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Wissen über die Verkabelung von Batterien in Reihen und Parallel

Connaissance du câblage des batteries en série et en parallèle

, par Sally Zhuang, 14 min temps de lecture

Lorsqu'il s'agit de construire un système d'énergie solaire, l'une des considérations les plus importantes est la manière dont vous connectez vos batteries. Deux méthodes courantes consistent à connecter les batteries en série ou en parallèle. Chaque méthode a ses avantages et ses problèmes potentiels, il est donc important de comprendre les différences entre elles avant d'en choisir une.

Table des matières

Partie 1 : Tout sur les connexions en série

Partie 2 : Tout sur la connexion parallèle

Partie 3 Comparaison entre la connexion en série et en parallèle des batteries LiFePO4

Questions fréquemment posées sur la batterie en série et la connexion parallèle

Partie 1 Tout sur les connexions en série

1.1 Qu'est-ce que la connexion en série de la batterie ?

Lorsqu'il s'agit d'augmenter la tension totale de sortie d'une batterie, une connexion en série de batteries LiFePO4 est souvent utilisée. Plusieurs cellules sont connectées les unes après les autres, le pôle positif d'une cellule étant connecté au pôle négatif de la cellule suivante jusqu'à ce que la tension requise soit atteinte. Bien que la capacité totale de la batterie reste la même que celle d'une seule cellule, ce processus fournit une tension de sortie accrue. En raison de sa capacité à fournir une haute tension, la connexion en série est souvent utilisée dans des applications telles que les véhicules électriques, les systèmes d'énergie solaire et les alimentations de secours des bâtiments.

Reihenschlatung von LiFePO4 Batterien

Supposons que vous connectiez quatre batteries 12,8 V 100 Ah en série. Dans ce cas, vous disposez d’une tension combinée de 51,2 V tandis que la capacité de la batterie, mesurée en ampères-heures (Ah), reste inchangée à 100 Ah.

1.2 Les fonctions de la connexion série

Tension de sortie augmentée : En connectant les cellules en série, la tension de sortie est augmentée pour répondre aux exigences des applications haute tension.
Source d'alimentation efficace : les connexions en série peuvent fournir une source d'alimentation efficace pour les appareils nécessitant une haute tension et un faible courant. En effet, la tension augmente alors que la capacité totale reste la même.
Gestion des batteries : Lors du chargement ou de la décharge de batteries connectées en série, le système peut être facilement géré en gérant les tensions sur chaque cellule.
Sécurité : les connexions en série sont moins sujettes à la surchauffe car chaque cellule partage la charge de manière égale. Cela réduit le risque de surcharge ou de surchauffe d'une seule cellule, augmentant ainsi la sécurité de la batterie.
Évolutivité : La connexion en série permet une évolutivité, ce qui signifie que des cellules supplémentaires peuvent être ajoutées si nécessaire pour augmenter la tension de sortie globale du système.

1.3 Les problèmes possibles de connexion en série

Capacité totale réduite : Même si la tension de sortie augmente lorsque les cellules sont connectées en série, la capacité totale du système de batterie reste la même, ce qui signifie que moins d'énergie peut être stockée.
Risque de décharge profonde : Si une cellule d'un bloc-batterie connecté en série est déchargée en dessous de son niveau minimum de sécurité, cela pourrait entraîner des dommages permanents, voire une défaillance de cette cellule et éventuellement d'autres cellules de la série. .
Exigences de gestion complexes : Lorsque les cellules sont connectées en série, elles doivent être soigneusement gérées pour éviter une surcharge ou une sous-charge, ce qui peut entraîner une charge déséquilibrée et affecter à son tour la santé globale de la batterie. système .

Pour atténuer ces problèmes, il est important de garantir que toutes les cellules du pack connecté en série ont des capacités et des âges similaires. Powerqueen recommande d'ajouter de nouvelles batteries à votre parc de batteries acheté dans les trois mois suivant l'achat de votre batterie d'origine. Cela garantit que vos nouvelles batteries ont une durée de vie de cycle de charge comparable à celle de vos batteries actuelles et peuvent être facilement intégrées dans votre système existant. Une surveillance appropriée de la charge et de la tension du bloc-batterie est également essentielle pour éviter la surcharge et garantir un fonctionnement efficace du bloc-batterie.

Partie 2 : Tout sur la connexion parallèle

2.1 Qu'est-ce que la connexion parallèle de la batterie ?

La connexion parallèle de la batterie fait référence à la connexion du pôle positif au pôle positif et du pôle négatif au pôle négatif de plusieurs batteries. Dans cette configuration, la tension de sortie du parc de batteries reste la même que celle d'une batterie simple, mais la capacité globale du système est augmentée. La connexion parallèle est souvent utilisée dans les applications où un stockage d'énergie élevé est requis, telles que : b systèmes d'énergie solaire hors réseau ou véhicules électriques où une durée de fonctionnement plus longue est requise.

Parallelschaltung von Lithium-Eisenphosphat-Batterien

Par exemple, vous connectez quatre batteries 12,8 V 100 Ah en parallèle. Dans ce cas, vous disposez d’une capacité combinée de 400 Ah tandis que la tension reste inchangée à 12,8 V.

2.2 Les fonctions de la connexion parallèle

Capacité accrue : La fonction principale de la connexion parallèle est d'augmenter la capacité globale du système de batterie tout en maintenant la tension de sortie constante.
Utilisation efficace de l'énergie : La connexion parallèle permet aux appareils de consommer plus de courant sans affecter la tension globale du système, garantissant ainsi une utilisation plus efficace de l'énergie.
Durée d'exécution plus longue : La connexion parallèle est souvent utilisée dans les applications où une durée d'exécution plus longue est requise, telles que : b systèmes d'énergie solaire hors réseau ou véhicules électriques
Fiabilité améliorée : En combinant plusieurs batteries en parallèle, le système devient moins dépendant d'une seule batterie, améliorant ainsi la fiabilité du système.
Facile à gérer : Étant donné que chaque batterie en connexion parallèle reçoit la même tension, elles peuvent être chargées et déchargées individuellement sans affecter les autres batteries du système.
Évolutivité : Les connexions parallèles permettent l'évolutivité en ajoutant plus de batteries si nécessaire pour augmenter la capacité globale du système.

2.3 Les problèmes possibles de connexion parallèle

Bien que la mise en parallèle offre plusieurs avantages, elle présente également des risques et des défis potentiels qui doivent être pris en compte.
 
Risque accru de surcharge et de surchauffe : la connexion en parallèle augmente la capacité globale du système de batterie, ce qui facilite la consommation de courant supérieur à ce que les batteries peuvent supporter, ce qui entraîne une surcharge, une surchauffe et même un risque d'incendie.
Difficultés à équilibrer les charges entre les batteries : Lorsque les batteries sont connectées en parallèle, elles peuvent devenir déséquilibrées en raison de variations de leur capacité ou de leur âge, entraînant une réduction des performances et de la durée de vie.
Efficacité réduite : Les connexions parallèles peuvent entraîner une efficacité réduite car la résistance interne de chaque batterie affecte la résistance globale du système, ce qui peut réduire la quantité d'énergie fournie à la charge.
 

Partie 3 Comparaison entre la connexion en série et en parallèle des batteries LiFePO4

Dans cette section, nous discuterons des similitudes et des différences entre les connexions en série et en parallèle des batteries LiFePO4.

LiFePO4 Batterien

Similarités :

Possibilité d'augmenter les performances globales de la batterie : Les connexions en série et en parallèle peuvent améliorer les performances globales de la batterie. La connexion en série augmente la tension de sortie tandis que la connexion en parallèle augmente la capacité.
Utilisation dans diverses applications : Les circuits série et parallèle sont utilisés dans diverses applications telles que les camping-cars, les bateaux, les maisons solaires, les véhicules électriques et autres systèmes hors réseau.

Différences :

Sortie de tension : La connexion en série augmente la tension de sortie totale de la batterie, tandis que la connexion en parallèle ne modifie pas la tension de sortie d'une cellule ou d'une batterie individuelle.
Capacité : La connexion en parallèle augmente la capacité totale de la batterie, tandis que la connexion en série n'affecte pas la capacité, seulement la tension de sortie.
Efficacité : La connexion en parallèle est généralement plus efficace que la connexion en série car chaque cellule ou batterie est chargée et déchargée indépendamment, tandis que la connexion en série peut être compromise en cas de panne d'une cellule ou d'une batterie.

En résumé, les connexions en série et en parallèle des batteries LiFePO4 présentent des avantages similaires, mais diffèrent en termes de tension de sortie, de capacité et d'efficacité. Le choix du type de connexion à utiliser dépend de l'application spécifique et des caractéristiques de performance souhaitées.

Questions fréquemment posées sur la batterie en série et la connexion parallèle

1. Combien de batteries pouvez-vous connecter en série ?

Le nombre de batteries pouvant être connectées en série dépend généralement de la batterie et de son fabricant. Par exemple, Power Queen permet de connecter jusqu'à 4 des batteries LiFePO4 en série pour créer un système de 48 volts. Pour éviter de dépasser la limite recommandée pour les batteries connectées en série, il est important de vérifier auprès du fabricant de la batterie.

2. Combien de batteries pouvez-vous câbler en parallèle ?

Généralement, il n'y a aucune limite au nombre de batteries pouvant être connectées en parallèle tant qu'elles sont identiques et ont les mêmes spécifications. Cependant, il est important de s'assurer que la taille du câble et le système de charge de la batterie peuvent gérer l'augmentation de la consommation de courant provenant d'une connexion parallèle. Il est toujours recommandé de suivre les directives du fabricant et de demander conseil à un professionnel lors de la connexion de plusieurs batteries en parallèle afin de garantir des performances et une sécurité optimales.

3. Les batteries durent-elles plus longtemps en série ou en parallèle ?

Les batteries connectées en série et en parallèle ont des effets différents sur leur durée de vie. Il est donc difficile de faire une déclaration définitive sur le type de connexion qui prolongera la durée de vie des batteries.

Dans une connexion en série, les batteries sont connectées entre elles avec des bornes positives connectées aux bornes négatives, ce qui entraîne une augmentation de la tension de sortie. Cette configuration peut soumettre la batterie à des contraintes et à une chaleur accrues, ce qui pourrait réduire sa durée de vie globale. Si une cellule tombe en panne ou se détériore, cela peut avoir un impact négatif sur l’ensemble de la batterie.

D'autre part, en connexion parallèle, les batteries sont connectées entre elles avec des bornes positives connectées aux bornes positives et des bornes négatives connectées aux bornes négatives. La tension de sortie reste la même que celle d'une seule batterie, mais la capacité est augmentée. La connexion parallèle répartit la charge plus uniformément entre les cellules, réduisant ainsi le risque de surchauffe et la probabilité de défaillance prématurée due à une surcharge.

Dans l'ensemble, la durée de vie des batteries dépend de divers facteurs, notamment le type de batterie, les modes d'utilisation, l'entretien et les conditions de température. La durée de vie des batteries en série ou en parallèle dépend des spécificités de la situation. Il est toujours préférable de suivre les recommandations du fabricant et de demander conseil à un expert lors de la connexion de plusieurs batteries en série ou en parallèle pour garantir des performances, une sécurité et une longévité optimales.

Conclusion

En résumé, lors de la construction d'un système d'énergie solaire ou d'autres systèmes hors réseau, il est important de choisir le bon type de connexion pour vos batteries. Les connexions en série et en parallèle ont leurs avantages et leurs inconvénients, et le choix dépend de vos besoins spécifiques et de votre application.

La connexion en série est idéale pour les applications nécessitant une haute tension, tandis que la connexion en parallèle offre une capacité accrue pour une durée de fonctionnement plus longue. Chaque méthode de connexion a ses problèmes potentiels, tels que : b le risque de surchauffe ou de réduction de l’efficacité. Pour atténuer ces risques, une gestion et un entretien appropriés de la batterie sont essentiels.

Lors de la connexion de batteries en série ou en parallèle, il est recommandé de suivre les directives du fabricant et de demander conseil à un expert pour garantir des performances, une sécurité et une longévité optimales. Avec le bon type de connexion et la bonne gestion de la batterie, vous pouvez maximiser les performances et les capacités de stockage d'énergie de votre batterie pour les applications hors réseau.

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