Welchen Unterschied macht es Wenn Batterien in Reihe oder parallel geschaltet sind?

So verdrahten Sie Lithiumbatterien parallel oder in Reihe

25.637 Herausgegeben von BSLBATT 05.08.2019

Hier, um Weisheitskraft BSLBATT-Lithium Wir sind stolz auf die heimische Herstellung von robusten und zuverlässigen LiFePO4-Batterien.Es ist wahrscheinlich keine Überraschung, dass wir viele Fragen zum Thema Batterie erhalten.

Eine der häufigsten Fragen ist „Ich brauche mehr Leistung!Haben Sie eine Batterie, die mir mehr Volt oder mehr Ampere liefern kann?“Die Antwort ist ja.Alle unsere Batterien können angeschlossen werden, um mehr Leistung für den Betrieb größerer Motoren (Spannung – V) oder zusätzliche Kapazität (Amperestunden – Ah) ​​zu erzeugen.Dies wird als Reihenschaltung einer Batterie oder als Parallelschaltung von Lithiumbatterien bezeichnet.

Die Reihenschaltung einer Batterie ist eine Möglichkeit, die Spannung einer Batterie zu erhöhen.Wenn Sie beispielsweise zwei unserer 12-Volt-, 10-Ah-Batterien in Reihe schalten, erstellen Sie eine Batterie mit 24 Volt und 10 Amperestunden.Da viele Elektromotoren in Kajaks, Fahrrädern und Rollern mit 24 Volt betrieben werden, ist dies eine gängige Art, Batterien zu verkabeln.

Das Parallelverdrahten einer Batterie in Lithiumbatterien ist eine Möglichkeit, die Amperestunden einer Batterie zu erhöhen (dh wie lange die Batterie mit einer einzigen Ladung läuft).Wenn Sie beispielsweise zwei unserer 12-V-, 10-Ah-Batterien parallel schalten, erstellen Sie eine Batterie mit 12 Volt und 20 Amperestunden.Da viele kleine Elektromotoren, Sonnenkollektoren, Wohnmobile, Boote und die meisten Haushaltselektronikgeräte mit 12 Volt betrieben werden, ist dies eine gängige Methode, um eine Batterie zu schaffen, die eine super lange Lebensdauer hat.

Bei Reihenschaltungen werden 2 oder mehr Batterien miteinander verbunden, um die Spannung des Batteriesystems zu erhöhen, behalten aber die gleiche Nennleistung in Amperestunden bei.Denken Sie daran, dass bei Reihenschaltungen jede Batterie die gleiche Spannung und Kapazität haben muss, da Sie sonst die Batterie beschädigen können.Um Batterien in Reihe zu schalten, verbinden Sie den Pluspol einer Batterie mit dem Minuspol einer anderen, bis die gewünschte Spannung erreicht ist.Wenn Sie Batterien in Reihe laden, müssen Sie ein Ladegerät verwenden, das der Systemspannung entspricht.Wir empfehlen Ihnen, jeden Akku einzeln mit einem Multi-Bank-Ladegerät aufzuladen, um ein Ungleichgewicht zwischen den Akkus zu vermeiden.

Wenn Sie sich Elektrizität als Wasser vorstellen, das durch ein Rohrsystem fließt, stellen Sie sich Spannung am besten als Wasserdruck vor, und das ist auch die Metrik, mit der wir messen können, wie stark elektrischer Strom fließt.Ampere wären die Größe des Rohrs, durch das dieses Wasser fließt, und somit die Metrik, mit der wir messen, wie viel Leistung wir in einem bestimmten Moment abgeben können.Amperestunden sind also in diesem Fall von Analogien zur Installation ein Maß dafür, wie viele Gallonen Wasser im Laufe der Zeit durch Ihre Rohre fließen.

Ich fand dieses Bild (und viele mögen es im Internet) immer hilfreich, um Elektrizität zu erklären.

Grundlagen

Batteriepakete werden entworfen, indem mehrere Zellen in Reihe geschaltet werden;Jede Zelle addiert ihre Spannung zur Klemmenspannung der Batterie. Abbildung 1 Unten sehen Sie eine typische BSLBATT 13,2 V LiFePO4-Starterbatterie-Zellenkonfiguration.

Batterien können aus einer Kombination von Reihen- und Parallelschaltungen bestehen.Parallelgeschaltete Zellen erhöhte Strombelastbarkeit;Jede Zelle trägt zur Amperestunden-Gesamtzahl (Ah) der Batterie bei.Die B-LFP12V 12AH-Konfiguration, 13,2 V / 12,4 Ah, ist in gezeigt Figur 2.

Eine schwächere Zelle in in Reihe geschalteten Zellen würde ein Ungleichgewicht verursachen.Dies ist insbesondere in einer Reihenschaltung kritisch, da eine Batterie nur so stark ist wie die schwächste Zelle (analog zum schwachen Glied in der Kette).Eine schwache Zelle fällt möglicherweise nicht sofort aus, kann aber beim Entladen schneller entladen werden (Spannung fällt unter ein sicheres Niveau, 2,8 V pro Zelle) als die starken.Beim Laden kann sich die schwache Zelle vor den gesunden auffüllen und überladen werden (Spannung über 3,9 V pro Zelle).Anders als das schwache Glied in einer Kettenanalogie belastet eine schwache Zelle die anderen gesunden Zellen in einer Batterie.Zellen in Multipacks müssen aufeinander abgestimmt werden, insbesondere wenn sie hohen Lade- und Entladeströmen ausgesetzt sind. Figur 3 Unten sehen Sie ein Beispiel für eine Batterie mit einer schwachen Zelle.

Zellenschutz des Batteriemanagementsystems (BMS).

Ein BMS überwacht kontinuierlich die Spannung jeder Zelle.Wenn die Spannung einer Zelle die anderen übersteigt, arbeiten die BMS-Schaltkreise daran, den Ladezustand dieser Zelle zu reduzieren.Dadurch bleibt der Ladezustand aller Zellen auch bei hohen Entlade- (> 100 Ampere) und Ladeströmen (> 10 Ampere) gleich.

Eine Zelle kann dauerhaft beschädigt werden, wenn sie nur einmal überladen (Überspannung) oder zu stark entladen (entladen) wird.Das BMS verfügt über eine Schaltung, die den Ladevorgang blockiert, wenn die Spannung 15,5 Volt überschreitet (oder wenn die Spannung einer Zelle 3,9 V überschreitet).Das BMS trennt die Batterie auch von der Last, wenn sie auf weniger als 5 % Restladung entladen ist (Überentladungszustand).Eine tiefentladene Batterie hat typischerweise eine Spannung von weniger als 11,5 V (< 2,8 V pro Zelle).

Mehrere Batterien in Reihe und/oder parallel (jede Batterie mit eigenem BMS)

Die 13,2-V-Batterien von BSLBATT können in Reihe und/oder parallel verwendet werden, um höhere Betriebsspannungen und/oder Kapazitäten für Ihre spezifische Anwendung zu erreichen.Es ist wichtig, dasselbe Batteriemodell mit gleicher Spannung und Kapazität (Ah) zu verwenden und niemals Batterien unterschiedlichen Alters zu mischen.

Sofern nicht anders angegeben, sind BSLBATT-Batterien für den Einsatz in bis zu zwei Reihen- und/oder zwei Lithiumbatterien im Parallelbetrieb ohne zusätzliche externe Elektronik zugelassen.Diese Einschränkung gilt aufgrund der Tatsache, dass Impedanz, Kapazität oder Selbstentladungsraten zwischen Zellen variieren können.Die Einschränkung lässt normale Schwankungen in einer Batterie zu, ohne die andere Batterie nachteilig zu beeinflussen.

Darüber hinaus lassen die Beschränkungs- und Betriebsgrenzen anormale Bedingungen zu, wie z. B. eine schwache oder ausgefallene Zelle in einer Batterie.Beachten Sie, dass die Nennwerte für eine bestimmte Batterie unterschiedlich sind, wenn sie in einem Reihenbetrieb verwendet wird.Siehe Abschnitt unten „Maximale Grenzwerte für den sicheren Betrieb“ für Batterienennwerte.

Es wird immer bevorzugt, eine einzelne 26,4-Volt-Batterie gegenüber zwei 13,2-Volt-Batterien in Reihe zu verwenden, da die einzelne Batterie jede der 8 Zellen in Reihe intern überwachen und sicherstellen kann, dass der Ladezustand aller Zellen ausgeglichen ist.

Die Drähte und Anschlüsse, die zur Herstellung der Reihen-/Lithiumbatterien-Parallelanordnung von Batterien verwendet werden, müssen für die erwarteten Ströme dimensioniert sein.

Verbinden Sie die Lithiumbatterien der BSLBATT-Serie nicht mit anderen Chemiebatterien.

Im Bild unten sind es zwei 12V-Batterien in Reihe geschaltet, wodurch diese Batteriebank zu einem 24-V-System wird.Sie können auch sehen, dass die Bank immer noch eine Gesamtkapazität von 100 Ah hat.

Bei parallelen Verbindungen werden 2 oder mehr Batterien miteinander verbunden, um die Amperestundenkapazität der Batteriebank zu erhöhen, aber Ihre Spannung bleibt gleich.Um Batterien parallel zu schalten, werden die Pluspole über ein Kabel und die Minuspole mit einem weiteren Kabel miteinander verbunden, bis die gewünschte Kapazität erreicht ist.

Eine parallele Verbindung von Lithium-Batterien soll es Ihren Batterien nicht ermöglichen, irgendetwas über ihrer Standard-Ausgangsspannung zu betreiben, sondern eher die Dauer verlängern, für die sie Geräte mit Strom versorgen können.Es ist wichtig zu beachten, dass beim Laden von Batterien, die in Lithium-Batterien parallel geschaltet sind, die erhöhte Amperestunden-Kapazität eine längere Ladezeit erfordern kann.

Im Beispiel unten haben wir zwei 12-V-Batterien, aber Sie sehen, dass die Amperestunden auf 200 Ah ansteigen.

Kommen wir nun zur Frage „Können BSLBATT-Batterien in Reihe oder parallel geschaltet werden?“

Standard-Produktlinie: Unsere Standard-Lithiumbatterien können entweder in Reihe oder parallel geschaltet werden, je nachdem, was Sie in Ihrer spezifischen Anwendung erreichen möchten. BSLBATTs Datenblätter geben die Anzahl der Batterien an, die pro Modell in Reihe geschaltet werden können.Wir empfehlen normalerweise maximal 4 Batterien parallel für unser Standardprodukt, es kann jedoch Ausnahmen geben, die je nach Anwendung mehr zulassen.

Es ist wichtig, den Unterschied zwischen parallelen und seriellen Konfigurationen und die Auswirkungen, die sie auf die Leistung Ihrer Batteriebank haben, zu verstehen.Unabhängig davon, ob Sie eine Erhöhung der Spannung oder der Kapazität in Amperestunden anstreben, ist es äußerst wichtig, diese beiden Konfigurationen zu kennen, um die Lebensdauer und Gesamtleistung Ihrer Lithiumbatterie zu maximieren.

Haben Sie weitere Fragen?
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