Последовательное, параллельное и последовательно-параллельное соединение аккумуляторов

Основные параметры аккумуляторов:
Каждый аккумулятор обладает ключевыми техническими показателями:

• Номинальное напряжение (измеряется в вольтах, В)

• Ёмкость (измеряется в ампер-часах, А·ч)

• Максимальный энергетический запас – произведение напряжения на ёмкость (выражается в киловатт-часах, кВт·ч)

Грамотный расчет емкости аккумуляторной батареи (АБ) — ключевой этап при проектировании системы автономного или резервного энергоснабжения. В данной статье вы можете найти "Какая емкость аккумуляторной батареи нужна в системе электроснабжения".

Способы соединения аккумуляторов, батареи можно комбинировать тремя методами:

• Последовательное подключение

• Параллельное подключение

• Комбинированное (последовательно-параллельное) подключение

Выбор схемы соединения влияет на номинальное напряжение или ёмкость аккумуляторного банка, однако общий энергетический запас системы остаётся постоянным. Далее разберём каждый вариант подключения подробнее.

Последовательное подключение аккумуляторных батарей

Принцип соединения: При последовательной сборке положительный вывод первого аккумулятора подключается к отрицательному выводу второго, положительный второго — к отрицательному третьего и так далее.

Изменение параметров системы:

• Ёмкость (А·ч) остаётся прежней (равна ёмкости одного элемента).

• Напряжение (В) увеличивается и равно сумме напряжений всех аккумуляторов.

Пример расчёта, возьмём 4 батареи с характеристиками:

• Ёмкость каждой: 200 А·ч

• Напряжение каждой: 12 В

При последовательном соединении:

• Итоговое напряжение: 12 В × 4 = 48 В

• Итоговая ёмкость: 200 А·ч (не изменяется)

• Общий запас энергии:

  • Вариант 1: 200 А·ч × 12 В × 4 = 9,6 кВт·ч

  • Вариант 2: 200 А·ч × 48 В = 9,6 кВт·ч (результат тот же)

Применение:
Такой метод используется, когда необходимо увеличить рабочее напряжение системы без изменения её ёмкости.

Параллельное подключение аккумуляторных батарей

При параллельном соединении все положительные выводы аккумуляторов  соединяются в одну общую линию, аналогично объединяются и все отрицательные клеммы. В такой конфигурации общее напряжение системы соответствует номинальному напряжению одного аккумулятора, а суммарная емкость становится равной сложению емкостей всех подключенных элементов.

Пример: Возьмем 4 аккумулятора с параметрами 200 А·ч и 12 В. При параллельном  подключении их общее напряжение останется 12 В, а емкость увеличится до 800 А·ч (4 × 200 А·ч). Суммарный запас энергии составит:

• По отдельным элементам: 200 А·ч × 12 В × 4 = 9600 Вт·ч (9,6 кВт·ч) 

• По общему банку: 800 А·ч × 12 В = 9600 Вт·ч (9,6 кВт·ч)

Данный способ подключения применяется, когда необходимо повысить общую емкость системы и увеличить допустимый ток заряда/разряда без изменения напряжения.

Комбинированное последовательно-параллельное подключение аккумуляторных батарей

Данный способ коммутации наиболее распространен при создании аккумуляторных сборок для различных задач.  Несколько цепочек аккумуляторов, соединенных последовательно, объединяются параллельно между собой.

Пример расчета, возьмем 4 аккумулятора с параметрами:

• Емкость каждого: 200 А·ч

• Напряжение каждого: 12 В

Если соединить два аккумулятора последовательно, а затем подключить две такие сборки параллельно, итоговые характеристики будут следующими:

• Напряжение: 12 В × 2 = 24 В (так как последовательное соединение увеличивает напряжение)

• Емкость: 200 А·ч × 2 = 400 А·ч (поскольку параллельное соединение суммирует емкость)

Расчет энергоемкости системы:

Общий запас энергии можно вычислить двумя способами:

1. Через параметры отдельных элементов:

2. Через характеристики всей сборки:

Важный нюанс. Суммарная энергоемкость системы не зависит от способа соединения аккумуляторов — она определяется их общим количеством и индивидуальными параметрами.  С типами  аккумуляторных батарей вы можете ознакомиться в данной статье  "Типы  аккумуляторных батарей"

Практическое применение. Разные схемы подключения позволяют адаптировать аккумуляторный банк под требования оборудования, регулируя выходные напряжение и ток. Это обеспечивает оптимальную работу всей энергосистемы.

Все необходимое для организации эффективного энергоснабжения вы можете приобрести у нас в интернет-магазине SmartEnergy, получить  необходимую информацию вы можете у наших квалифицированных специалистов по номеру +375445858877.