容量(电压和安培小时输出)。
在我们的示例中,我们将使用几个 6 V 4.5 AH的电池,如下所示:
2 | 并联连接 | 6 V,9 AH |
2 | 串联连接 | 12 V,4.5 AH |
4 | 并联连接 | 6 V,18AH |
4 | 串联连接 | 24 V,4.5 AH |
4 | 并联和串联 | 12 V,9 AH |
所以让我们开始吧!
并联两个安培小时电池两节电池并联
要计算并联接线时的输出,请将 Ah 额定值加在一起。在这种情况下4.5 Ah + 4.5 Ah = 9 Ah。电压不变。注意设备的连接方式。许多解释并行布线的资料来源建议如下:
2节电池并联错误。离设备近的电池会更快耗尽。
这会起作用,但会在靠近设备的电池上施加更大的负载,这意味着电池不会均匀磨损。对于旨在定期放电和充电的深循环电池来说尤其如此。
并联四安培小时电池4安时电池正确并联
要计算并联接线时的输出,请将 Ah 额定值加在一起。在这种情况下,4.5 Ah + 4.5 Ah + 4.5 Ah + 4.5 Ah = 18 Ah。电压不变。同样,请注意电池组与设备的接线方式,以便负载在所有电池之间平均分配。一些消息来源提出以下建议:
4 安培小时电池并联不正确。离设备近的电池将首先耗尽。
这种布局会起作用,但会在靠近设备的电池上施加更大的负载,导致它们更快地磨损,特别是如果它们是深循环电池,需要定期放电和充电。
串联两个安培小时电池两个安培小时电池串联
串联时,安培小时输出不会改变,但电压变为电池的总和。在这种情况下,电压计算为6 伏 + 6 伏 = 12 伏。安培小时额定值不变,为 4.5 Ah。
串联四安培小时电池四AH电池串联
再次计算输出电压只是将所有单个电池的电压加在一起的情况。这里将是6 V + 6 V + 6 V + 6 V = 24 V。安培数与一节电池相同 – 4.5 Ah
串联和并联电池当您将电池并联在一起时,您实际上只是使每个电池成为更大单元的电池。因此,例如,您可以将每对并联排列,然后将两对串联在一起,如下所示:
四节电池。两对并联,然后每对串联
为了计算我们的输出:
两对并联。每对的安培小时输出为 4.5 Ah + 4.5 Ah = 9 Ah,但由于它们是并联的,因此它们的电压在 6 V时保持不变。
然后将这些对串联连接,因此电压是每对的总和:6 V + 6 V = 12 V。
总而言之,这将创建一个输出为9Ah 和 12 V的电池组。
您可以根据需要继续扩大规模。您需要记住的是,每组并联的电池都提供相同的输出。
连接和接线为了使用电池组实现预期结果并保持安全,请确保以下几点:
使用将由电池端子定义的正确连接器(请参阅[链接到电池端子类型] 文章)。确保如果您需要将两根电线连接到一个端子,您有一个设计用于连接两根电线的连接器。虽然可以暂时使用夹子,但不推荐使用它们,因为它们不能始终提供牢固的连接,并且它们很容易松动,从而增加短路的风险,从而损坏电池并可能导致电击。
为您正在创建的电路使用正确的接线规格(请参阅[接线计算器链接])。如果电线太细,可能会过热,从而增加短路、触电、电池损坏甚至火灾的风险。
具有不同安培小时或额定电压的电池组到目前为止,这些示例都使用相同的电池,但是如果您有不同的电池要连接在一起怎么办?
这种布局理论上可行,但实际上会缩短电池的寿命
串联连接具有不同电压的电池- 在纸面上这是可能的,但实际上具有不同电压的电池通常具有略微不同的电池电压,安培额定值也是如此。结果是较小的电池会过度放电和过度充电,而较大的电池不会完全充电。在特殊情况下,过度放电的电池可能会泄漏或爆炸。有关详细信息,请参阅串联电池。
串联连接具有不同安培额定值的电池- 与不同的电压一样,较小安培额定电池的耗电量将比它们设计承受的更快和更深。有关此过程及其发生原因的详细信息,请参阅串联电池。
并联不同电压的电池——这是一个“从不,从不”的想法。较大的额定电池将尝试为较小的电池充电,在佳情况下会导致电池损坏,或者在电压相差很大或使用一次(一次性)电池的极端情况下会引起火灾和爆炸。有关这方面的更多信息,请参阅并联电池。
将具有不同安培额定值的电池并联- 这是可能的,但现实情况是,具有不同安培额定值的电池通常具有不同的电池电压(无论标签实际上是什么),这可能会在电池尝试相互充电时导致问题平衡整个电路的电压。有关完整详细信息,请参阅并联电池。
例如,图中的布局在理论上是正确的,因为在纸上每行都有 9Ah 和 6 V的输出。然而,两个模型之间制造过程的微小差异可能会导致问题。
假设两个较大的 6 V电池确实是 6 V,但三个较小的 6 V电池实际上每个都是 6.2 V,尽管标签上写着。在这里,我们终会遇到较大的电池过度充电和放电,这将缩短它们的使用寿命。
它会起作用,但是这个电池组不会像由相同电池组成的电池组那样持久。
年龄和化学在电压和安培容量中的作用应始终牢记,年龄和化学成分会影响一次性和可充电电池的电压和安培容量。
年龄——所有一次性电池和所有可充电电池都会随着年龄的增长而慢慢失去完全充电的能力。因此,即使您拥有相同品牌和品牌的电池,如果其中一个明显比其他电池旧,这与混合不同电压和安培容量的电池相同
化学——即使是密切相关的电池(例如密封铅酸电池和浸没式铅酸电池)的充电和放电方式也不同,因此确保电池组中的所有单元具有相同的化学成分非常重要,以避免一些单位过度放电和过度充电。
电池组佳实践如上所述,使用具有不同电压和安培小时额定值的不同电池构建电池组可能会损坏电池,并且在极端情况下会导致爆炸或火灾。如果新旧电池混用,即使是相同电压和安培小时额定值的电池也会造成损坏。只有使用正确的工具和电路才能避免这些问题。没有这些,好使用:
相同电压和安培小时额定值的电池
相同年龄和化学类型的电池
理想情况下,来自同一公司的同一品牌的电池,如果可能的话,来自同一生产运行
…当您因为一节电池出现故障而导致电池组出现问题时,请更换所有电池,而不仅仅是故障电池。
电池组的大尺寸大型电池组。
真的没有大值。一些电池组非常巨大,就像图中所示的那样,旨在存储来自太阳能电池板的能量。
在这种类型的应用中,电池组需要存储大量能量,这是一个清晰的例子,说明许多较小的电池连接在一起比大电池更实用。
损坏或磨损的单元可以很容易地更换,电池组的大小可以根据需要少量增加或减少。
想象一下,假设房间里每排长电池的输出为 240 V和 500 AH,并且有三排并联连接,因此电池组的总输出为 240 V和 1,500 AH(500 AH x 3 行)。
工程师们决定他们现在实际上需要 2,000 AH小时,因此他们需要做的就是添加另一个并联的相同行来实现他们的目标。
替换一个或替换所有参数现在你可能已经注意到上面似乎有一个矛盾。早些时候我们提到,如果您的电池组中的一个电池出现故障,那么您应该更换所有单元,但是当我们谈论非常大的电池组时,我们说这种做法并不总是被遵循。
该决定更准确地基于平衡成本和寿命的许多因素:
场景 1:如果电池组相当新(比如 6 个月大)并且一个电池出现故障,则该故障可能归结为制造故障。在这种情况下,采购新电池(好来自同一制造商)来更换单个单元将是好的方法,尤其是在电池组非常大的情况下。
情景 2:如果电池组的使用寿命即将结束,那么在出现故障时更换每个单元将迅速损坏这些新电池并缩短其使用寿命,从而导致不断的更换恶性循环,这在介质或长期。因此,在这种情况下,银行中的所有电池都应更换。
场景 3:如果电池组在其使用寿命中途并且一个单元发生故障,那么只要电池组配备正确的电路以平衡对新单元的充电和放电,则可以用新单元替换它。这种电路的成本在大规模商业电池组中具有经济意义。
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