Akülerin seri, paralel ve karma bağlantısı

Herkes pil, türüne bağlı olarak belirli pasaport değerlerine sahiptir: nominal voltaj, maksimum akım, optimum akım, nominal kapasite. Bu pasaport değerlerinin, yalnızca üreticinin pil için önerilen çalışma moduna uyulması durumunda ve yalnızca yaşam kaynağı tükenmekten uzak olan piller için doğru olduğunu unutmayın.

Ayrıca, pilden pasaporta göre yapabileceğinden daha fazlasını hemen elde etmenin gerekli olduğu da oluyor. Bu nedenle, kapasiteyi, çalışma akımını veya voltajı artırmak için genellikle pillerin (hücreler, hücreler) seri, paralel ve bazen karışık (seri-paralel) bağlantısına başvururlar.

Bu nedenle, lityum iyon ve lityum polimer piller için, bir hücrenin nominal voltaj değeri 3,7 V, kurşun asit piller için - 2,1 V, nikel-çinko için - 1,6 V ve nikel-kadmiyum ve nikel metal hidrit için olacaktır. — 1,2 V

Pilin kapasitesi ve optimal akımına gelince, bu parametreler birçok tasarım parametresine bağlıdır: elektrotların alanına, hücrenin hacmine, elektrolitin yoğunluğuna vb.

Daha yüksek bir çalışma voltajı elde etmek gerekiyorsa, akü hücreleri seri bağlanır, yüksek kapasite ve akım gerekiyorsa paralel, kapasiteyi artırmak ve voltajı artırmak gerekirse, seri-paralel bağlantı kullanın. piller.

Pillerin seri bağlantısı ve özellikleri

En başından beri, seri bağlı piller için - böyle bir düzeneğin (pil) her pilinden geçen akımın, pilin o noktada boşalıp boşalmadığına bakılmaksızın her zaman tüm düğümdeki akıma eşit olacağını anlamak gerekir. an veya şarj.

Bu nedenle, yalnızca aynı tipteki (veya setlerdeki) aynı kapasitedeki (gerçek!) pillerin seri olarak bağlanması şiddetle tavsiye edilir.

Neden aynı tipler? Çünkü her hücre için minimum (deşarj edebileceğiniz) ve maksimum (şarj edebileceğiniz) voltaj aynı olmalıdır.

Şimdi seri bağlı kapasitansların neden aynı olması gerektiği sorusuyla ilgilenelim.

Farklı kapasitelerdeki piller seri bağlanırsa, deşarj işlemi sırasında en küçük kapasiteye sahip hücre diğerlerinden daha hızlı boşalır ve grubu oluşturan hücrelerden birinde derin deşarj olurken diğer hücrelerde derin deşarj olur. hala güvenli bir şekilde serbest bırakılabilir.Bu, tüm pil pilinin çalışmasını bozacak, voltajı düşecek ve kapasite yükte yeterince gerçekleştirilemez.

Ve böyle düzensiz bir düğümü şarj etme sürecinde, aşağıdakiler olacaktır: en küçük kapasiteye sahip pil hücresi zaten gerekli voltajda şarj olurken, daha büyük kapasiteye sahip komşular şarj edilmeden kalacaktır.

Olayların böylesine hoş olmayan bir şekilde gelişmesini önlemek için (bazı hücreler, düzgün çalışma sırasında bile başlangıç ​​kapasitelerini diğerlerinden daha erken kaybederler), şarj cihazı (veya düzeneği), hücreleri koruyan bir dengeleyici şarj-deşarj kontrolörü ile donatılmıştır. kritik modlardan.

Öyle ya da böyle, seri kurulumda pilleri bağlamadan önce, herkesin bildiği ve piyasada yaygın olarak bulunan özel bir cihazla her birinin kapasitesini ölçün.

Amper-saat (Ah) veya miliamper-saat (mAh) cinsinden, aynı pillerin seri olarak bağlanmasından kaynaklanan pil kapasitesi, bir seri pil oluşturan tek bir hücrenin kapasitesine eşit olacaktır.

Kapasitans gibi anma akımı, tek bir hücrenin anma akımına eşit olacaktır. Anma gerilimi (volt cinsinden) ve enerji (vat-saat cinsinden), pili oluşturan tüm hücrelerin sırasıyla anma gerilimleri ve vat-saatlerinin toplamına eşit olacaktır.

Pillerin paralel bağlantısı ve özellikleri

Akülerin paralel bağlantısı, voltajın olduğu gibi bırakılması gerektiğinde kullanılır, ancak aynı zamanda toplam kapasiteyi ve buna bağlı olarak tesisatın nominal akımını arttırır.

Aynı nominal gerilime sahip hücreler paralel bağlanabilir, aynı tipte olmaları da oldukça arzu edilir (böylece çalışma koşullarının tüm hücreler için kapasite ve akım özellikleri üzerindeki etkisi yaklaşık olarak aynıdır).

Hücrelerin kutup uçları paralel kapatıldığında kaçınılmaz olarak oluşacak dengeleme akımlarını azaltmak için bağlantı anında akım gerilimlerinin eşitlenmesi de istenir.

Ortaya çıkan modülün amper-saat cinsinden kapasitesi, çalışma akımı ve watt-saat cinsinden depolanan enerjisi, düzeneği oluşturan hücrelerin her biri için bunların toplamına eşit olacaktır.

Pil hücrelerini paralel bağlarken, paralel bir düğümün ortaya çıkan kendi kendine deşarj akımının, setteki bazı hücreler olduğundan, her bir hücrenin kendi kendine deşarj olma özelliğinin toplamından daha yüksek olacağını hatırlamak da önemlidir. -hızlı deşarj olacak ve kendi kendine deşarja daha dirençli olacak, hücreler sadece kendi içlerinden değil, aynı zamanda komşuları aracılığıyla da her zaman sanki onları şarj ederek deşarj olacaklar.

Akülerin seri paralel veya karışık bağlantısı

Pil hücrelerinin seri bağlantısının kurallarını ve özelliklerini anladıysanız ve paralel bağlantıda kapasite ve akımın toplamı ilkesini anladıysanız, ortaya çıkan seri düğümleri paralel veya paralel düğümlerde seri olarak bağlamanız sizin için zor olmayacaktır.

Teorik olarak, kendi kendine deşarj akımını azaltmak için, bitişik bağlantıların paralel kapanması olmadan aynı kapasitede önceden hazırlanmış, uygun şekilde monte edilmiş birkaç seri devreyi paralel bağlamak daha iyi görünmektedir.Ancak pratikte birden çok paralel düğümü birbirine bağlamak daha kolaydır.

Sonuç olarak, montaj oluşturma ilkesi şu şekildedir: karışık bir bağlantıda serideki hücre sayısı (seri bağlı pillerin bir devresinde) paralel hücre sayısını aşarsa (yani devre sayısını aşarsa) ), ardından devreler paralel olarak birleştirilir.

Karışık bir bağlantıda paralel elemanların sayısı devredeki elemanların sayısını aşarsa, paralel düğümler kapasitelerinin eşit olduğundan emin olduktan sonra seri olarak bağlanır.