[Volledige gids] Bedrading van de batterij in serie VS. Parallel

[Vollständige Anleitung] Die Verdrahtung von Batterie in Reihe VS. Parallel

Dit artikel behandelt het gebied van batterijverbindingen en onderzoekt serieschakeling, parallelle aansluiting en serie-parallelle aansluiting. Wij bespreken de voor- en nadelen van elk verbindingstype en adviseren u bij het selecteren van de juiste configuratie voor uw behoeften.

Batterijen in serie vs. Parallel

Batterijaansluitingen kunnen worden gevarieerd om aan specifieke circuit- of apparaatvereisten te voldoen. Ze kunnen in serie, parallel of een combinatie van beide worden geplaatst, ook wel een serie-parallelle configuratie genoemd. De verbinding die u kiest, heeft invloed op de spanning en stroom binnen het circuit.

Serieconfiguratie

In een serieschakeling worden batterijen met de uiteinden tegen elkaar aangesloten, waarbij de positieve pool van de ene batterij is verbonden met de negatieve pool van de volgende. De spanning van de batterijen telt op. Als u bijvoorbeeld twee 12V-batterijen in serie aansluit, zal de totale spanning 24V zijn. De stroom blijft echter hetzelfde als bij een enkele batterij.

Zonne-energiesystemen maken vaak gebruik van serieverbindingen, waarbij alle accu's met elkaar worden verbonden totdat het hele systeem is aangesloten. De resterende plus- en minpolen van de batterijreeks dienen als uitgangsklemmen.

Parallelle configuratie

Wanneer ze parallel zijn aangesloten, zijn batterijen zo aangesloten dat alle positieve polen en alle negatieve polen met elkaar zijn verbonden. De totale spanning van de batterijen blijft ongewijzigd terwijl de huidige capaciteit optelt. Als u bijvoorbeeld twee accu's met een capaciteit van 2 ampère parallel aansluit, bedraagt ​​de totale stroomcapaciteit 4 ampère.

In zonnesystemen zijn, wanneer ze parallel zijn aangesloten, de positieve polen van alle batterijen en de negatieve polen van alle batterijen met elkaar verbonden. De overige klemmen van de accubank worden positieve en negatieve uitgangsklemmen.

Batterijen in serie: voor- en nadelen

Voordelen van batterijen in serie

Verhoogde uitgangsspanning

Het in serie aansluiten van batterijen verhoogt de algehele spanning van het circuit, waardoor het geschikt wordt voor het voeden van apparaten die een hogere spanning vereisen.

Verbeterde efficiëntie

Door de belasting over de accu's te verdelen, verminderen serieverbindingen de belasting van individuele accu's, waardoor de systeemefficiëntie wordt verbeterd.

Verbeterde energieopslag

Het in serie aansluiten van batterijen vergroot het vermogen van het systeem om energie op te slaan, waardoor het voordelig wordt voor grotere stroombehoeften in afgelegen gebieden met beperkte stroombronnen.

Eenvoudige installatie

Serieschakelingen zijn eenvoudig te installeren en vereisen minder ingewikkelde bedrading en installatieprocedures, wat resulteert in lagere bedradingskosten vergeleken met parallelle circuits.

Nadelen van batterijen in serie

Ongebalanceerde belasting

Als een batterij in de serie zwakker is dan de andere, kan deze over- of onderladen zijn, waardoor de levensduur wordt verkort en mogelijk de algehele systeemprestaties worden beïnvloed.

Saldovereisten

Voor het balanceren van het opladen en ontladen tussen batterijen is vaak een extern apparaat nodig, zoals een batterijbalanceringsapparaat, wat de systeemstructuur complexer maakt.

Potentiële verkorting van de levensduur

Batterijen die in serie zijn geschakeld, kunnen ongelijkmatig ontladen, waardoor sommige batterijen sneller ontladen dan andere. Deze onbalans kan ertoe leiden dat bepaalde batterijen voortijdig defect raken, waardoor hun algehele levensduur wordt verkort.

Systeemkwetsbaarheid

Als een batterij in een serieschakeling uitvalt, kan dit leiden tot het uitvallen van het hele systeem. Dit kan problematisch zijn in situaties waarin betrouwbare stroomvoorziening van cruciaal belang is.

Toegenomen complexiteit

Het in serie aansluiten van batterijen vereist extra bedrading en componenten, wat de complexiteit van het systeem vergroot en installatie en onderhoud moeilijker maakt.

Batterijen parallel: voor- en nadelen

Voordelen van parallelle batterijen

Verhoogd uitgangsvermogen

Het parallel aansluiten van batterijen verhoogt de algehele prestaties van het systeem, waardoor het geschikt is voor apparaten met hoge stroomvereisten.

Systeemredundantie

Als één batterij in een parallelle verbinding uitvalt, kunnen de andere batterijen blijven werken, waardoor het risico op systeemstoringen wordt verkleind.

Gebalanceerde spanning

Batterijen die parallel zijn aangesloten, ontvangen dezelfde spanning, waardoor het risico op over- of onderladen van een batterij wordt verkleind.

Nadelen van parallel aangesloten batterijen

Beperkte energieopslag

Het parallel aansluiten van batterijen vergroot de energieopslagcapaciteit van het systeem niet significant vergeleken met het in serie schakelen ervan.

Mogelijke verlaging van de efficiëntie

Verschillen in spanning en stroomuitvoer van individuele batterijen in een parallelle verbinding kunnen resulteren in een vermindering van de algehele systeemefficiëntie.

Thermisch runaway-risico

Als één batterij in een parallel circuit oververhit raakt, kan dit ervoor zorgen dat de andere batterijen ook warm worden, wat mogelijk een thermische oververhitting veroorzaakt, wat de batterijen en het systeem kan beschadigen.

Hoe batterijen in serie aansluiten?

Volg deze stappen om batterijen in serie aan te sluiten:

  1. Zorg ervoor dat de batterijen die u wilt aansluiten dezelfde spanning en capaciteit hebben. Het aansluiten van batterijen met verschillende specificaties kan leiden tot ongelijkmatig opladen en ontladen.
  1. Plaats de batterijen naast elkaar in een rij, waarbij de positieve pool van de ene batterij op één lijn ligt met de negatieve pool van de volgende batterij.
  1. Gebruik geschikte kabels of connectoren om de batterijen aan te sluiten. Sluit de positieve pool van de eerste batterij aan op de negatieve pool van de tweede batterij en ga door met dit patroon totdat alle batterijen zijn aangesloten.
  1. Zet de connectoren stevig vast om een ​​betrouwbare elektrische verbinding te garanderen. Losse verbindingen kunnen leiden tot brownouts of systeemstoringen.
  1. Controleer de totale spanning van de serieschakeling. De totale spanning van de serieschakeling is de som van de afzonderlijke accuspanningen. Als u bijvoorbeeld twee 12 volt batterijen in serie aansluit, zal de totale spanning 24 volt zijn.
  1. Isoleer verbindingen om onbedoelde kortsluiting of elektrische gevaren te voorkomen. Gebruik geschikt isolatiemateriaal of afdekkingen om blootliggende aansluitingen en connectoren af ​​te dekken.

Het is belangrijk op te merken dat wanneer batterijen in serie worden geschakeld, de spanning optelt, maar de capaciteit (gemeten in ampère-uren of Ah) hetzelfde blijft als die van een enkele batterij. Zorg er ook voor dat u de veiligheidsmaatregelen en best practices voor het omgaan met batterijen begrijpt om risico's en gevaren te voorkomen.

Hoe batterijen parallel aansluiten?

Ga als volgt te werk om batterijen parallel aan te sluiten:

  1. Zorg ervoor dat de batterijen die u wilt aansluiten dezelfde spanning en capaciteit hebben. Het aansluiten van batterijen met verschillende specificaties kan leiden tot ongelijkmatig opladen en ontladen.
  1. Plaats de batterijen naast elkaar en zorg ervoor dat de positieve en negatieve polen op één lijn liggen.
  1. Gebruik geschikte kabels of connectoren om de batterijen parallel aan te sluiten. Verbind de positieve pool van de ene accu met de positieve pool van de volgende accu en verbind op dezelfde manier de negatieve polen met elkaar.
  1. Zet de connectoren stevig vast om een ​​betrouwbare elektrische verbinding te garanderen. Losse verbindingen kunnen leiden tot brownouts of systeemstoringen.
  1. Controleer de totale spanning van het parallelle circuit. De spanning blijft hetzelfde als bij een enkele accu. Als u bijvoorbeeld twee 12 volt accu's parallel aansluit, zal de totale spanning nog steeds 12 volt zijn.
  1. Bereken de totale capaciteit van de parallelle verbinding. De totale capaciteit van de parallelle verbinding ontstaat uit de som van de afzonderlijke batterijcapaciteiten. Als u bijvoorbeeld twee accu's van 100 Ah parallel aansluit, bedraagt ​​de totale capaciteit 200 Ah.
  1. Isoleer verbindingen om onbedoelde kortsluiting of elektrische gevaren te voorkomen. Gebruik geschikt isolatiemateriaal of afdekkingen om blootliggende aansluitingen en connectoren af ​​te dekken.

Onthoud dat wanneer batterijen parallel worden aangesloten, de spanning hetzelfde blijft, maar de capaciteit (gemeten in ampère-uren of Ah) toeneemt. Om een ​​goede werking en veiligheid van het systeem te garanderen, is het belangrijk dat u de veiligheidsmaatregelen en best practices voor de batterij begrijpt.

Hoeveel batterijen kan ik in serie aansluiten?

Het aantal batterijen dat u in serie kunt aansluiten, is afhankelijk van verschillende factoren, waaronder de spanningsvereisten van uw toepassing en de specifieke batterijen die u gebruikt. In theorie kun je zoveel batterijen in serie aansluiten als je wilt, zolang je maar let op de compatibiliteit en rekening houdt met de beperkingen en beperkingen van de batterijen en het systeem. Wanneer accu's in serie zijn geschakeld, wordt de totale spanning verkregen uit de som van de afzonderlijke accuspanningen. Als u bijvoorbeeld vier accu's van 12 volt in serie hebt geschakeld, bedraagt ​​de totale spanning 48 volt (12 + 12 + 12 + 12 = 48).

Er zijn echter enkele factoren waarmee u rekening moet houden:

Spanningscompatibiliteit: Zorg ervoor dat de totale spanning van de serieschakeling de maximale nominale spanning van uw apparaten of componenten niet overschrijdt. Het overschrijden van de maximale nominale spanning kan leiden tot schade of defecten.

Batterijcompatibiliteit: Zorg ervoor dat alle in serie geschakelde batterijen dezelfde spanning hebben. Het combineren van batterijen met verschillende spanningswaarden kan resulteren in ongelijkmatig opladen en ontladen of schade aan de batterijen.

Praktische beperkingen: Er kunnen praktische beperkingen zijn wat betreft de beschikbare ruimte, het gewicht en de bekabelingsvereisten. Deze factoren kunnen van invloed zijn op het aantal batterijen dat u effectief in serie kunt aansluiten.

Hoeveel batterijen kun je parallel aansluiten?

Er is theoretisch geen limiet aan het aantal batterijen dat u parallel kunt aansluiten. In de praktijk is het aantal accu's dat u parallel kunt aansluiten afhankelijk van factoren als de capaciteitsbehoefte van uw toepassing, de beschikbare ruimte en de specifieke accu's die u gebruikt.

Wanneer accu's parallel worden geschakeld, blijft de spanning hetzelfde, maar neemt de capaciteit (gemeten in ampère-uren of Ah) toe. Parallelle verbindingen worden vaak gebruikt om de algehele prestaties te verbeteren, redundantie te bieden en een evenwichtige spanning tussen batterijen te garanderen. Wanneer u een groot aantal accu's parallel aansluit, is het belangrijk dat u zich bewust bent van de mogelijke problemen. Problemen die zich kunnen voordoen zijn onder meer ongelijkmatige laad- en ontlaadsnelheden, een verhoogd risico op overbelasting en een kortere levensduur van de batterij. Om deze problemen te voorkomen, wordt u aangeraden advies in te winnen bij een gekwalificeerde ingenieur of elektricien die u kan helpen bij het ontwerpen van een optimaal batterijsysteem voor uw specifieke toepassing.

Het is belangrijk om te onthouden dat, hoewel een grotere accubank langere back-upstroom en verbeterde efficiëntie op de lange termijn biedt, deze doorgaans meer onderhoud vereist en hogere initiële kosten met zich meebrengt. Denk daarom goed na over de totale capaciteit van de accubank en zorg ervoor dat deze voldoende aansluit bij uw wensen en eisen. Door rekening te houden met deze factoren kunt u weloverwogen beslissingen nemen over de grootte en configuratie van uw accusysteem.

Accu's zowel in serie als parallel aansluiten

Een serie-parallelle verbinding is een methode voor batterijbedrading die zowel serie- als parallelle configuraties combineert om een ​​grotere batterijbank met verhoogde capaciteit en spanning te creëren. Dit type aansluiting is ontworpen om te voldoen aan specifieke spannings- en capaciteitsvereisten voor verschillende toepassingen.

Om een ​​serie-parallel circuit te creëren, worden batterijen eerst paarsgewijs en parallel aangesloten. Dit vergroot de totale capaciteit van de accubank. De positieve polen van elke batterij zijn met elkaar verbonden, evenals de negatieve polen. Het aantal parallel geschakelde accu's is afhankelijk van de gewenste capaciteit voor de toepassing. Elk paar parallel geschakelde batterijen vormt een groep.

Deze groepen worden vervolgens in serie geschakeld om de gewenste spanning te bereiken. Dit wordt bereikt door de positieve pool van de eerste groep aan te sluiten op de negatieve pool van de tweede groep, enzovoort, totdat de doelspanning is bereikt. De laatste positieve en negatieve aansluitingen worden gebruikt om de accubank op de belasting aan te sluiten.

Stel dat er vier 12V-accu's zijn met elk een capaciteit van 100 Ah. Om een ​​48V-accubank met verhoogde capaciteit te creëren, kunnen de vier accu’s parallel worden aangesloten om een ​​accubank te vormen met een totale capaciteit van 400 Ah. Vervolgens kunnen twee van deze parallelle strengen in serie worden geschakeld om een ​​eindspanning van 48V te bereiken.

Het is belangrijk om ervoor te zorgen dat alle batterijen die in een serie-parallelle configuratie worden gebruikt van hetzelfde type zijn, dezelfde capaciteit en spanning hebben en goed zijn uitgebalanceerd om overladen of ontladen van individuele batterijen te voorkomen.

Opmerking: De volgorde van serie- en parallelle verbindingen kan worden omgekeerd, maar om veiligheidsredenen wordt over het algemeen aanbevolen om eerst serieverbindingen te maken.

Gaan batterijen in serie of parallel langer mee?

Batterijen hebben over het algemeen een langere levensduur wanneer ze in serie zijn aangesloten, vergeleken met een parallelle aansluiting. Dit komt omdat serieverbindingen een evenwichtiger laden en ontladen tussen batterijen bevorderen.

Bij serieschakeling wordt de spanning van elke batterij opgeteld, terwijl de capaciteit hetzelfde blijft. Dit betekent dat de batterijen de werklast verdelen en de stroom gelijkmatig onder elkaar verdelen. Als gevolg hiervan heeft elke batterij de neiging om in hetzelfde tempo te ontladen en op te laden, waardoor onevenwichtigheden in de laadtoestand worden geminimaliseerd.

Bij serieschakeling wordt de spanning van elke batterij opgeteld, terwijl de capaciteit hetzelfde blijft. Dit betekent dat de batterijen de werklast verdelen en de stroom gelijkmatig onder elkaar verdelen. Als gevolg hiervan heeft elke batterij de neiging om in hetzelfde tempo te ontladen en op te laden, waardoor onevenwichtigheden in de laadtoestand worden geminimaliseerd.

Het is belangrijk op te merken dat hoewel serieverbindingen evenwichtig opladen en ontladen bevorderen, ze ook uitdagingen met zich meebrengen. Als bij een serieschakeling bijvoorbeeld één accu uitvalt, kan de hele serieschakeling uitvallen. Bovendien kan het falen of degradatie van een enkele batterij de prestaties van het gehele serieschakeling beïnvloeden.

Om de levensduur van de batterij in zowel serie- als parallelle configuraties te maximaliseren, is het belangrijk om batterijen van hetzelfde type, dezelfde leeftijd en dezelfde capaciteit te gebruiken. Regelmatig onderhoud, zoals het controleren van de laadniveaus en het zorgen voor de juiste laad- en ontlaadpraktijken, kan ook helpen de levensduur van de batterij te verlengen.

Timeusb 12V LiFePO4 lithiumbatterij kan worden aangesloten in een configuratie van maximaal 16 eenheden, 4 parallel en 4 in serie.

Wat zou er gebeuren als de batterijen niet goed waren aangesloten?

Als de batterijen niet goed zijn aangesloten, kan dit verschillende problemen veroorzaken en gevaarlijk zijn.

Onjuiste uitgangsspanning: Het aansluiten van batterijen in de verkeerde configuratie kan resulteren in een onjuiste uitgangsspanning. Als batterijen die bedoeld zijn voor serieschakeling bijvoorbeeld parallel worden aangesloten, zal de uitgangsspanning lager zijn dan verwacht. Omgekeerd resulteert het in serie schakelen van batterijen die bedoeld zijn voor parallelschakeling in een hogere uitgangsspanning. Dit kan schade veroorzaken aan apparaten of systemen die op de accu's zijn aangesloten.

Ongelijkmatig opladen en ontladen: Onjuiste aansluitingen kunnen onevenwichtigheden veroorzaken in het opladen en ontladen tussen accu's. Als de accu's bijvoorbeeld bij een parallelle verbinding verschillende ladingstoestanden of capaciteiten hebben, kunnen sommige accu's meer stroom ontvangen, terwijl andere minder stroom krijgen. Dit kan ertoe leiden dat bepaalde batterijen overladen of te veel worden gebruikt, waardoor hun levensduur en algehele prestaties afnemen.

Overbelasting en oververhitting: Als batterijen niet goed op elkaar zijn afgestemd qua capaciteit en vermogen, kunnen ze onderhevig zijn aan overmatige belasting of stroomverbruik. Dit kan leiden tot overbelasting, oververhitting en zelfs thermische overstroming, waarbij de batterijen overmatige hitte genereren en gevaarlijke gassen vrijkomen. Oververhitte batterijen kunnen schade aan de batterijen zelf en aangrenzende componenten veroorzaken, waardoor mogelijk brand- of explosiegevaar ontstaat.

Verminderde efficiëntie: Onjuiste aansluitingen kunnen leiden tot een verminderde algehele efficiëntie van het batterijsysteem. Dit kan te wijten zijn aan niet-overeenkomende spanningen, inconsistente laad- en ontlaadsnelheden of een verhoogde interne weerstand. Verminderde efficiëntie leidt tot energieverspilling, lagere prestaties en een kortere levensduur van de batterij.

Veiligheidsrisico's: Onjuiste aansluitingen vergroten het risico op elektrische gevaren. Slecht aangesloten batterijen kunnen kortsluiting, vonkoverslag of elektrische schokken veroorzaken. Deze gevaren vormen een gevaar voor mensen die met of in de buurt van het accusysteem werken.

Kun je verschillende batterijen parallel of in serie aansluiten?

Vanwege hun verschillende kenmerken en potentiële risico's wordt het parallel aansluiten van verschillende soorten batterijen, zoals lithium-ion- en loodzuurbatterijen, niet aanbevolen.

Lithium-ionbatterijen en loodzuurbatterijen hebben verschillende ontladingskarakteristieken. Lithium-ionbatterijen kunnen tot 100% van hun capaciteit ontladen, terwijl loodzuurbatterijen doorgaans een lagere ontladingscapaciteit hebben van ongeveer 50%. Bij parallelle aansluiting kunnen deze verschillen resulteren in ongelijkmatig laden en ontladen, wat aanzienlijke schade aan de accu's kan veroorzaken.

In extreme gevallen, zoals bij diepe ontlading of overladen, kan het parallel aansluiten van verschillende typen batterijen leiden tot ernstige veiligheidsrisico's, waaronder brand of explosie. Daarom is het raadzaam om bij het bouwen van een accubank te voorkomen dat verschillende accutypen door elkaar worden gebruikt.

Om optimale prestaties en veiligheid te garanderen, kunt u het beste batterijen met dezelfde samenstelling, hetzelfde type en dezelfde capaciteit in parallelle configuraties gebruiken. Als u verschillende batterijtypen heeft, raadpleeg dan deskundigen of batterijfabrikanten om de meest geschikte en veiligste aanpak voor uw specifieke toepassing te bepalen.

Waarmee rekening moet worden gehouden bij parallelle en serieschakelingen

Om optimale prestaties en veiligheid te garanderen bij het parallel of in serie aansluiten van LiFePO4-batterijen, moet rekening worden gehouden met de volgende overwegingen:

Parallelle verbinding

Uniformiteit: Gebruik cellen of batterijen met dezelfde specificaties, inclusief capaciteit en leeftijd, om onevenwichtigheden bij het opladen en ontladen te voorkomen.

Balans: Bewaak de laadstatus van elke cel of batterij om het evenwicht te behouden en over- of onderladen te voorkomen.

Bekabeling: Zorg voor de juiste bedrading om kortsluiting te voorkomen en een veilige werking te garanderen.

Seriële verbinding

Uniformiteit: Gebruik cellen of batterijen met dezelfde specificaties om spanningsonevenwichtigheden tussen cellen of batterijen te voorkomen.

Opladen: Gebruik een batterijbeheersysteem (BMS) om de spanning te controleren en overladen te voorkomen als één cel of batterij eerder volledig is opgeladen dan andere.

Veiligheid: Zorg voor de juiste isolatie en aarding om het verhoogde risico op elektrische schokken te verminderen.

Het wordt niet aanbevolen om oude en nieuwe batterijen door elkaar te gebruiken, omdat hun interne weerstand kan verschillen, wat de algehele prestaties kan beïnvloeden. Consistente batterijleeftijd en -prestaties zijn van cruciaal belang. Vermijd het combineren van lithium-ionbatterijen van verschillende merken, capaciteiten of typen. Let altijd op de polariteit van de batterij om gevaar en spanningsdalingen te voorkomen.

Als u uw batterijbank uitbreidt, raden wij u aan binnen drie maanden nieuwe batterijen aan te schaffen om zeker te zijn van een vergelijkbare leeftijd en conditie. Door batterijen te kopen die sterk lijken op uw bestaande batterijen, kunt u een vergelijkbare levensduur van de oplaadcyclus en een naadloze integratie in uw huidige systeem behouden. Als u deze stappen volgt, kunt u uw accubank effectief en veilig uitbreiden.