Guide de câblage parallèle parallèle en parallèle en 2024

Lorsque vous utilisez plusieurs batteries pour un projet, vous avez deux options de configuration - série et câblage parallèle. Il est important de comprendre les différences, car chaque configuration présente des avantages et des applications distincts. Le câblage en série augmente la tension, tandis que le parallèle augmente la capacité. Le choix dépend de vos besoins - plus de sortie de sortie, une longue durée d'exécution, une combinaison des deux ou une augmentation de tensions plus élevées. Cet article explore les séries par rapport aux connexions parallèles, le nombre de batteries que vous pouvez câbler dans chaque tableau et quand choisir une méthode plutôt que l'autre.

Qu'est-ce que le câblage en série?

Lorsqu'elles sont câblées, les batteries en série se connectent de bout en bout avec le terminal positif de un à la terminale négative de la suivante. Cela les rédige ensemble dans une configuration de type de chaîne de marguerite. Le débit d'électrons commence à partir du négatif de la première batterie, passe par chaque batterie jusqu'à la sortie de la borne positive de la dernière batterie. Les batteries de connexion en série comme celle-ci résument leurs tensions, mais la capacité reste la même. Par exemple, deuxBatteries 12V 100AHWired in Series fournit 24v une capacité de 100h. Bien qu'ils doublent la tension, le temps d'exécution total est inchangé par rapport à une seule batterie. Il permet d'utiliser des batteries couramment disponibles pour atteindre des tensions autrement rares pour des appareils spécialisés. Les banques de batteries de la série conservent également la même capacité à des tensions plus élevées. Mais la capacité actuelle est toujours limitée à ce qu'une seule batterie peut fournir.

Qu'est-ce que le câblage en parallèle?

D'un autre côté, les batteries en parallèle se connectent côte à côte - terminaux positifs à des terminaux positifs et négatifs à négatif. Cela maintient les tensions identiques mais résume les capacités. En collant avec l'exemple ci-dessus, deux batteries 12V 100AH ​​en parallèle maintiennent 12 V mais gagnent 200h de capacité. Bien que la tension soit inchangée, ils doublent le temps d'exécution par rapport à une seule batterie.Les batteries en parallèle permettent de tirer des courants plus élevés par rapport à une seule cellule. Cela aide lorsque plus de sortie est nécessaire. Les batteries se comportent essentiellement comme une grande batterie mais avec une capacité de courant continu accrue. Avec les câbles de taille appropriée, les banques parallèles ont également une redondance - si une batterie échoue, le système fonctionne toujours à une capacité réduite. Mais la tension elle-même reste la même qu'une seule batterie.

Différences clés dans la série de batteries de câblage vs parallèle

Les séries et parallèles sont les deux façons de base des batteries peuvent être interconnectées. La configuration a un impact sur les caractéristiques telles que la tension, la capacité et le taux de décharge:

• Tension - Lorsque les batteries sont câblées en série, leurs tensions s'additionnent. Par exemple, en connectant deuxPiles 12VDans les résultats de la série en 24V. En parallèle, la tension reste la même (par exemple, deux batteries 12V connectées en parallèle fournissent toujours 12 V).
• Capacité - Les batteries de câblage en parallèle augmentent la capacité et la capacité de fournir plus de courant / de puissance pendant des périodes plus longues. Mettre des batteries en série n'augmente pas la capacité sur une seule batterie.
• Tolérance à défaillance - Les batteries à parallèle fournissent une certaine tolérance de défaillance. Si une batterie décède, le courant continue de couler dans l'autre. Avec les batteries en série, si une batterie décède ou est déconnectée, le circuit est cassé et tout cesse de fonctionner.
• Coût - Les batteries de câblage en série coûtent moins cher car moins de batteries sont nécessaires pour atteindre des tensions plus élevées. Cependant, il y a moins de redondance. Les batteries câblées parallèles offrent une puissance de redondance et de sauvegarde si une batterie individuelle échoue mais nécessite plus de batteries individuelles.
• Sécurité - Il existe des avantages de sécurité de câblage des batteries en série vs parallèle. Si une chaîne parallèle de batteries court-elle, une énorme quantité de courant peut circuler, créant un danger. Avec les batteries en série, le flux de courant serait plus limité par la résistance interne des batteries. Cependant, les batteries à rupture de séries peuvent être dangereuses de différentes manières.
• Complexité - Les configurations de batterie parallèle sont plus complexes à construire, nécessitant plus de points de connexion et de câblage. Les dispositions de séries sont plus simples. Cependant, les configurations parallèles fournissent une surveillance / gestion au niveau de la batterie individuelle.
• Applications - Les dispositions en série sont couramment utilisées lorsque des tensions plus élevées sont nécessaires à partir de batteries de tension inférieure. Les configurations parallèles sont utilisées lorsque le temps de sauvegarde redondant ou la capacité est critique, le système peut fonctionner sur des tensions inférieures, l'espace est limité ou que l'extension est souhaitée.

Ainsi, en résumé - les connexions en série augmentent la tension, tandis que les connexions parallèles augmentent la capacité et la redondance. La complexité, la tolérance aux défaillances et la sécurité diffèrent également. La compréhension de ces différences permet des dispositions de batterie correctes pour la tension spécifique et les besoins de courant d'une application.

Planification de la capacité pour le câblage de la batterie en série et parallèle

1. Limitations de la batterie de la série

Il n'y a pas de limite stricte au nombre de batteries que vous pouvez câbler ensemble en série. Vous pouvez continuer à ajouter des cellules dans les chaînes pour augmenter les tensions. Mais des tensions plus élevées nécessitent des précautions de sécurité ainsi que des vérifications de compatibilité avec un équipement connecté. Tentage d'entrée faible ou trop élevée peut nuire aux appareils et à l'électronique. Ainsi, les banques de série interconnectées à des gadgets ou aux chargeurs devraient observer les limitations de tension conformément aux recommandations du fabricant. Pour les problèmes de longévité, les tensions de fonctionnement optimales donnent les meilleurs résultats. Les tensions en courant continu sont également élevées justifient également l'isolement, les circuits de protection, l'isolation et les barrières physiques - en particulier lorsque le contact humain est probable. Pourtant, avec des mesures de sécurité appropriées, des sources CC à très haute tension peuvent être construites en toute sécurité. Il existe également des contraintes chimiques - des batteries de plomb de charge excessive ou du lithium soulignent les composants internes. Les limites pratiques dépendent donc de la chimie et de la construction de la batterie. 100-150V est courant pour les batteries d'acide de plomb inondées et 60V ou moins pour l'acide de plomb scellé. 500V fonctionne pour les packs Li-ion. Au-delà de ceux-ci, il faut des conceptions de cellules spécialisées et des mécanismes de sécurité.

2. Limitations de batterie parallèle

Par rapport aux connexions en série, la parallèle a des limites plus définies pour les batteries maximales en raison de contraintes physiques. À mesure que la capacité de courant augmente, des fils de calibre extrêmement lourds deviennent nécessaires pour connecter les batteries sans pertes. Les cotes des connecteurs, les cotes d'isolation et les protections environnantes exigent également des mises à niveau. Les interconnexions de batterie standard peuvent se joindre en toute sécurité jusqu'à 4 à 8 batteries 12V similaires en parallèle en fonction des charges attendues. Des comptes plus élevés nécessitent des câbles qui peuvent gérer les connexions boulonnées ainsi que des commutateurs et des fusibles de déconnexion plus capacité. Ceux-ci garantissent des connexions sûres et empêchent les problèmes tels que les courts-circuits de se propager dans toute la banque. Cela accélère la sulfation et la détérioration de certains membres, provoquant un déséquilibre. Les frais d'égalisation périodiques peuvent atténuer ce problème et prolonger la durée de vie opérationnelle. Avec des câbles et des équipements de protection suffisamment grands, plus de batteries peuvent être parallèles. Mais 8 à 12 batteries sont une limite de connexion parallèle commune pour les configurations d'énergie solaire hors réseau et de secours gérables. Les installations commerciales entrent dans les années 100 avec une conception appropriée.

Analyse comparative des connexions de batterie parallèles des séries vs

Lors du câblage des batteries ensemble, vous avez deux options principales - les connecter en série ou en parallèle. Chaque configuration a ses propres avantages et limitations en termes de tension, de capacité et de considérations de sécurité. Comprendre ces facteurs est la clé pour concevoir des packs de batteries efficaces.

1. Connexions de la série

Lorsque les batteries sont câblées en série, leurs tensions s'additionnent, mais leur capacité reste la même. Par exemple, la connexion de deux batteries 12V en série produit 24 V avec la même capacité (cote d'ampli-heure) comme une seule batterie 12V. Cela augmente la tension de sortie tout en maintenant la même capacité de charge. Vous pouvez continuer à ajouter plus de batteries en série pour augmenter la tension - trois batteries 12V câblées en série produisent 36 V, quatre produisent 48 V, etc. Cependant, il existe des limites pratiques au nombre de batteries que vous pouvez connecter en toute sécurité de cette façon avant d'atteindre des niveaux de tension dangereux. L'excès de chaleur peut également devenir un problème. En tant que règle de base, il n'est pas recommandé de dépasser 48 V pour les projets de bricolage des consommateurs utilisant des batteries de plomb ou de lithium communes. L'équipement construit dans le commerce peut utiliser des packs de batterie de tension plus élevés en toute sécurité, mais les projets domestiques devraient éviter les niveaux dangereux à haute tension.

2. Connexions parallèles

Les batteries de câblage en parallèle maintiennent la tension la même, mais additionnent les capacités. Par exemple, deux batteries 12V 10Ah connectées en parallèle maintiennent 12 V mais peuvent livrer 20Ah au total. Cela fournit un temps d'exécution plus long en combinant la charge stockée disponible, mais la tension reste la même. Lorsqu'il est câblé en parallèle, il y a moins de préoccupation concernant les problèmes de surtension ou l'accumulation de chaleur. Au lieu de cela, le facteur limitant devient un espace physique et des pratiques de câblage. Il n'y a pas de limite supérieure stricte, mais vous ne pouvez qu'adapter autant de batteries dans une zone donnée. Les fils de cuivre doivent également être suffisamment épais pour gérer la charge totale attendue sans chute de tension excessive ni surchauffe.

3. Réalités de série parallèles

Pour de nombreux projets domestiques et commerciaux, la configuration idéale est un tableau parallèle en série qui combine l'augmentation de la tension du câblage de la série avec les avantages de la capacité des ensembles parallèles.Batteries 12V 10AHpourrait être organisé en deux chaînes de série de 24V 10Ah, puis câblées en parallèle pour créer un pack 24v 20Ah. Cela offre une tension et une capacité décentes dans une disposition compacte. Les réseaux de dartins sont courants pour les véhicules électriques, les banques de stockage solaire et d'autres applications nécessitant une puissance et une capacité élevées. Les limites pratiques sont liées à la taille physique, au coût et à la capacité des systèmes de charge / surveillance à gérer le réseau de batteries. Bien qu'il n'y ait pas de limites absolues, une tension excessive ou des réseaux lourds devraient être évités pour les projets au niveau des consommateurs. Une planification minutieuse de la configuration de la batterie en fonction de votre tension et de vos exigences de capacité conduira au résultat le meilleur et le plus sûr.

Faisabilité de la combinaison de séries et de câblage parallèle

Oui, les batteries peuvent être disposées dans les deux séries et parallèles dans des réseaux combinés. De telles configurations permettent des constructions combinant les gains de tension des chaînes de série avec la capacité et les capacités de courant des groupes parallèles. Les batteries interconnectent d'abord la série jusqu'à ce que la tension du système souhaitée soit atteinte. Ensuite, ces chaînes de série sont parallèles à des capacités. Cette disposition flexible forme des banques de batterie haute tension polyvalentes, par exemple, quatre batteries 12V 100AH ​​peuvent se série parallèles de deux manières:

1. Deux cordes de 2 batteries de série, avec24V 100hchacun, parallèle à une banque 24V 200AH.
2. Quatre batteries en série en train de faire une chaîne 48 V 100Ah. Puis parallèle à une autre chaîne de série 48v 100AH ​​identique pour créer une banque 48V, 200AH.

La première méthode a la moitié de la tension pour la même capacité verse la seconde. Mais les deux démontrent des configurations combinées parallèles en série pour différentes cibles de tension / capacité. Les arrangements nécessitent des batteries correspondantes - même modèle, chimie, âge et état de charge. Les cellules inadéquates se dépassent les plus faibles, ce qui entraîne une usure rapide, risquant la défaillance des banques. Les cellules appariées garantissent que les courants équilibrés à travers chaque segment de série et la branche parallèle. Les considérations de transmission sont également essentielles lors de la parallèle aux séries. Les connexions parallèles nécessitent des câbles correctement notés pour la capacité de courant cumulatif. Les liens entre les séries entre les groupes parallèles doivent isoler adéquatement des tensions plus élevées tout en transportant un courant complet. Bien que des topologies parallèles flexibles plus complexes et parallèles permettent aux banques de batterie adaptées à des besoins électriques spécifiques. Les cellules de taille pour le travail peuvent câliner des tensions rares non disponibles dans les offres commerciales. Utilisé judicieusement, les banques personnalisées sont conçues pour la tension ainsi que les besoins en courant / capacité.

Stratégies de charge efficaces pour les séries vs parallèles

La méthodologie de charge change également pour les banques câblées parallèles parallèles:

1. Charge de série

Lorsque les batteries se connectent, leurs tensions ajoutent mais la capacité reste la même. Cela signifie que lors de la charge, chaque batterie reçoit le même courant mais voit une tension proportionnelle à sa position dans la chaîne. Par exemple, avec trois batteries 12V en série, chaque batterie reçoit le même courant de charge. Mais la première batterie voit 12 V sur ses bornes. Le second obtient 24 V baissant. Le troisième connaît l'ensemble de 36 V de la banque. Ainsi, une série de séries facture le plus efficacement lorsque toutes les batteries sont étroitement adaptées - même conception, chimie, âge et état de charge. Les cellules incompatibles conduisent à une charge inégale et à une détérioration accélérée des unités plus faibles. Les chargeurs pour les banques de série devraient être des types de tension variable permettant un ajustement selon les besoins. La tension maximale est définie juste au-dessus de la tension de série totale pour tenir compte des pertes de résistance. Le courant est défini selon ce que la banque de batterie peut accepter. Contrôle de tension soigneux entre les cellules individuelles tandis que la charge est également critique - les différences des batteries de contrainte.

2. Charge parallèle

Dans le câblage parallèle, les batteries présentent des tensions identiques au chargeur mais la capacité cumulative. En connectant les réseaux positifs à positifs et négatifs à négatifs dans les tableaux parallèles, chaque batterie voit la même chute de tension sur ses bornes. Ainsi, lors de la charge, la source applique une tension de charge commune pour le type de batterie et chaque cellule reçoit le courant selon les besoins. La tension reste fixe, seule la capacité de courant de sortie augmente pour correspondre à la capacité parallèle combinée. Cela rend la charge plus simple et plus rapide, bien qu'un chargeur plus grand soit essentiel. Des économies de coûts se produisent également - un chargeur de taille appropriée suffit au lieu de plusieurs unités plus petites. Les groupes parallèles fonctionnent bien lorsque les batteries sont raisonnablement équilibrées. Les membres plus faibles reçoivent le courant de préférentiellement jusqu'à ce qu'ils égalisent des plus forts au cours de chaque cycle de charge.

Longévité de batterie en série par rapport au parallèle

La durée de vie de la batterie dépend principalement de:

• Profondeurs de charge / décharge
• Tensions de charge
• Températures de fonctionnement
• Entretien

Le câblage parallèle parallèle ne dicte pas directement la durée de vie. Mais les différences dans le comportement de charge et de décharge dans les deux configurations ont des impacts secondaires.

1. Espérance de vie de la série

Dans des conditions de série, les batteries voient le même courant mais divisent les chutes de tension. Ainsi, les cellules sont contraints de faire du vélo ensemble indépendamment de la santé et des capacités individuelles. Une batterie faible ne se repost pas tandis qu'un plus fort fonctionne en dessous de la capacité.Unven Charging soumet également les cellules plus faibles dans les chaînes en série en augmentant les températures et les pressions internes. Une défaillance prématurée d'une seule batterie affecte toute la chaîne. Le remplacement nécessite également des spécifications de correspondance. Ces facteurs diminuent indirectement la durée de vie globale et les performances au fil des ans, à moins que les tensions de charge ne soient soigneusement réglementées. Permettre aux batteries de s'éclater des risques de risques, des décomposables, du feu ou des explosions.

2. Espérance de vie parallèle

Dans le câblage parallèle, chaque batterie gère juste une fraction de la charge de courant proportionnelle à sa résistance et à sa tension internes. Les cellules individuelles font du vélo relativement indépendamment, donc les plus faibles ne sont pas entraînées durement par des coéquipiers plus sains. L'appariement des tensions est également moins critique pendant la charge / la décharge, car les contraintes sont les plus faibles à travers les batteries individuelles. Les différences entraînent simplement des courants légèrement inégaux distribués en fonction des conditions cellulaires. Les banques peuvent utiliser des batteries de différentes capacités et âges avec moins de tensions ou de défaillances cellulaires. Ces caractéristiques de fonctionnement plus douces étendent indirectement la durée de vie cumulative pour la banque. L'échange incrémentiel des batteries plus anciennes est également plus facile sans correspondre strictement aux remplacements.

3. Meilleures pratiques pour la durabilité

Pour maximiser la longévité pour les banques série ou parallèles:

• Utilisez des chargeurs intelligents réglementés de tension avec des paramètres appropriés en vrac, absorption et flotteur
• Empêcher l'accumulation de chaleur excessive pendant la charge / la décharge
• Maintenir les niveaux de liquide / électrolyte dans les batteries des cellules humides
• Égaliser périodiquement pour éviter les déséquilibres électrolytiques
• Recharge complètement après chaque cycle évitant les décharges profondes prolongées

Suivre ces meilleures pratiques maintient toutes les batteries en bonne santé opérationnelle pendant des années, indépendamment des connexions.

Choisir la bonne configuration pour la série ou le parallèle

Décider entre la série et les connexions de batterie parallèle dépend de vos besoins d'alimentation spécifiques:

1. Tension plus élevée

Le câblage des séries est le meilleur lorsque vous devez atteindre des tensions plus élevées qui ne sont pas réalisables à partir de batteries individuelles disponibles. Chaîne de batteries 12V en série Passes jusqu'à 24V, 36 V et ainsi de suite. Cela permet aux banques de haute tension personnalisées des cellules couramment disponibles. La capacité actuelle limitée ainsi que les complexités de charge sont des compromis. Mais pour des applications comme l'éclairage LED d'alimentation, les moteurs spécialisés, etc., les constructions de batteries en série offrent un moyen rentable d'obtenir des tensions non conventionnelles.

2. Capacité et courant plus élevés

Lorsque le temps de fonctionnement ou de cycle est important, les connexions parallèles prolongent la durée de l'exécution. La capacité d'ampli-heure résume lorsque le couple de capacité des batteries en parallèle. Cela s'avère avantageux pour des applications telles que le stockage solaire hors réseau, l'extension de la plage EV, etc. Besoin de temps plus longs à partir d'une charge. La banque voit également une impédance réduite, permettant des tirages de courant plus élevés vers les onduleurs affamés, les accélérations du moteur, etc. La tension reste fixée au niveau d'une seule batterie, juste la capacité et la mise à l'échelle du courant.

3. Mieux des deux

Pour les banques de batteries étendues nécessitant une haute tension ainsi que la capacité de plus de 1000h, combinant les séries et les arrangements parallèles fonctionnent le mieux. Batteries Première série de séries dans les chaînes jusqu'à ce que la tension cible se rapproche. Ces chaînes sont ensuite parallèles ensemble pour les heures d'ampli agrégées. Cette topologie flexible permet de grandes banques d'alimentation et de secours adaptées aux besoins de tension et d'exécution.

4. Inconvénients parallèles de la série

Les batteries d'interconnexion dans des combinaisons parallèles de série + complexes semblent une victoire évidente. Mais l'approche n'est pas sans lacunes.Istues comme le déséquilibre de charge, la dérive des cellules devient plus probablement nécessitant une surveillance / maintenance supplémentaire. Les baies de batterie élargies s'avèrent également plus coûteuses nécessitant un câblage plus robuste, des enceintes et des mécanismes de sécurité. Perdre une seule batterie écrase des groupes entiers. Donc, pour des configurations plus petites, optez pour toute la série ou tout parallèle. Les topologies mixtes conviennent le mieux aux grandes chambres de batterie expansives avec des systèmes de gestion dédiés. Expansion de tension des combinaisons en série, parallèle pour la croissance de la capacité. Bien que les approches combinées rencontrent des projets spécialisés, le câblage plus simple suffit souvent à des configurations plus petites. Les câbles de taille en toute sécurité, fournissent une grande ventilation et ne négligent pas les circuits de protection.

Informations concluantes sur le câblage de la batterie série vs parallèle

Connecting batteries effectively requires understanding series, parallel and hybrid configurations. Each topology has specific benefits and drawbacks best suited to different applications. Wiring cells to meet project needs, within safe limits, leads to successful battery banks.Series wiring concatenates cells for ascending voltages but fixed capacity. This suits LED strips, specialty motors and attaining uncommon voltages from readily available batteries. Charging requires voltage regulation for balanced currents across series members.Parallel wiring bonds batteries for increased capacity and current, at the cost of same voltage as a single battery. Larger but lower voltage setups behave ideally for solar storage, EV ranges and high current devices via paralleled power sources. Charging occurs at a common voltage with capacity adding up.Finally, hybrid series-parallel interconnections combine voltage steps-up with capacity sums in custom matrices. Hobbyist stacks gain flexibility while large UPS banks act as saleable high V, high Ah sources. Drawbacks like multiple points of failure demand close monitoring.By interlinking cells methodically within operational ratings, versatile battery banks get engineered for specific needs. So, characterize your voltage, current, capacity and redundancy aim then series, parallelize or sequence-couple cells accordingly. Choose connection types to reach targets safely while maximize battery lifespans through sound maintenance practices regardless of topology.

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