باتری های سری و موازی: راهنمای برتر

به عنوان یک مهندس علاقه مند به انرژی پایدار، معتقدم تسلط بر اتصالات باتری برای بهینه سازی سیستم های تجدیدپذیر بسیار مهم است. در حالی که سریال ها و موازی ها هر کدام جایگاه خود را دارند، من به ویژه در مورد ترکیب های سریال-موازی هیجان زده هستم. این تنظیمات هیبریدی انعطاف‌پذیری بی‌نظیری را ارائه می‌کنند و به ما امکان می‌دهند ولتاژ و ظرفیت را برای حداکثر بازده تنظیم کنیم. همانطور که ما به سمت آینده ای سبزتر پیش می رویم، انتظار دارم که شاهد ظهور پیکربندی های باتری نوآورانه تری باشیم، به ویژه در ذخیره سازی انرژی مسکونی و شبکه ای. نکته کلیدی این است که بین پیچیدگی و قابلیت اطمینان تعادل برقرار کنیم و اطمینان حاصل کنیم که سیستم های باتری ما هم قدرتمند و هم قابل اعتماد هستند.

تصور کنید در حال راه اندازی یک سیستم انرژی خورشیدی برای کابین خارج از شبکه خود هستید یا یک وسیله نقلیه الکتریکی از ابتدا می سازید. شما باتری های خود را آماده کرده اید، اما اکنون یک تصمیم حیاتی می آید: چگونه آنها را به هم وصل کنید؟ آیا باید آنها را به صورت سری یا موازی سیم کشی کرد؟ این انتخاب می تواند عملکرد پروژه شما را تغییر دهد یا آن را خراب کند.

باتری‌های سری در مقابل موازی - این موضوعی است که بسیاری از علاقه‌مندان به انجام کارهای خود و حتی برخی از حرفه‌ای‌ها را سردرگم می‌کند. البته، این یکی از سوالاتی است که تیم BSLBATT اغلب توسط مشتریان ما پرسیده می شود. اما نترس! در این مقاله، ما این روش‌های اتصال را ابهام می‌کنیم و به شما کمک می‌کنیم بفهمید چه زمانی باید از هر یک استفاده کنید.

آیا می دانستید که سیم کشی دو باتری 24 ولتی به صورت سری به شما می دهد48 ولت، در حالی که اتصال آنها به صورت موازی آن را در 12 ولت نگه می دارد اما ظرفیت را دو برابر می کند؟ یا اینکه اتصالات موازی برای سیستم های خورشیدی ایده آل هستند، در حالی که سری اغلب برای ذخیره سازی انرژی تجاری بهتر است؟ ما به تمام این جزئیات و موارد دیگر خواهیم پرداخت.

بنابراین، چه یک قلع و قمع آخر هفته باشید یا یک مهندس باتجربه، برای تسلط بر هنر اتصال باتری، ادامه مطلب را بخوانید. در پایان، مانند یک حرفه ای با اطمینان باتری ها را سیم کشی می کنید. برای تقویت دانش خود آماده اید؟ بیایید شروع کنیم!

غذای اصلی

• اتصالات سری ولتاژ را افزایش می دهند، اتصالات موازی ظرفیت را افزایش می دهند
• سری برای نیازهای ولتاژ بالا خوب است، به موازات زمان اجرای طولانی تر
• ترکیب های سری-موازی انعطاف پذیری و کارایی را ارائه می دهند
• ایمنی بسیار مهم است؛ از دنده مناسب استفاده کنید و باطری های مطابقت داشته باشید
• بر اساس ولتاژ و ظرفیت مورد نیاز خود انتخاب کنید
• تعمیر و نگهداری منظم عمر باتری را در هر پیکربندی افزایش می دهد
• تنظیمات پیشرفته مانند سری موازی نیاز به مدیریت دقیق دارند
• عواملی مانند افزونگی، شارژ و پیچیدگی سیستم را در نظر بگیرید

آشنایی با اصول باتری

قبل از اینکه به پیچیدگی های اتصالات سری و موازی بپردازیم، اجازه دهید با اصول اولیه شروع کنیم. وقتی در مورد باتری صحبت می کنیم دقیقا با چه چیزی سر و کار داریم؟

باتری در اصل یک وسیله الکتروشیمیایی است که انرژی الکتریکی را به شکل شیمیایی ذخیره می کند. اما پارامترهای کلیدی که باید هنگام کار با باتری در نظر بگیریم چیست؟

• ولتاژ:این همان "فشار" الکتریکی است که الکترون ها را از طریق یک مدار هل می دهد. با ولت (V) اندازه گیری می شود. به عنوان مثال، یک باتری ماشین معمولی دارای ولتاژ 12 ولت است.
• آمپر:این به جریان بار الکتریکی اشاره دارد و با آمپر (A) اندازه گیری می شود. آن را به عنوان حجم الکتریسیته ای که در مدار شما جریان می یابد، در نظر بگیرید.
• ظرفیت:این مقدار شارژ الکتریکی است که یک باتری می تواند ذخیره کند که معمولاً در آمپر ساعت (Ah) اندازه گیری می شود. به عنوان مثال، یک باتری 100 آمپر ساعتی از نظر تئوری می تواند 1 آمپر برای 100 ساعت یا 100 آمپر برای 1 ساعت تامین کند.

چرا ممکن است یک باتری برای برخی از برنامه ها کافی نباشد؟ بیایید چند سناریو را در نظر بگیریم:

• ولتاژ مورد نیاز:ممکن است دستگاه شما به 24 ولت نیاز داشته باشد، اما شما فقط باتری های 12 ولتی دارید.
• نیاز به ظرفیت:ممکن است یک باتری به اندازه کافی برای سیستم خورشیدی خارج از شبکه شما دوام نیاورد.
• نیازهای برق:برخی از برنامه‌ها به جریانی بیشتر از آنچه که یک باتری می‌تواند با خیال راحت ارائه کند، نیاز دارند.

اینجاست که اتصال باتری ها به صورت سری یا موازی وارد عمل می شود. اما دقیقاً چگونه این اتصالات با هم تفاوت دارند؟ و چه زمانی باید یکی را بر دیگری انتخاب کنید؟ با ما همراه باشید تا این سوالات را در بخش های بعدی بررسی کنیم.

اتصال باتری ها به صورت سری

این دقیقا چگونه کار می کند و مزایا و معایب آن چیست؟

وقتی باتری ها را به صورت سری وصل می کنیم، ولتاژ و ظرفیت آن چه می شود؟ تصور کنید دو باتری 12 ولتی 100 آمپری دارید. اگر آنها را به صورت سری سیم کشی کنید، ولتاژ و ظرفیت آنها چگونه تغییر می کند؟ بیایید آن را تجزیه کنیم:

ولتاژ:12 ولت + 12 ولت = 24 ولت
ظرفیت:100Ah باقی می ماند

جالبه، درسته؟ ولتاژ دو برابر می شود، اما ظرفیت ثابت می ماند. این ویژگی کلیدی اتصالات سری است.

پس چگونه می توان باتری ها را به صورت سری سیم کشی کرد؟ در اینجا یک راهنمای گام به گام ساده آورده شده است:

1. پایانه های مثبت (+) و منفی (-) هر باتری را شناسایی کنید
2. ترمینال منفی (-) باتری اول را به قطب مثبت (+) باتری دوم وصل کنید
3. ترمینال مثبت (+) باقی مانده باتری اول، خروجی مثبت (+) جدید شما می شود
4. ترمینال منفی (-) باقی مانده باتری دوم به خروجی منفی (-) جدید شما تبدیل می شود

اما چه زمانی باید یک اتصال سری را نسبت به موازی انتخاب کنید؟ در اینجا برخی از برنامه های کاربردی رایج آورده شده است:

• ESS تجاری:بسیاری از سیستم های ذخیره سازی انرژی تجاری از اتصال سری برای دستیابی به ولتاژهای بالاتر استفاده می کنند
• سیستم های خورشیدی خانگی:اتصالات سری می توانند به مطابقت با نیازهای ورودی اینورتر کمک کنند
• چرخ دستی های گلف:بیشتر آنها از باتری های 6 ولتی به صورت سری برای دستیابی به سیستم های 36 ولت یا 48 ولت استفاده می کنند

مزایای اتصالات سری چیست؟

• خروجی ولتاژ بالاتر:ایده آل برای برنامه های کاربردی با قدرت بالا
• کاهش جریان جریان:این بدان معنی است که می توانید از سیم های نازک تر استفاده کنید و در هزینه ها صرفه جویی کنید
• بهره وری بهبود یافته:ولتاژهای بالاتر اغلب به معنای اتلاف انرژی کمتر در انتقال است

با این حال، اتصالات سری بدون اشکال نیستند.اگر یکی از باتری های سری از کار بیفتد چه اتفاقی می افتد؟ متأسفانه، می تواند کل سیستم را خراب کند. این یکی از تفاوت های کلیدی بین باتری های سری در مقابل موازی است.

آیا شروع به دیدن این هستید که چگونه اتصالات سری ممکن است در پروژه شما قرار بگیرند؟ در بخش بعدی، اتصالات موازی را بررسی خواهیم کرد و نحوه مقایسه آنها را خواهیم دید. به نظر شما کدام یک برای افزایش زمان اجرا بهتر است - سریال یا موازی؟

اتصال باتری ها به صورت موازی

اکنون که اتصالات سری را بررسی کردیم، بیایید توجه خود را به سیم کشی موازی معطوف کنیم. این روش چه تفاوتی با سری دارد و چه مزایای منحصر به فردی دارد؟

وقتی باتری ها را به صورت موازی وصل می کنیم، ولتاژ و ظرفیت آن چه می شود؟ بیایید دوباره از دو باتری 12 ولت 100 آمپر ساعتی خود به عنوان مثال استفاده کنیم:

ولتاژ:12 ولت باقی می ماند
ظرفیت:100Ah + 100Ah = 200Ah

به تفاوت توجه کنید؟ برخلاف اتصالات سری، سیم کشی موازی ولتاژ را ثابت نگه می دارد اما ظرفیت را افزایش می دهد. این تمایز کلیدی بین باتری های سری در مقابل موازی است.

پس چگونه باتری ها را به صورت موازی سیم کشی می کنید؟ در اینجا یک راهنمای سریع وجود دارد:

1. پایانه های مثبت (+) و منفی (-) هر باتری را شناسایی کنید
2. تمام پایانه های مثبت (+) را به هم وصل کنید
3. تمام پایانه های منفی (-) را به هم وصل کنید
4. ولتاژ خروجی شما مانند یک باتری خواهد بود

BSLBATT 4 روش اتصال موازی باتری معقول را ارائه می دهد که عملیات خاص به شرح زیر است:

اتوبوس ها

نیمه راه

مورب

پست ها

چه زمانی ممکن است یک اتصال موازی را نسبت به سری انتخاب کنید؟ برخی از برنامه های کاربردی رایج عبارتند از:

• باتری های خانه RV:اتصالات موازی زمان اجرا را بدون تغییر ولتاژ سیستم افزایش می دهند
• سیستم های خورشیدی خارج از شبکه:ظرفیت بیشتر به معنای ذخیره انرژی بیشتر برای استفاده در شب است
• کاربردهای دریایی:قایق‌ها اغلب از باتری‌های موازی برای استفاده طولانی‌تر از وسایل الکترونیکی داخلی استفاده می‌کنند

مزایای اتصالات موازی چیست؟

• افزایش ظرفیت:زمان کار طولانی تر بدون تغییر ولتاژ
• افزونگی:اگر یکی از باتری ها خراب شود، بقیه هنوز هم می توانند برق را تامین کنند
• شارژ راحت تر:برای نوع باتری خود می توانید از شارژر استاندارد استفاده کنید

اما در مورد معایب چطور؟یک مشکل بالقوه این است که باتری های ضعیف تر می توانند باتری های قوی تر را در یک راه اندازی موازی تخلیه کنند. به همین دلیل است که استفاده از باتری هایی با همان نوع، سن و ظرفیت بسیار مهم است.

آیا شروع به دیدن این هستید که چگونه اتصالات موازی ممکن است در پروژه های شما مفید باشد؟ به نظر شما انتخاب بین سری و موازی چه تاثیری بر عمر باتری دارد؟

در بخش بعدی ما مستقیماً اتصالات سری و موازی را با هم مقایسه خواهیم کرد. فکر می‌کنید کدام یک برای نیازهای خاص شما برتر خواهد بود؟

مقایسه سری در مقابل اتصالات موازی

اکنون که هر دو اتصال سری و موازی را بررسی کردیم، بیایید آنها را به صورت موازی قرار دهیم. چگونه این دو روش در برابر یکدیگر قرار می گیرند؟

ولتاژ:
سری: افزایش می یابد (به عنوان مثال 12 ولت +12 ولت= 24 ولت)
موازی: ثابت می ماند (مثلاً 12 ولت + 12 ولت = 12 ولت)

ظرفیت:
سری: ثابت می ماند (به عنوان مثال 100Ah + 100Ah = 100Ah)
موازی: افزایش می یابد (به عنوان مثال 100Ah + 100Ah = 200Ah)

فعلی:
سریال: به همین شکل می ماند
موازی: افزایش می یابد

اما کدام پیکربندی را باید برای پروژه خود انتخاب کنید؟ بیایید آن را تجزیه کنیم:

زمان انتخاب سریال:

• شما به ولتاژ بالاتری نیاز دارید (به عنوان مثال سیستم های 24 ولت یا 48 ولت)
• برای سیم کشی نازک تر می خواهید جریان جریان را کاهش دهید
• برنامه شما به ولتاژ بالاتری نیاز دارد (به عنوان مثال بسیاری از سیستم های خورشیدی سه فاز)

زمان انتخاب موازی:

• شما به ظرفیت بیشتر/زمان اجرا بیشتر نیاز دارید
• شما می خواهید ولتاژ سیستم موجود خود را حفظ کنید
• در صورتی که یک باتری از کار بیفتد، نیاز به افزونگی دارید

بنابراین، باتری های سری در مقابل موازی – کدام بهتر است؟ پاسخ، همانطور که احتمالاً حدس زده اید، کاملاً به نیازهای خاص شما بستگی دارد. پروژه شما چیست؟ به نظر شما کدام پیکربندی بهتر عمل می کند؟ ایده های خود را به مهندسان ما بگویید.

آیا می دانستید که برخی از تنظیمات از اتصالات سری و موازی استفاده می کنند؟ به عنوان مثال، یک سیستم 24 ولت 200 آمپر ساعتی ممکن است از چهار باتری 12 ولتی 100 آمپر ساعتی استفاده کند - دو مجموعه موازی از دو باتری به صورت سری. این ترکیبی از مزایای هر دو پیکربندی است.

تنظیمات پیشرفته: ترکیبات سری-موازی

برای ارتقای دانش باتری خود آماده اید؟ بیایید برخی از پیکربندی‌های پیشرفته را بررسی کنیم که بهترین‌های هر دو جهان - اتصالات سری و موازی را با هم ترکیب می‌کنند.

آیا تا به حال فکر کرده اید که چگونه بانک های باتری در مقیاس بزرگ در مزارع خورشیدی یا وسایل نقلیه الکتریکی قادر به دستیابی به ولتاژ بالا و ظرفیت بالا هستند؟ پاسخ در ترکیب های سری-موازی نهفته است.

ترکیب سری-موازی دقیقاً چیست؟ این دقیقاً همان چیزی است که به نظر می رسد - تنظیمی که در آن برخی از باتری ها به صورت سری به هم متصل می شوند و این رشته های سری سپس به صورت موازی به هم وصل می شوند.

بیایید به یک مثال نگاه کنیم:

تصور کنید هشت باتری 12 ولتی 100 آمپری دارید. شما می توانید:

• هر هشت دستگاه را به صورت سری برای 96 ولت 100 آمپر ساعت وصل کنید
• هر هشت را به صورت موازی برای 12 ولت 800 آمپر ساعت وصل کنید
• یا… دو رشته سری از چهار باتری ایجاد کنید (48 ولت 100 آمپر ساعت، سپس این دو رشته را به صورت موازی به هم وصل کنید

نتیجه گزینه 3؟ سیستم 48 ولت 200 آمپر. توجه کنید که چگونه این افزایش ولتاژ اتصالات سری را با افزایش ظرفیت اتصالات موازی ترکیب می کند.

اما چرا این تنظیمات پیچیده تر را انتخاب می کنید؟ در اینجا چند دلیل وجود دارد:

• انعطاف پذیری:شما می توانید به طیف وسیع تری از ترکیبات ولتاژ/ظرفیت دست یابید
• افزونگی:اگر یک رشته از کار بیفتد، شما همچنان از دیگری برق دارید
• کارایی:شما می توانید هم برای ولتاژ بالا (بازده) و هم برای ظرفیت بالا (زمان اجرا) بهینه سازی کنید.

آیا می دانستید که بسیاری از سیستم های ذخیره انرژی با ولتاژ بالا از ترکیب سری موازی استفاده می کنند؟ به عنوان مثال،BSLBATT ESS-GRID HV PACKاز 3 تا 12 بسته باتری 57.6 ولتی 135 آمپر ساعتی در پیکربندی سری استفاده می‌کند و سپس گروه‌ها به صورت موازی برای دستیابی به ولتاژ بالا و بهبود راندمان تبدیل و ظرفیت ذخیره‌سازی برای برآوردن نیازهای ذخیره‌سازی انرژی در مقیاس بزرگ به هم متصل می‌شوند.

بنابراین، وقتی صحبت از باتری های سری در مقابل موازی می شود، گاهی اوقات پاسخ "هر دو" است! اما به یاد داشته باشید، با پیچیدگی بیشتر، مسئولیت بیشتری نیز به همراه دارد. تنظیمات سری موازی نیاز به تعادل و مدیریت دقیق دارند تا اطمینان حاصل شود که همه باتری ها به طور یکنواخت شارژ و دشارژ می شوند.

نظر شما چیست؟ آیا ترکیب سری-موازی می تواند برای پروژه شما کارساز باشد؟ یا شاید شما سادگی سری خالص یا موازی را ترجیح می دهید.

در بخش بعدی، برخی از ملاحظات ایمنی مهم و بهترین روش‌ها را برای اتصالات سری و موازی مورد بحث قرار خواهیم داد. از این گذشته، اگر به درستی انجام نشود، کار با باتری ها می تواند خطرناک باشد. آیا آماده هستید یاد بگیرید که چگونه در عین به حداکثر رساندن عملکرد تنظیم باتری خود ایمن بمانید؟

ملاحظات ایمنی و بهترین شیوه ها

اکنون که اتصالات سری و موازی را با هم مقایسه کردیم، ممکن است از خود بپرسید که آیا یکی از دیگری ایمن تر است؟ آیا هنگام سیم کشی باتری ها باید اقدامات احتیاطی انجام دهم؟ بیایید این ملاحظات ایمنی حیاتی را بررسی کنیم.

اول از همه، همیشه به یاد داشته باشید که باتری ها انرژی زیادی ذخیره می کنند. استفاده نادرست از آنها می تواند منجر به اتصال کوتاه، آتش سوزی یا حتی انفجار شود. پس چگونه می توانید ایمن بمانید؟

هنگام کار با باتری های سری یا موازی:

1. استفاده از تجهیزات ایمنی مناسب: از دستکش های عایق و عینک ایمنی استفاده کنید
2. از ابزار مناسب استفاده کنید: آچارهای عایق شده می توانند از شلوار کوتاه تصادفی جلوگیری کنند
3. باتری ها را جدا کنید: همیشه قبل از کار بر روی اتصالات، باتری ها را جدا کنید
4. مطابقت با باتری ها: از باتری هایی با همان نوع، سن و ظرفیت استفاده کنید
5. اتصالات را بررسی کنید: مطمئن شوید که همه اتصالات محکم و بدون خوردگی هستند

بهترین روش ها برای اتصال سری و موازی باتری های لیتیوم خورشیدی

برای اطمینان از استفاده ایمن و کارآمد از باتری های لیتیومی، رعایت بهترین شیوه ها هنگام اتصال سری یا موازی آنها ضروری است.

این شیوه ها عبارتند از:

• از باتری هایی با ظرفیت و ولتاژ یکسان استفاده کنید.
• از باتری های همان سازنده و دسته باتری استفاده کنید.
• از یک سیستم مدیریت باتری (BMS) برای نظارت و تعادل شارژ و دشارژ بسته باتری استفاده کنید.
• استفاده از aفیوزیا قطع کننده مدار برای محافظت از بسته باتری از شرایط اضافه جریان یا اضافه ولتاژ.
• برای به حداقل رساندن مقاومت و تولید گرما از اتصالات و سیم کشی با کیفیت بالا استفاده کنید.
• از شارژ یا تخلیه بیش از حد بسته باتری خودداری کنید، زیرا ممکن است باعث آسیب یا کاهش طول عمر کلی آن شود.

اما در مورد نگرانی های ایمنی خاص برای اتصالات سری در مقابل موازی چطور؟

برای اتصالات سری:

اتصالات سری، ولتاژ را افزایش می دهند، به طور بالقوه فراتر از سطوح ایمن. آیا می دانستید ولتاژ بالای 50 ولت DC می تواند کشنده باشد؟ همیشه از روش های عایق کاری و جابجایی مناسب استفاده کنید.
قبل از اتصال به سیستم خود از یک ولت متر برای بررسی ولتاژ کل استفاده کنید

برای اتصالات موازی:

ظرفیت جریان بالاتر به معنای افزایش خطر اتصال کوتاه است.
اگر سیم ها کمتر از اندازه باشند، جریان بالاتر می تواند منجر به گرم شدن بیش از حد شود
برای محافظت از فیوزها یا قطع کننده های مدار روی هر رشته موازی استفاده کنید

آیا می دانستید که اختلاط باتری های قدیمی و جدید می تواند در هر دو پیکربندی سری و موازی خطرناک باشد؟ باتری قدیمی تر می تواند شارژ را معکوس کند و به طور بالقوه باعث داغ شدن یا نشت آن شود.

مدیریت حرارتی:

باتری های سری می توانند گرمای ناهمواری را تجربه کنند. چگونه از این امر جلوگیری می کنید؟ نظارت و تعادل منظم بسیار مهم است.

اتصالات موازی گرما را به طور یکنواخت‌تر توزیع می‌کنند، اما اگر یک باتری بیش از حد گرم شود، چه؟ این می تواند یک واکنش زنجیره ای به نام فرار حرارتی را ایجاد کند.

در مورد شارژ چطور؟ برای باتری های سری، به شارژری نیاز دارید که با ولتاژ کل مطابقت داشته باشد. برای باتری‌های موازی، می‌توانید از یک شارژر استاندارد برای آن نوع باتری استفاده کنید، اما ممکن است به دلیل افزایش ظرفیت، شارژ شدن بیشتر طول بکشد.

آیا می دانستید؟ با توجه بهانجمن ملی حفاظت از آتشتخمین زده می شود که باتری ها در بین سال های 2014 تا 2018 در 15700 آتش سوزی در ایالات متحده دخیل بوده اند. اقدامات احتیاطی مناسب فقط مهم نیستند - آنها ضروری هستند!

به یاد داشته باشید، ایمنی فقط در مورد جلوگیری از حوادث نیست - بلکه در مورد به حداکثر رساندن عمر و عملکرد باتری شما نیز هست. تعمیر و نگهداری منظم، شارژ مناسب و اجتناب از تخلیه عمیق همگی می توانند به افزایش عمر باتری کمک کنند، چه از اتصالات سری یا موازی استفاده کنید.

نتیجه گیری: انتخاب درست برای نیازهای شما

ما نکات داخلی و خارجی باتری ها را به صورت سری در مقابل موازی بررسی کرده ایم، اما ممکن است هنوز بپرسید: کدام پیکربندی برای من مناسب است؟ بیایید همه چیز را با چند نکته کلیدی جمع بندی کنیم تا به شما در تصمیم گیری کمک کند.

ابتدا از خود بپرسید: هدف اصلی شما چیست؟

به ولتاژ بالاتر نیاز دارید؟ اتصالات سری گزینه پیش روی شماست.
به دنبال زمان اجرا طولانی تر هستید؟ تنظیمات موازی به شما خدمات بهتری خواهند داد.

اما این فقط در مورد ولتاژ و ظرفیت نیست، اینطور است؟ این عوامل را در نظر بگیرید:

- کاربرد: آیا شما یک RV را تغذیه می کنید یا یک منظومه خورشیدی می سازید؟
- محدودیت های فضا: آیا فضایی برای باتری های متعدد دارید؟
- بودجه: به یاد داشته باشید، پیکربندی های مختلف ممکن است به تجهیزات خاصی نیاز داشته باشند.

آیا می دانستید؟ بر اساس بررسی سال 2022 توسط آزمایشگاه ملی انرژی های تجدیدپذیر، 40 درصد از تاسیسات خورشیدی مسکونی در حال حاضر شامل ذخیره سازی باتری است. بسیاری از این سیستم ها از ترکیبی از اتصالات سری و موازی برای بهینه سازی عملکرد استفاده می کنند.

هنوز مطمئن نیستید؟ در اینجا یک برگه تقلب سریع است:

به یاد داشته باشید، وقتی صحبت از باتری‌های سری در مقابل موازی می‌شود، هیچ راه‌حلی برای همه وجود ندارد. بهترین انتخاب به نیازها و شرایط خاص شما بستگی دارد.

آیا رویکرد ترکیبی را در نظر گرفته اید؟ برخی از سیستم های پیشرفته از ترکیب های سری موازی برای به دست آوردن بهترین هر دو جهان استفاده می کنند. آیا این می تواند راه حلی باشد که به دنبال آن هستید؟

در نهایت، درک تفاوت‌های بین باتری‌های سری در مقابل موازی به شما این امکان را می‌دهد که تصمیم‌گیری آگاهانه در مورد تنظیم برق خود بگیرید. چه از علاقه مندان به DIY باشید و چه یک نصاب حرفه ای، این دانش کلیدی برای بهینه سازی عملکرد و طول عمر سیستم باتری شما است.

بنابراین، حرکت بعدی شما چیست؟ آیا افزایش ولتاژ یک اتصال سری را انتخاب می کنید یا افزایش ظرفیت یک راه اندازی موازی؟ یا شاید شما یک راه حل ترکیبی را بررسی کنید؟ هر آنچه را که انتخاب می کنید، به یاد داشته باشید که ایمنی را در اولویت قرار دهید و در صورت شک با کارشناسان مشورت کنید.

کاربردهای عملی: سری در مقابل موازی در عمل

اکنون که ما به این نظریه پرداختیم، ممکن است از خود بپرسید: چگونه این کار در سناریوهای دنیای واقعی انجام می شود؟ کجا می توانیم ببینیم که باتری ها به صورت سری در مقابل موازی تفاوت ایجاد می کنند؟ بیایید برخی از کاربردهای عملی را برای زنده کردن این مفاهیم بررسی کنیم.

سیستم های انرژی خورشیدی:

آیا تا به حال فکر کرده اید که چگونه پنل های خورشیدی انرژی کل خانه ها را تامین می کنند؟ بسیاری از تاسیسات خورشیدی از ترکیبی از اتصالات سری و موازی استفاده می کنند. چرا؟ اتصالات سری، ولتاژ را برای مطابقت با نیازهای اینورتر افزایش می دهند، در حالی که اتصالات موازی ظرفیت کلی را برای قدرت طولانی تر افزایش می دهند. به عنوان مثال، یک راه‌اندازی خورشیدی مسکونی معمولی ممکن است از 4 رشته 10 پانل پشت سر هم استفاده کند که این رشته‌ها به صورت موازی به هم متصل هستند.

وسایل نقلیه الکتریکی:

آیا می دانستید که تسلا مدل S از 7104 سلول باتری جداگانه استفاده می کند؟ اینها به دو صورت سری و موازی چیده شده اند تا ولتاژ و ظرفیت بالایی که برای رانندگی دوربرد لازم است به دست آورند. سلول ها به ماژول هایی گروه بندی می شوند که سپس به صورت سری به هم متصل می شوند تا به ولتاژ مورد نیاز برسند.

الکترونیک قابل حمل:

آیا تا به حال متوجه شده اید که باتری تلفن هوشمند شما بیشتر از تلفن تاشو قدیمی شما دوام می آورد؟ دستگاه های مدرن اغلب از سلول های لیتیوم یون متصل موازی برای افزایش ظرفیت بدون تغییر ولتاژ استفاده می کنند. به عنوان مثال، بسیاری از لپ‌تاپ‌ها از ۲ تا ۳ سلول به صورت موازی برای افزایش عمر باتری استفاده می‌کنند.

نمک زدایی آب خارج از شبکه:

تنظیم باتری های سری و موازی در تصفیه آب خارج از شبکه ضروری است. به عنوان مثال، درواحدهای آب شیرین کن خورشیدی قابل حمل، اتصالات سری ولتاژ را برای پمپ های فشار بالا در نمک زدایی با انرژی خورشیدی افزایش می دهند، در حالی که تنظیمات موازی عمر باتری را افزایش می دهند. این امر نمک‌زدایی کارآمد و سازگار با محیط زیست را امکان‌پذیر می‌سازد - ایده‌آل برای استفاده از راه دور یا اضطراری.

کاربردهای دریایی:

قایق ها اغلب با چالش های قدرت منحصر به فردی روبرو هستند. چگونه مدیریت می کنند؟ بسیاری از آنها از ترکیبی از اتصالات سری و موازی استفاده می کنند. به عنوان مثال، یک راه‌اندازی معمولی ممکن است شامل دو باتری 12 ولتی به صورت موازی برای راه‌اندازی موتور و بارهای خانه باشد، با یک باتری 12 ولتی اضافی به صورت سری برای تأمین 24 ولت برای تجهیزات خاص.

سیستم های یو پی اس صنعتی:

در محیط های حیاتی مانند مراکز داده، منابع تغذیه بدون وقفه (UPS) ضروری است. اینها اغلب از بانک های بزرگ باتری در پیکربندی های سری موازی استفاده می کنند. چرا؟ این تنظیمات هم ولتاژ بالا مورد نیاز برای تبدیل توان کارآمد و هم زمان اجرا طولانی مورد نیاز برای حفاظت از سیستم را فراهم می کند.

همانطور که می بینیم، انتخاب بین باتری های سری در مقابل موازی فقط تئوری نیست - بلکه پیامدهایی در دنیای واقعی در صنایع مختلف دارد. هر کاربرد مستلزم بررسی دقیق ولتاژ، ظرفیت و الزامات کلی سیستم است.

آیا در تجربیات خود با هر یک از این تنظیمات روبرو شده اید؟ یا شاید شما برنامه های جالب دیگری از اتصالات سری در مقابل موازی را دیده اید؟ درک این مثال های عملی می تواند به شما کمک کند تا تصمیمات آگاهانه تری در مورد تنظیمات باتری خود بگیرید.

سوالات متداول درباره باتری های سری یا موازی

س: آیا می توانم انواع یا مارک های مختلف باتری ها را به صورت سری یا موازی مخلوط کنم؟

A: به طور کلی توصیه نمی شود که انواع یا مارک های مختلف باتری ها را در اتصالات سری یا موازی مخلوط کنید. انجام این کار می تواند منجر به عدم تعادل در ولتاژ، ظرفیت و مقاومت داخلی شود که ممکن است منجر به عملکرد ضعیف، کاهش طول عمر یا حتی خطرات ایمنی شود.

باتری ها در پیکربندی سری یا موازی باید از نوع، ظرفیت و سن یکسانی برای عملکرد و طول عمر مطلوب باشند. اگر باید باتری را در تنظیمات موجود تعویض کنید، بهتر است تمام باتری‌های سیستم را تعویض کنید تا از ثبات آن اطمینان حاصل کنید. اگر در مورد مخلوط کردن باتری ها یا نیاز به ایجاد تغییرات در پیکربندی باتری خود مطمئن نیستید، همیشه با یک متخصص مشورت کنید.

س: چگونه کل ولتاژ و ظرفیت باتری ها را به صورت سری در مقابل موازی محاسبه کنم؟

A: برای باتری های سری، ولتاژ کل مجموع ولتاژهای جداگانه باتری است، در حالی که ظرفیت یک باتری واحد باقی می ماند. به عنوان مثال، دو باتری 12 ولت 100 آمپر ساعتی به صورت سری، 24 ولت 100 آمپر ساعت تولید می کنند. در اتصالات موازی، ولتاژ مانند یک باتری منفرد باقی می‌ماند، اما ظرفیت مجموع ظرفیت‌های باتری جداگانه است. با استفاده از همین مثال، دو باتری 12 ولت 100 آمپر ساعتی به صورت موازی باعث تولید 12 ولت 200 آمپر ساعت می شود.

برای محاسبه، کافی است ولتاژ را برای اتصالات سری و ظرفیت را برای اتصالات موازی اضافه کنید. به یاد داشته باشید، این محاسبات شرایط ایده آل و باتری های یکسان را فرض می کنند. در عمل، عواملی مانند وضعیت باتری و مقاومت داخلی می توانند بر خروجی واقعی تأثیر بگذارند.

س: آیا امکان ترکیب اتصالات سری و موازی در یک بانک باتری وجود دارد؟

پاسخ: بله، ترکیب اتصالات سری و موازی در یک بانک باتری ممکن است و اغلب مفید است. این پیکربندی که به عنوان سری موازی شناخته می شود، به شما امکان می دهد تا ولتاژ و ظرفیت را به طور همزمان افزایش دهید. به عنوان مثال، می توانید دو جفت باتری 12 ولتی را به صورت سری متصل کنید (برای ایجاد 24 ولت)، و سپس این دو جفت 24 ولت را به صورت موازی وصل کنید تا ظرفیت دو برابر شود.

این رویکرد معمولاً در سیستم‌های بزرگ‌تر مانند تاسیسات خورشیدی یا وسایل نقلیه الکتریکی که هم ولتاژ بالا و هم ظرفیت بالا مورد نیاز است استفاده می‌شود. با این حال، پیکربندی‌های سری-موازی می‌توانند برای مدیریت پیچیده‌تر باشند و به تعادل دقیق نیاز دارند. اطمینان از یکسان بودن همه باتری ها و استفاده از سیستم مدیریت باتری (BMS) برای نظارت و تعادل موثر سلول ها بسیار مهم است.

س: دما چگونه بر عملکرد باتری سری نسبت به موازی تأثیر می گذارد؟

پاسخ: دما بدون در نظر گرفتن اتصال، روی همه باتری ها به طور مشابه تأثیر می گذارد. دمای شدید می تواند عملکرد و طول عمر را کاهش دهد.

س: آیا باتری های BSLBATT می توانند به صورت سری یا موازی متصل شوند؟

پاسخ: باتری‌های استاندارد ESS ما می‌توانند به صورت سری یا موازی اجرا شوند، اما این مربوط به سناریوی استفاده از باتری است و سری پیچیده‌تر از موازی است، بنابراین اگر یک باتری را خریداری می‌کنید.باتری BSLBATTبرای یک برنامه بزرگتر، تیم مهندسی ما علاوه بر اضافه کردن یک جعبه ترکیبی و جعبه ولتاژ بالا در سراسر سیستم به صورت سری، یک راه حل مناسب برای برنامه خاص شما طراحی خواهد کرد!

برای باتری های دیواری:
می تواند تا 32 باتری یکسان را به صورت موازی پشتیبانی کند

برای باتری های رک:
می تواند تا 63 باتری یکسان را به صورت موازی پشتیبانی کند

س: سری یا موازی، کدام کارآمدتر است؟

به طور کلی، اتصالات سری برای کاربردهای پرقدرت به دلیل جریان کمتر کارآمدتر هستند. با این حال، اتصالات موازی می توانند برای استفاده های کم مصرف و طولانی مدت کارآمدتر باشند.

س: کدام باتری سری یا موازی طولانی تری دوام می آورد؟

از نظر مدت زمان باتری، اتصال موازی عمر طولانی تری خواهد داشت زیرا تعداد آمپر باتری افزایش می یابد. به عنوان مثال، دو باتری 51.2 ولت 100 آمپر ساعتی که به صورت موازی متصل شده اند، یک سیستم 51.2 ولتی 200 آمپر ساعتی را تشکیل می دهند.

از نظر طول عمر باتری، اتصال سری طول عمر بیشتری خواهد داشت زیرا ولتاژ سیستم سری افزایش می یابد، جریان بدون تغییر باقی می ماند و همان توان خروجی حرارت کمتری تولید می کند و در نتیجه عمر باتری افزایش می یابد.

س: آیا می توانید دو باتری را به صورت موازی با یک شارژر شارژ کنید؟

بله، اما لازمه این است که دو باتری موازی متصل شده توسط یک سازنده باتری تولید شوند و مشخصات باتری و BMS یکسان باشد. قبل از اتصال موازی، باید دو باتری را تا یک سطح ولتاژ شارژ کنید.

س: آیا باتری های RV باید به صورت سری باشند یا موازی؟

باتری‌های RV معمولاً برای دستیابی به استقلال انرژی طراحی می‌شوند، بنابراین نیاز به پشتیبانی انرژی کافی در موقعیت‌های بیرونی دارند و معمولاً برای به دست آوردن ظرفیت بیشتر به صورت موازی متصل می‌شوند.

س: اگر دو باتری غیر یکسان را به صورت موازی وصل کنید چه اتفاقی می افتد؟

اتصال دو باتری با مشخصات مختلف به صورت موازی بسیار خطرناک است و ممکن است باعث انفجار باتری ها شود. اگر ولتاژ باتری ها متفاوت باشد، جریان باتری با ولتاژ بالاتر، انتهای ولتاژ پایین تر را شارژ می کند، که در نهایت باعث می شود باتری ولتاژ پایین تر بیش از حد جریان پیدا کند، بیش از حد گرم شود، آسیب ببیند یا حتی منفجر شود.

س: چگونه 8 باتری 12 ولتی را برای تولید 48 ولت وصل کنیم؟

برای ساخت یک باتری 48 ولتی با استفاده از 8 باتری 12 ولتی، می توانید آنها را به صورت سری وصل کنید. عملیات خاص در شکل زیر نشان داده شده است: