Akude seeria-, paralleel- ja segaühendus

Kõik aku, olenevalt selle tüübist, on teatud passi väärtused: nimipinge, maksimaalne vool, optimaalne vool, nimivõimsus. Pange tähele, et need passi väärtused on õiged ainult siis, kui järgitakse tootja soovitatud aku töörežiimi ja ainult nende akude puhul, mille eluiga pole veel ammendatud.

Juhtub ka seda, et akust on vaja kohe rohkem saavutada, kui see passi järgi võimeline on. Seetõttu kasutavad nad võimsuse, töövoolu või pinge suurendamiseks sageli patareide (elementide, elementide) jada-, paralleel- ja mõnikord segaühendust (jada-paralleel).

Seega on liitiumioon- ja liitiumpolümeerakude puhul ühe elemendi nimipinge väärtus 3,7 V, pliiakude puhul 2,1 V, nikkel-tsingi puhul 1,6 V ning nikkel-kaadmiumi ja nikkelmetallhüdriidi puhul - 1,2 V.

Mis puudutab aku mahtuvust ja optimaalset voolu, siis need parameetrid sõltuvad paljudest konstruktsiooniparameetritest: elektroodide pindalast, elemendi mahust, elektrolüüdi tihedusest jne.

Kui on vaja saada suuremat tööpinget, siis ühendatakse akuelemendid järjestikku, kui on vaja suurt võimsust ja voolutugevust, siis paralleelselt, kui on vaja võimsust tõsta ja pinget tõsta, kasutada jada-paralleelühendust. patareid.

Akude seeriaühendus ja selle omadused

Algusest peale on vaja mõista, et järjestikku ühendatud akude puhul on sellise koostu (aku) iga aku läbiv vool alati võrdne kogu sõlme läbiva vooluga ja olenemata sellest, kas aku tühjeneb selles kohas. hetk või laadimine.

Sel põhjusel on tungivalt soovitatav jadamisi ühendada ainult sama tüüpi (või komplekte) sama mahutavusega (päris!) akusid.

Miks nad on sama tüüpi? Sest iga elemendi minimaalne (milleni saate tühjendada) ja maksimaalne (milleni saate laadida) pinge peavad olema samad.

Nüüd käsitleme küsimust, miks on vaja, et ka järjestikku ühendatud mahtuvused oleksid samad.

Kui ühendada järjestikku erineva võimsusega akud, siis tühjenemise käigus tühjeneb kõige väiksema mahutavusega element teistest kiiremini ja võib jõuda punktini, et ühes koostu moodustavas elemendis toimub sügavtühjenemine, samas kui teistes elementides. saab siiski ohutult vabastada.See häirib kogu aku aku tööd, selle pinge langeb ja võimsust ei saa lihtsalt koormuses piisavalt realiseerida.

Ja sellise ebaühtlase sõlme laadimise käigus juhtub järgmine: väikseima mahutavusega akuelement laetakse juba vajaliku pingeni, suurema võimsusega naabrid aga jäävad laadimata.

Et vältida sellist ebameeldivat sündmuste arengut (juhtub, et mõned elemendid kaotavad isegi nõuetekohase töötamise ajal oma esialgse võimsuse varem kui teised), on laadija (või koost) varustatud tasakaalustava laadimise-tühjenemise kontrolleriga, mis kaitseb elemente. kriitilistest režiimidest.

Nii või teisiti, enne akude ühendamist seeriapaigaldises, mõõta igaühe võimsus spetsiaalse, kõigile teada ja turul laialdaselt kättesaadava seadmega.

Ampertundides (Ah) või milliampertundides (mAh) on identsete akude järjestikuse ühendamise tulemusel saadav aku mahtuvus võrdne jadaaku moodustava üksiku elemendi võimsusega.

Nimivool, nagu ka mahtuvus, on võrdne ühe elemendi nimivooluga. Nimipinge (voltides) ja energia (vatt-tundides) on võrdne kõigi aku moodustavate elementide nimipinge ja vatt-tundide summaga.

Akude paralleelühendus ja selle omadused

Akude paralleelühendust kasutatakse siis, kui pinge tuleb jätta nii nagu see on, kuid samal ajal suurendada paigaldise koguvõimsust ja vastavalt ka nimivoolu.

Sama nimipingega elemente saab ühendada paralleelselt, samuti on väga soovitav, et need oleksid sama tüüpi (et töötingimuste mõju võimsusele ja kõigi elementide vooluomadustele oleks ligikaudu sama).

Ühendamisel on soovitav ka voolupingeid võrdsustada, et vähendada paratamatult tekkivaid ühtlusvoolusid, kui elementide poolusklemmid on paralleelselt suletud.

Saadud mooduli võimsus ampertundides, selle töövool ja salvestatud energia vatt-tundides on võrdne nende summaga iga koostu moodustava elemendi kohta.

Akuelementide paralleelsel ühendamisel on samuti oluline meeles pidada, et paralleelse sõlme tekkiv isetühjenemisvool on suurem kui igale elemendile eraldi iseloomulike isetühjenemisvoolude summa, kuna mõned komplekti kuuluvad elemendid tühjenevad -kiire ja isetühjenemise suhtes vastupidavamad, tühjenevad rakud mitte ainult enda, vaid ka naabrite kaudu, neid justkui kogu aeg laadides.

Akude seeria paralleel- või segaühendus

Kui saite aru akuelementide jadaühenduse reeglitest ja omadustest ning mõistsite paralleelühenduses võimsuse ja voolu liitmise põhimõtet, siis pole teil keeruline ühendada saadud seeriasõlmesid paralleelselt või paralleelsete sõlmede järjestikku.

Teoreetiliselt tundub isetühjenemisvoolu vähendamiseks parem ühendada paralleelselt mitu eelnevalt ettevalmistatud, korralikult kokku pandud sama võimsusega järjestikust ahelat ilma külgnevaid ühendusi paralleelselt sulgemata.Praktikas on aga lihtsam ühendada mitu paralleelset sõlme.

Selle tulemusena on koostu moodustamise põhimõte järgmine: kui segaühenduses ületab järjestikku (ühes järjestikku ühendatud akude ahelas) olevate elementide arv paralleelselt (st ületab ahelate arvu). ), siis ühendatakse ahelad paralleelselt.

Kui segaühenduses ületab paralleelsete elementide arv ahelas olevate elementide arvu, siis paralleelsõlmed ühendatakse järjestikku pärast seda, kui on veendunud, et nende võimsus on võrdne.