Установка и подключение второго аккумулятора в машину

Установка и подключение второго аккумулятора в машину

Установка второго аккумулятора в машину является самым очевидным выходом из ситуации, когда запаса энергии штатной батареи не хватает. Помимо удвоения количества запасенной энергии две АКБ, подключенные параллельно напрямую, могут отдавать большие токи с меньшими просадками напряжения. Но есть у такого решения и некоторые нюансы. Однако они не такие страшные и нерешаемые, какими их описывают на просторах Интернета.

Целесообразность установки второй АКБ в машину

Перед установкой второго аккумулятора в машину не лишним будет прикинуть, нужна ли вам такая доработка на самом деле. Ведь далеко не всегда дополнительная батарея, которую нужно еще правильно подобрать и купить, а потом еще подключить, поможет решить возникшую проблему. В некоторых случаях, возможно, более целесообразно просто заменить штатную АКБ. Чтобы разобраться в этом вопросе, рассмотрим несколько конкретных примеров.

Пример 1. Штатная АКБ с износом

После определенного срока службы любая аккумуляторная батарея подвержена износу в той или иной степени. В первую очередь, это отражается на ее емкости. Теряя ее, батарея уже не способна работать в автономном режиме так же долго, как новая. Но и выбрасывать ее еще жалко, так как какая никакая емкость в ней еще имеется.

Решать такую проблему путем установки второго аккумулятора – нецелесообразно. Дело в том, что новая батарея, даже если она будет периодически полностью заряжаться, сохранять этот заряд не сможет. При самом простом подключении двух АКБ в параллель менее емкая будет отбирать энергию у более емкой до тех пор, пока их потенциалы полностью не сравняются. То есть, в большинстве случаев у вас на борту будет два слабо заряженных АКБ.

Если, конечно, не лень возится с установкой и подключением, а вторая батарея вам ничего не стояла, то в такой ситуации две «полудохлые» АКБ, все же, лучше, чем одна. Но если вторую батарею вы хотите купить, то подключать ее в помощь старой – не стоит. Лучше уж просто заменить штатную АКБ. Итог будет таким же, а возни и нюансов гораздо меньше.

Пример 2. Штатная батарея недозаряжается от генератора

Такая проблема возникает по нескольким причинам. Во-первых, сам генератор не справляется с нагрузкой, и его просто не хватает на восстановление АКБ. Во-вторых, некорректно работает реле-регулятор напряжения. В-третьих, вы просто мало ездите, и батарея не успевает восстанавливаться от генератора. В любом из этих случаев результат один и тот же – аккумулятор часто подводит и его ни на что серьезное не хватает.

Усиливать штатную АКБ в большинстве таких ситуаций тоже не очень целесообразно. Решение проблемы надо начинать с устранения неисправности системы заряда – генератора и реле-регулятора. Если же ваш аккумулятор просто не успевает заряжаться из-за малых пробегов, то во втором смысл есть. Только вот их оба придется постоянно заряжать от стационарного зарядного устройства.

Пример 3. Второй аккумулятор нужен для музыки

Это, пожалуй, самая часто встречающаяся ситуация, когда второй аккумулятор на борту кажется необходимостью. Но и тут далеко не всегда он нужен. Если у вас в машине установлена не слишком мощная (близкая к штатной или штатная с сабвуфером, например) акустическая система, то второй аккумулятор вам, возможно, и не нужен.

Здесь бывает несколько вариантов проблемы. Например, вы слушаете музыку в автономном режиме сравнительно недолго, но работает она нестабильно из-за просадок напряжения. Эти просадки проявляются в виде искажений звука, а также видны визуально – магнитола «моргает», уходит в защиту или перезапускается. Так вот. Подобные проблемы легко решаются не дополнительным аккумулятором, а подходящего сечения проводами, по которым подается питание на магнитолу. Если они тонкие или поврежденные, то и с 5-ю аккумуляторами проблемы не исчезнут.

Другое дело, если вы слушаете музыку в автономном режим по несколько часов к ряду. Тогда да. Запаса энергии одной АКБ действительно будет маловато. В таком случае установка второго аккумулятора оправдана.

Если же просадки напряжения и сопутствующие проблемы (искажения, перезапуск, «моргания») возникают не из-за слабой проводки, а потому, что у вас реально мощная акустическая система, второй аккумулятор – нужен.

Пример 4. Инвертор на борту

Инвертор, или преобразователь бортового напряжения в 220 В, дает возможность использовать в машине многие бытовые приборы – чайник, кипятильник, холодильник и прочее. Еще при помощи инвертора можно подключать вдали от сетевой розетки различные электроинструменты – болгарку, дрель, строительный фен и так далее.

Соответственно, для длительного питания всего этого оборудования нужно немало энергии. А для некоторых мощных приборов нужны еще и внушительные токи по входу в инвертор. Так, например, если вы хотите запитать через инвертор соответствующей мощности нагрузку в 1,5 кВт, то на входе в преобразователь при 12 вольтах потечет ток силой более сотни ампер. Стартерный аккумулятор вполне может отдать токи и побольше, но только кратковременно. Если же их будет два, то эта сотня ампер разделится между ними пополам (если они правильно подобраны), соответственно, режим будет более щадящим.

Да и в целом, когда есть второй аккумулятор на борту, то включенные через инвертор приборы смогут работать в автономном режиме дольше. Это удобно на пикниках, охоте, рыбалке и в других ситуациях.

Пример 5. Лебедка

Как правило, на автомобилях со штатной лебедкой второй аккумулятор устанавливается по умолчанию. Если же вы решили поставить ее самостоятельно, то для ее питания однозначно потребуется своя АКБ.

Выбор второго аккумулятора для машины

При выборе второго аккумулятора необходимо ориентироваться на задачи, для решения которых он будет устанавливаться на автомобиль. Так, если дополнительная АКБ нужна для подключения лебедки или инвертора, то предпочтение стоит отдавать в пользу так называемых тяговых моделей. Такие батареи не страдают от глубоких разрядов и выдерживают больше циклов заряда-разряда.

Соответственно, тяговый аккумулятор крайне нежелательно подключать к штатному напрямую в параллель. При таком подключении он будет участвовать в запусках двигателя, которые сопровождаются большими токами. А тяговые АКБ на них не рассчитаны.

Если же второй аккумулятор нужен для музыки или для расширения емкости штатного, то брать надо однозначно стартерный вариант. Подключать его можно как напрямую в параллель, так и через специальные коммутирующие устройства.

Пару слов нужно сказать о емкости второго аккумулятора, так как в Сети часто встречается информация, что она должна быть точно такая же, как и у штатного. С одной стороны, это правильно. Если в помощь АКБ емкостью 50 А*ч вы поставите экземпляр на 70 А*ч, то суммарная емкость двух источников будет не 70+50=120 А*ч, как хотелось бы, а всего 100 А*ч. Почему так – уже было сказано выше. Более емкий аккумулятор будет всегда пытаться зарядить менее емкий до тех пор, пока их потенциалы не выровняются. В результате АКБ на 70 А*ч из нашего примера просто не сможет сохранять все накопленные ампер-часы.

С другой стороны, ничего критического в такой ситуации нет. Потому искать, как советуют некоторые «специалисты» два аккумулятора одинаковой емкости, да еще и из одной партии – нет смысла. Во-первых, найти два абсолютно одинаковых образца вам никогда не удастся. Во-вторых, два аккумулятора, как правило, никто и не покупает. Чаще просто покупается второй, а первый используется тот, что уже есть на борту.

Выбор места для установки второго аккумулятора

В любом легковом автомобиле есть всего три условных зоны, куда можно поставить второй аккумулятор:

1. Подкапотное пространство.
2. Салон.
3. Багажное отделение.

Начнем, пожалуй, с салона, так как про это место почти всегда говорят, что категорически нельзя. Действительно, если в роли второго аккумулятора вы планируете использовать классику с жидким электролитом, то, конечно же, устанавливать его в салоне не стоит. Испарения и все такое… Но что касается более продвинутых источников питания – гелевых, например? Аналогичные аккумуляторы у многих стоят прямо под ногами в виде источников бесперебойного питания для компьютеров. Так почему же АКБ с такой же технологией изготовления нельзя поставить в салон автомобиля? Да можно. Если есть место, конечно же.

Под капотом многих автомобилей не то, что второй аккумулятор, спичечный коробок не влезет. Потому многие автовладельцы при рекомендации этого варианта крутят указательным пальцем у виска. Да, им такой вариант не подходит. Но есть же и такие машины, под капотом которых очень много свободного места. И если уж и есть лучшее место для второго аккумулятора, то оно находится именно здесь. Но не всегда.

Так, если вы планируете подключать вторую АКБ через автоматическое коммутирующее устройство, то место ее установки не очень критично. Если же два аккумулятора подключаются в параллель напрямую, то здесь огромное значение играет расстояние между ними. Дело в том, что напрямую соединять их можно только проводами внушительного сечения. В противном случае будут конские просадки напряжения, нагрев силовых проводов и даже пожар. А если вторая АКБ устанавливается под капотом, то подсоединить ее нормальными проводами куда проще, чем тянуть такие в заднюю часть автомобиля.

Собственно, третье место для установки второй аккумуляторной батареи – багажник – является не самым лучшим вариантом. Но иногда больше просто некуда. В таких случаях подключать АКБ надо только через коммутатор или посредством очень толстых проводов.

Следует понимать, что сечения, которое имеет плюсовой провод, идущий от основной АКБ к стартеру (самый нагруженный) при установке в багажник может быть недостаточно. Виной тому расстояние. Под капотом от АКБ к стартеру всего каких-то полметра. А вот из багажника длина провода при скрытой укладке где-то под обшивками может составить около 3-5 метров. Соответственно, во столько же раз вырастет и сопротивление этого провода, а также падение напряжения на нем. Чревато это просадками напряжения и чрезмерным нагревом провода.

Подключение второй АКБ через коммутатор

Подключение через коммутирующее устройство достаточно часто называют крайне обязательным, и как бы без него никак по-другому нельзя. Что это за девайс? Коммутатор – это такое автоматическое реле, которое подключает и отключает второй аккумулятор в зависимости от параметров напряжения на главной батарее.

То есть, например, этот коммутатор подключает генератор ко второму аккумулятору только тогда, когда первый зарядился. В результате получается, что на генератор нет двойной нагрузки, которая будет, если одновременно заряжать две АКБ.

Вторая функция таких коммутаторов – возможность принудительного отключения основной батареи и включения второй. Это позволяет использовать электроприборы во время стоянки, запитав их только от запасной АКБ, а заряд основной, при этом, сохранять для предстоящего запуска двигателя.

Кроме того, подключение второго аккумулятора через такое устройство позволяет исключить его во время работы стартера. Это особенно хорошо, когда у вас в роли второго источника стоит тяговая АКБ, тянуть из которой пусковые токи крайне нежелательно.

Подключение второй АКБ в параллель напрямую

При подключении второго аккумулятора напрямую все зависит от выбранного для него места. рассмотрим вкратце два наиболее распространенных варианта – под капотом и в багажнике. Так или иначе, при подключении напрямую два аккумулятора соединяются параллельно. То есть, плюсовая клемма основного соединяется с такой же клеммой второго, и то же самое с минусами.

Когда вторая АКБ устанавливается под капот, параллельное соединение гораздо упрощается, о чем уже упоминалось выше. Достаточно лишь подкинуть от второй АКБ два провода напрямую к основной батарее. Сечение проводов должно быть не меньше, чем у плюсового провода, идущего от первого аккумулятора к стартеру.

Если же второй аккумулятор получается установить только в багажном отделении, то в таком случае соединять его с основной АКБ можно только одним проводом. С его помощью напрямую подключаются плюсовые клеммы друг к другу. Помним, что при выборе сечения провода надо учитывать весьма значительно расстояние между двумя источниками питания. Что же касается минусовой клеммы дополнительной АКБ, то ее достаточно подсоединить к кузову автомобиля, используя для этого провод тоже с достаточным сечением, и предварительно зачистив место для обеспечения хорошего электрического контакта.

При любом способе установки второго аккумулятора в машину не следует забывать о его надежном креплении. Вибрации и перемещения вредны для АКБ любых типов – хоть обслуживаемых, хоть необслуживаемых.

ОДНОВРЕМЕННАЯ ЗАРЯДКА НЕСКОЛЬКИХ АККУМУЛЯТОРОВ

Сейчас всё большую популярность набирают литиевые аккумуляторы. Особенно пальчиковые, типа 18650, на 3,7 В 3000 мА. Ни сколько не сомневаюсь, что ещё 3-5 лет, и они полностью вытеснят никель-кадмиевые. Правда остаётся открытым вопрос про их зарядку. Если со старыми АКБ всё понятно — собирай в батарею и через резистор к любому подходящему блоку питания, то тут такой фокус не проходит. Но как же тогда зарядить сразу несколько штук, не используя дорогие фирменные балансировочные ЗУ?

Теория

Для последовательного соединения аккумуляторов, обычно к плюсу электрической схемы подключают положительную клемму первого последовательное соединение аккумуляторов аккумулятора. К его отрицательной клемме подключают положительную клемму второго аккумулятора и т.д. Отрицательную клемму последнего аккумулятора подключают к минусу блока. Получившаяся при последовательном соединении аккумуляторная батарея имеет ту же емкость, что и у одиночного аккумулятора, а напряжение такой батареи равно сумме напряжений входящих в нее аккумуляторов. Значит если аккумуляторы имеют одинаковые напряжения, то напряжение батареи равно напряжению одного аккумулятора, умноженному на количество аккумуляторов в аккумуляторной батарее.

Энергия, накопленная в АКБ, равна сумме энергий отдельных аккумуляторов (произведению энергий отдельных аккумуляторов, если аккумуляторы одинаковые), независимо от того, как соединены аккумуляторы — параллельно или последовательно.

Литий-ионные батареи просто подключить к БП нельзя — нужно выравнивание зарядных токов на каждом элементе (банке). Балансировку проводят при зарядке аккумулятора, когда энергии много и её можно сильно не экономить и поэтому без особых потерь можно воспользоваться пассивным рассеиванием "лишнего" электричества.

Никель-кадмиевые АКБ не требуют дополнительных систем, поскольку каждое звено при достижении его максимального напряжения заряда перестает принимать энергию. Признаки полного заряда Ni-Cd — это увеличение напряжения до определенного значения, а затем его падение на несколько десятков милливольт, и повышение температуры — так что лишняя энергия сразу превращается в тепло.

У литиевых аккумуляторов наоборот. Разрядка до низких напряжений вызывает деградацию химии и необратимое повреждение элемнта, с ростом внутреннего сопротивления. В общем они не защищены от перезаряда, и можно потратить много лишней энергии, резко сокращая тем самым время их службы.

Если соединить несколько литиевых элементов в ряд и запитать через зажимы на обоих концах блока, то мы не можем контролировать заряд отдельных элементов. Достаточно того, что одно из них будет иметь несколько более высокое сопротивление или чуть меньшую емкость, и это звено гораздо быстрее достигнет напряжения заряда 4,2 В, в то время как остальные будут еще иметь 4,1 В. И когда напряжение всего пакета достигнет напряжение заряда, может оказаться, что эти слабые звенья заряжены до 4,3 Вольт или даже больше. С каждым таким циклом будет происходить ухудшение параметров. К тому же Li-Ion является неустойчивым и при перегрузке может достичь высокой температуры, а, следовательно, взорваться.

Чаще всего на выходе источника зарядного напряжения ставится устройство, называемое "балансиром". Простейший тип балансира — это ограничитель напряжения. Он представляет из себя компаратор, сравнивающий напряжение на банке Li-Ion с пороговым значением 4,20 В. По достижении этого значения приоткрывается мощный ключ-транзистор, включенный параллельно элементу, пропускающий через себя большую часть тока заряда и превращающий энергию в тепло. На долю самой банки при этом достается крайне малая часть тока, что, практически, останавливает ее заряд, давая дозарядиться соседним. Выравнивание напряжений на элементах батареи с таким балансиром происходит только в конце заряда по достижении элементами порогового значения.

Упрощённая схема балансира для АКБ

Вот упрощённая схема балансира тока на базе TL431. Резисторы R1 и R2 устанавливают напряжение 4,20 Вольт, или можно выбрать другие, в зависимости от типа батареи. Эталонное напряжение для регулятора снимается с транзистора, и уже на границе 4,20 В система начнет приоткрывать транзистор, чтобы не допустить превышения заданного напряжения. Минимальное увеличение напряжения вызовет очень быстрый рост тока транзистора. Во время тестов, уже при 4,22 В (превышение на 20 мВ), ток составил более 1 А.

Сюда подходит в принципе любой транзистор PNP, работающий в диапазоне напряжений и токов, которые нас интересуют. Если батареи должны быть заряжены током 500 мА. Расчет его мощности прост: 4,20 В х 0,5 А = 2,1 В, и столько должен потерять транзистор, что вероятно, потребует небольшого охлаждения. Для зарядного тока 1 А или больше мощность потерь, соответственно, растет, и все труднее будет избавиться от тепла. Во время теста были проверены несколько разных транзисторов, в частности BD244C, 2N6491 и A1535A — все они ведут себя одинаково.

Делитель напряжения R1 и R2 следует подобрать так, чтобы получить нужное напряжение ограничения. Для удобства вот несколько значений после применения которых, мы получим следующие результаты:

• R1 + R2 = Vo
• 22K + 33K = 4,166 В
• 15К + 22K = 4,204 В
• 47K + 68K = 4,227 В
• 27K + 39K = 4,230 В
• 39K + 56K = 4,241 В
• 33K + 47K = 4,255 В

Схема устройства для балансировки аккумуляторов

Это аналог мощного стабилитрона, нагруженного на низкоомную нагрузку, роль которой здесь выполняют диоды D2. D5. Микросхема D1 измеряет напряжение на плюсе и минусе аккумулятора и если оно поднимается выше порога, открывает мощный транзистор, пропуская через себя весь ток от ЗУ. Как соединяется всё это вместе и к блоку питания — смотрите далее.

Блоки получаются действительно маленькие, и вы можете смело устанавливать их сразу на элементе. Следует только иметь в виду, что на корпусе транзистора возникает потенциал отрицательного полюса батареи, и вы должны быть осторожны при установке систем общего радиатора — надо использовать изоляцию корпусов транзисторов друг от друга.

Испытания

Сразу 6 штук балансировочных блоков понадобились для одновременной зарядки 6 аккумуляторов 18650. Элементы видны на фото ниже.

Все элементы зарядились ровно до 4,20 вольта (напряжение были выставлены потенциометрами), а транзисторы стали горячие, хотя и обошлось без дополнительного охлаждения — зарядка током 500 мА. Таким образом, можно смело рекомендовать данный метод для одновременного заряда нескольких литиевых аккумуляторов от общего источника напряжения.

Форум по обсуждению материала ОДНОВРЕМЕННАЯ ЗАРЯДКА НЕСКОЛЬКИХ АККУМУЛЯТОРОВ

Мощный транзистор BLF147 — вот основа схемы самодельного усилителя УКВ диапазона.

Импульсные стабилизаторы напряжения AIMTEC AMSR и AMSRI — отличная замена для популярных 78xx / 79xx микросхем.

Сборник из 10 конструкций и схем приставок к цифровым мультиметрам, расширяющих функционал измерительных приборов.

Сравнение активных и пассивных радиодеталей, основы классификации.

Подключение двух аккумуляторов на электровелосипеде: для чего нужно, способы, минусы

Многие обладатели электрических велосипедов, особенно этим грешат начинающие пользователи, делают ошибки при расчётах и отдают предпочтенье недостаточно ёмким батареям. Как следствие, возникает дилемма: приобрести дорогую АКБ большей ёмкости или сделать ставку на ещё один дополнительный накопитель? Последнее решение в кругах велосипедистов является спорным, мол подсоединить пару батареек к одному силовому агрегату не получится! Однако на самом деле, это не является правдой. Тут главное немного вникнуть в теорию и вы сразу всё поймёте.

Содержание:

• Что даёт параллельное подсоединение двух аккумуляторов на электробайке?
• Что даёт последовательное соединения двух батарей на электровелосипеде?
• Что даёт независимое подсоединение двух аккумуляторных батарей?
• Минусы монтажа двух батарей на электрический велосипед.

Что даёт параллельное подсоединение двух аккумуляторов на электробайке?

Если соединить парочку аккумуляторных батарей по предложенной схеме, то нас ожидают следующие обстоятельства:

возрастёт суммарная энергоёмкость;

напряжение останется на прежнем уровне.

Конечно, подобный тип соединения увеличит преодолеваемую на одном заряде дистанцию, но здесь нужно знать, что параллельно следует соединять аккумуляторы аналогичной ёмкости, конструкции и напряжения. Если на вашем электробайке контроллером поддерживается рекуперативное торможение, то состыкованные параллельно АКБ будут подзаряжаться одновременно и как следствие, дальность хода увеличиться ещё больше. В принципе, собирать такую схему достаточно просто: «+» одного накопителя подсоединяют к плюсу другого накопителя, ну а «-» подключаем к минусу.

Что даёт последовательное соединения двух батарей на электровелосипеде?

ёмкость остаётся на прежнем уровне;

суммарное напряжение возрастёт.

Такое решение может удовлетворить потребности тех райдеров, которые устанавливают более мощный силовой агрегат, в то время, как напряжения уже установленной АКБ попросту не хватает для него. Точно, как и при параллельной схеме, нужно использовать накопители в распоряжении которых идентичные ёмкости и напряжения.

Что даёт независимое подсоединение двух аккумуляторных батарей?

Есть возможность собрать две независимые схемы и запитать от них два электромотора. Такая модификация пригодится тем юзерам, которые хотят заполучить в своё распоряжение полноприводный аппарат, для более эффективного преодоления внедорожных поверхностей.

Минусы монтажа двух батарей на электрический велосипед:

1. выйдет дороже: себестоимость одной энергоёмкой АКБ в любом случае будет скромнее, чем сумма потраченная на пару накопителей;
2. возрастает масса велобайка и как следствие, будет затруднено педалирование;
3. два накопителя будут занимать на велосипеде довольно много места, которое могло бы быть отведено под дополнительные устройства и аксессуары.

Заключение

Как видим, установить два аккумулятора на электробайк вполне реально, тут вопрос в другом: покроют ли все преимущества, все недостатки с точки зрения конктретного велосипедиста?

Как подключить аккумуляторы к ИБП, последовательное или параллельное соединение

Источники бесперебойного питания (ИБП) ELTENA с индексом LT предназначены для обеспечения длительного времени автономной работы критичного оборудования. Для этого к ним подключаются комплекты внешних батарей. Напряжение цепи постоянного тока (а значит, и количество последовательно соединенных подключаемых батарей) определяется характеристиками ИБП и указывается в спецификации. Мощные ИБП (UPS) обычно имеют более высокое напряжение цепи постоянного тока в целях повышения КПД бесперебойника, и для снижения потерь, возникающих там, где протекают высокие токи. Для обеспечения требуемого напряжения, как правило, используются стандартные необслуживаемые аккумуляторные батареи (АКБ) напряжением 12 Вольт. Чтобы получить более высокое напряжение или увеличить ёмкость, необходимо соединить батареи в цепь.

При подключении аккумуляторных батарей к источникам бесперебойного питания, особенно при использовании ИБП с внешними АКБ, возникают вопросы и проблемы их объединения в линейки, последовательного/параллельного соединения аккумуляторов, определения емкости и общего напряжения получившегося соединения.

Используются 3 способа соединения аккумуляторов:
— последовательное, при котором суммируется напряжение;
— параллельное, суммируется емкость;
— комбинированное, при котором параллельно соединяются линейки последовательно соединенных аккумуляторных батарей.

Таким образом, появляется возможность строить батарейные комплекты, напряжение и электрическая емкость которых ограничиваются только занимаемым ими рабочим пространством и количеством параллельно соединяемых линеек (не рекомендуется соединять в параллель более 4-5 линеек).

Также стоит отметить, что для более компактного размещения аккумуляторов ELTENA предлагает батарейные шкафы различного размера и вместительности.

Способы подключения аккумуляторных батарей к ИБП (UPS)

Последовательное соединение аккумуляторных батарей

При последовательном подключении аккумуляторов суммируется напряжение (U), при подключении нагрузки с каждой АКБ идет ток, равный общему току в цепи. Емкость (E) системы остается такая же, как у одной из батарей этой цепи. Например: Вы подключили в цепь последовательно 3 аккумуляторные батареи 12 В и 100 Ач. В итоге на клеммах источника бесперебойного питания Вы получите U=3*12=36 В, E=100 Ач.

При последовательном соединении не допустимо использование АКБ различной ёмкости, разных типов, с разным напряжением зарядки. Мы рекомендуем Вам подключать по данной схеме только батареи одного производителя, с одинаковыми характеристиками и желательно из одной партии. Также, длина и сопротивление соединительных проводов, должны быть одинаковыми. Если не соблюдать это условие, на клеммах аккумуляторов может возникнуть различное напряжение. АКБ с меньшим уровнем заряда будут чрезмерно разряжаться, а аккумуляторы с самым высоким уровнем заряда рискуют получить перезаряд при работе в сетевом режиме (напряжение заряда будет завышено, что приведет к повышенному износу аккумуляторов, или выходу их из строя).

Параллельное соединение аккумуляторных батарей

Параллельное соединение АКБ позволит Вам увеличить ёмкость аккумуляторных батарей (а следовательно и время автономной работы вашего оборудования), не изменяя напряжение цепи постоянного тока. Это будет полезно, если вы хотите подключить несколько аккумуляторов к источнику бесперебойного питания, который работает от 12 В. Например, у Вас есть источник бесперебойного питания с цепью 12 В, и у вас есть 3 аккумулятора, каждый по 100 Ач. При параллельном подключении на клеммах ИБП получим U=12 В, E=3*100=300 Ач.

Комбинированное соединение на примере ИБП ELTENA Monolith E1000LT

Время автономной работы источника бесперебойного питания (время работы от аккумуляторов) с конкретной нагрузкой зависит только от емкости подключенных к ИБП аккумуляторных батарей. Увеличение времени автономной работы, при неизменной нагрузке, возможно только путем увеличения емкости АКБ, т.е. параллельным подключением к уже существующему комплекту дополнительных линеек (сборок) у которых U=24 В (две последовательно соединенные АКБ) и при этом, очень важно, чтобы общая емкость получившегося комплекта не должна превысить максимальную, рекомендованную для этого ИБП.

Необходимо помнить:
— при последовательном соединении сумма напряжений всех АКБ равна общему (в данном случае, две АКБ, соответственно, 24 В), а общая емкость линейки из двух последовательно соединенных АКБ равна емкости одной, каждой, АКБ (в данном случае — 45 Ач).
— при параллельном соединении линеек (сборок) напряжение одной линейки и общее равны (в рассматриваемом примере — 24 В), а сумма емкостей всех линеек равна общей (в рассматриваемом случае — E=45*3=135 Ач).

Для ИБП Monolith E1000LT рекомендованная емкость комплекта аккумуляторных батарей — до 150 Ач. Соответственно, для увеличения времени автономии можно к уже работающим аккумуляторам 45 Ач дополнительно присоединить параллельно две линейки по две последовательно соединенные АКБ 45 Ач. Получим батарейный комплект U=24 В, E=135 Ач.

Для правильного подбора источников бесперебойного питания или аккумуляторных батарей для конкретного ИБП, выбора их типа, ёмкости и способа объединения в цепь, рекомендуем Вам проконсультироваться с нашими инженерами. Мы подберем оптимальную для Вас конфигурацию ИБП + батареи, рассчитаем время автономной работы оборудования, предложим оптимальную цену на источники бесперебойного питания!

Ранее мы писали о том, что НЕ рекомендуется использовать автомобильные стартерные аккумуляторы с ИБП.

Как подключить второй аккумулятор к электросамокату

Некоторые устройства с автономным электрическим питанием требуют таких значений тока и напряжения, которые трудно обеспечить имеющимися стандартными гальваническими источниками питания.

Как правило, это потребность в более мощном отдаваемом токе, увеличенном значении напряжения или емкости. Для решения этих задач требуется создавать различные конфигурации соединений источников тока, каждая из которых имеет свои особенности.

Зачем соединять аккумуляторы в батарею

Для питания некоторых потребителей необходимо создать определенное значение напряжения, тока и емкости, которые невозможно иметь при использовании заводских устройств. Поэтому приходится использовать разнообразные методы комбинирования подключений. В результате соединения изделий в батареи можно добиться следующих результатов:

• увеличение значение вольтажа;
• увеличение диапазона рабочего тока;
• повышение внутренней емкости.

Важно! При изменении значений тока, получают экономию энергозатрат, снижая потери на нагрев проводников.

Различное соединение аккумуляторов позволяет добиться разнообразных параметров, при этом следует помнить, что показание внутренней энергии при каждом подключении элементов будет иметь разные цифры.

Существует три варианта коммутации:

• последовательное;
• параллельное;
• параллельно-последовательное.

При комплектовании устройства необходимо помнить, что запрещается применять источники питания разного вида, такое подключение может привести к преждевременному выходу из строя изделия.

Варианты подключения аккумуляторов

Существует три схемы соединений АКБ в сборки с нужными параметрами:

1. Последовательное — складывается напряжение всех АКБ;
2. Параллельное – складывается емкость;
3. Комбинированное последовательно-параллельное – для повышения емкости и напряжения.

Все они имеют определенные особенности, которые необходимо знать для обеспечения безопасности и долговременной эксплуатации аккумуляторов и питаемых ими устройств.

Основным требованием при всех способах коммутации является исключение использования в сборке аккумуляторов, изготовленных по разным технологиям (например, нельзя соединять одновременно Li-ion и Ni-Mh).

Последовательное соединение аккумуляторов

Для обеспечения достаточного напряжения и приемлемого времени работы электроприборов часто используют аккумуляторные батареи, у которых аноды и катоды отдельных элементов (секций) последовательно соединяются между собой проводниками.

Анод и катод крайних источников питания получившейся сборной батареи являются ее общими плюсом и минусом. У АКБ из последовательно соединенных элементов результирующее напряжение равно сумме вольтажей использующихся источников тока. Результирующая емкость полученной батареи равна той, которую имеет самый слабый из присоединенных АКБ. При эксплуатации такой сборки через каждый элемент течет одинаковый ток (как при заряде, так и при разряде).

При последовательном соединении шести аккумуляторов, каждый из которых имеет вольтаж 1,2 вольта и емкость 1200 мАч будет получена сборка на 6х1,2=7,2 v с емкостью 1200 мАч.

Если в сборке будут использоваться элементы с разной емкостью, то у тех из них, которые имеют меньшую емкость, будет более высокое внутренне сопротивление по сравнению с другими. Падение напряжения на них будет больше, что приведет к быстрому разряду самого слабого элемента в процессе работы.

Более мощные аккумуляторы сборки при этом еще будут работоспособны и сборка будет эксплуатироваться дальше. Это приведет к сильному разряду самого слабого аккумулятора, что уменьшит его ресурс и емкость.

Параллельное и последовательное соединение аккумуляторов — что это такое?

При параллельном соединении, аккумуляторы соединяют так, чтобы положительные клеммы всех аккумуляторов были подключены к одной точке электрической схемы (″плюсу″), а отрицательные клеммы всех аккумуляторов были подключены к другой точке схемы (″минусу″).

Получившаяся при паралельном соединении аккумуляторная батарея имеет то же напряжение, что и у одиночного аккумулятора, а емкость такой аккумуляторной батареи равна сумме емкостей входящих в нее аккумуляторов. Т.е. если аккумуляторы имеют одинаковые емкости, то емкость аккумуляторной батареи равна емкости одного аккумулятора, умноженной на количество аккумуляторов в батарее.

Для последовательного соединения аккумуляторов, к ″плюсу″ электрической схемы подключают положительную клемму первого аккумулятора. К его отрицательной клемме подключают положительную клемму второго аккумулятора и т.д. Отрицательную клемму последнего аккумулятора подключают к ″минусу″ электрической схемы.

Получившаяся при последовательном соединении аккумуляторная батарея имеет ту же емкость, что и у одиночного аккумулятора, а напряжение такой аккумуляторной батареи равно сумме напряжений входящих в нее аккумуляторов. Т.е. Если аккумуляторы имеют одинаковые напряжения, то напряжение батареи равно напряжению одного аккумулятора, умноженному на количество аккумуляторов в аккумуляторной батарее.

Электрическая энергия, накопленная в аккумуляторной батарее равна сумме энергий отдельных аккумуляторов (произведению энергий отдельных аккумуляторов, если аккумуляторы одинаковые), независимо от того, как соединены аккумуляторы — параллельно или последовательно.

Меры предосторожности при подключении

При всех способах соединения аккумуляторов необходимо соблюдать ряд мер предосторожности:

• соблюдать меры безопасности по эксплуатации электроустановок для исключения поражения электрическим током (главное — не создавать цепи прохождения тока через тело человека):
• соблюдать полярность подключения;
• не создавать коротких замыканий;
• при сборке батарей отключать от них нагрузку;
• подсоединение зарядного устройства к АКБ осуществлять тогда, когда оно отключено от сети;
• работы проводить в соответствующей изолирующей одежде и обуви, без металлических предметов, которые могут упасть и замкнуть контакты;
• не касаться руками клемм АКБ, в особенности двумя руками на разных полюсах (это очень опасно на мощных батареях с высоким напряжением);
• использовать специальный инструмент с изолированными частями;
• не проводить работы при плохом состоянии здоровья;
• учитывать токи, проходящие через сборную батарею и нагрузку и использовать подходящие по сечению проводники;
• при соединении элементов в одну батарею обеспечивать надежный и изолированный от внешних воздействий контакт;
• обеспечивать надежную защиту сборных батарей от коротких замыканий и попадания влаги;
• использовать аккумуляторы с одинаковыми характеристиками и степенью износа;
• внимательно проверять собранную батарею на наличие ошибок коммутации.

Увеличение емкости источника питания

Нередки технические условия, когда от источника питания при сохранении рабочего напряжения требуется повышенная емкость. В таких случаях для комплектования батареи применяется параллельное соединение аккумуляторов. Такой способ коммутирования позволяет в разы, а в особо ответственных случаях – в десятки раз увеличить суммарную емкость питающего устройства.

Параллельное соединение батарей с формулами

Параллельное соединение осуществляется путем коммутации однополюсных выводов источников тока: плюсовой и минусовой выводы предыдущего аккумулятора соединяются с одноименными выводами последующего. Суммарная электрическая емкость скомпонованной таким способом коммутации батареи будет равна сумме электрических емкостей входящих в схему отдельных источников. Это значит, что при соединении трех аккумуляторных батарей с номинальной емкостью 60 А*ч получится устройство, имеющее электрическую емкость 180 А*ч.

В качестве примера подключения аккумуляторных батарей параллельной коммутацией можно привести источники бесперебойного либо аварийного питания приборов и аппаратуры. Параллельно подключаются АКБ большегрузных автомобилей и тяжелой специальной техники с большим объемом двигателя. Большой распространение параллельная коммутация получила на флоте: здесь параллельно соединенные устройства питания применяются для запуска вспомогательных дизелей, работы освещения, систем связи и жизнеобеспечения в аварийных ситуациях.

К чему могут привести ошибки при соединении АКБ

Для исключения ошибок при соединении аккумуляторов желательно использовать специальные разъемы, исключающие ошибки при коммутации, например, переходники T-Plug. При неправильном подключении аккумуляторов в одной сборке могут быть допущены ошибки, которые могут привести к очень тяжелым последствиям:

• при параллельном соединении образуется короткозамкнутый контур, в результате чего в аккумуляторах будет происходить бурная химическая реакция, которая очень быстро приведет к вытеканию электролита, деформации корпуса, возгоранию или даже взрыву;
• при последовательном соединении с неправильной полярностью контур разомкнут, но при подключении нагрузки может появиться обратный ток через неверно подключенный элемент, что выведет его из строя;
• при длительном коротком замыкании одного или нескольких аккумуляторов неизбежно возгорание изоляции, расплавление проводников, бурная реакция внутри АКБ, вытекание электролита, деформация корпуса, возгорание или взрыв;
• при краткосрочном коротком замыкании контактов батарея останется работоспособной, но может произойти ухудшение состояния электродов внутри батареи, уменьшение емкости;
• при использовании проводников, не рассчитанных на рабочие токи, они будут перегреваться, оплавится их изоляция, что может привести к короткому замыканию и вытекающим отсюда последствиям.

Остались вопросы или есть что добавить? Тогда напишите нам об этом в комментариях, это позволит сделает материал более полным и точным.

Какие виды соединения существуют

Чаще всего используется последовательное и параллельное соединение аккумуляторов. Есть еще третий вид, комбинированный, или последовательно-параллельный.

Можно ли соединять АКБ разной емкости

Последовательно – нет. Дело в том, что от емкости зависит внутреннее сопротивление. Чем больше емкость, тем ниже сопротивление. В сборке образуется большая разница напряжения, и где-то оно может оказаться сильно выше предела, а где-то – намного ниже. При подключении зарядного устройства аккумулятор с меньшей емкостью зарядится быстрее и на нем будет избыток напряжения, что приведет к порче и потере емкости, в то время как аккумуляторы с большей емкостью так и не зарядятся до конца.

При подключении нагрузки произойдет обратная ситуация: маленький аккумулятор разрядится ниже допустимой границы (так называемый глубокий разряд), в результате потеряв часть своей емкости.

ВАЖНО! Нельзя соединять последовательно аккумуляторы разной емкости, разного типа, разной степени зарядки. Они должны быть максимально похожи, лучше – из одной партии.

На вопрос о том, можно ли параллельно соединять аккумуляторы разной емкости, ответ – да. Но осторожно. Убедитесь, что напряжение на их клеммах равно. Если оно будет сильно отличаться, это может вызвать короткое замыкание либо порчу меньшего аккумулятора. Еще стоит учитывать, что клеммы конкретного аккумулятора могут не выдержать слишком сильный ток в течение длительного времени. Смотрите технические характеристики перед сборкой.