Connaissance du câblage des batteries en lignes et parallèle
, Depuis Sally Zhuang, 12 temps de lecture min
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 circuits en série
- 1.1 Qu'est-ce que la connexion série de batteries ?
- 1.2 Les fonctions du circuit série
- 1.3 Les problèmes possibles de la connexion en série
Partie 2 Tout sur les circuits parallèles
- 2.1 Qu'est-ce que la connexion parallèle de la batterie ?
- 2.2 Les fonctions de la connexion parallèle
- 2.3 Les problèmes possibles de connexion parallèle
Partie 3 Comparaison entre la connexion en série et en parallèle des batteries LiFePO4
Partie 4 Questions fréquemment posées sur la connexion en série et en parallèle des batteries
Partie 1 Tout sur les circuits en série
1.1 Qu'est-ce que la connexion série de batteries ?
Lorsqu'il s'agit d'augmenter la tension de sortie globale d'un bloc-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 largement utilisée dans des applications telles que les véhicules électriques, les systèmes d'énergie solaire et les alimentations de secours pour les bâtiments.
Supposons que vous en commutiez quatre Batteries 12,8 V 100 Ah en série. Dans ce cas, vous avez 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 du circuit série
- Augmentation de la tension de sortie : En connectant les cellules en série, la tension de sortie est augmentée pour répondre aux exigences des applications haute tension.
- Source d'énergie efficace : Les circuits en série peuvent fournir une source d’alimentation efficace pour les appareils nécessitant une tension élevée et un courant faible. C'est parce que la tension augmente alors que la capacité totale reste la même.
- Gestion de la batterie : Lors de la charge ou de la décharge de batteries connectées en série, le système peut être facilement géré en gérant les tensions sur chaque cellule.
- Sécurité:Les circuits en série sont moins sujets à la surchauffe car chaque cellule partage la charge de manière uniforme. 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 selon les besoins pour augmenter la tension de sortie globale du système.
1.3 Les problèmes possibles de la connexion en série
- Capacité globale réduite :Alors que la tension de sortie augmente lorsque les cellules sont connectées en série, la capacité totale du système de batterie reste la même, de sorte 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 peut provoquer des dommages permanents ou même une défaillance de cette cellule et éventuellement d'autres cellules de la série.
- Exigences administratives complexes :Lorsque les cellules sont connectées en série, elles doivent être gérées avec soin pour éviter une surcharge ou une sous-charge, ce qui peut entraîner une charge déséquilibrée et, à son tour, affecter la santé globale du système de batterie.
Pour atténuer ces problèmes, il est important de s’assurer 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 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 à votre système existant. Une charge et une surveillance appropriées de la tension du pack sont également essentielles pour éviter la surcharge et assurer un fonctionnement efficace du pack de batteries.
Partie 2 Tout sur les circuits parallèles
2.1 Qu'est-ce que la connexion parallèle de la batterie ?
La connexion en parallèle de batteries fait référence à la connexion de plusieurs batteries pôle positif au pôle positif et pôle négatif au pôle négatif. Dans cette configuration, la tension de sortie du parc de batteries reste la même que celle d'une seule batterie, mais la capacité totale du système est augmentée. La connexion parallèle est souvent utilisée dans les applications où un stockage d'énergie élevé est requis, telles que : Par exemple. systèmes d'énergie solaire hors réseau ou véhicules électriques nécessitant une durée de fonctionnement plus longue.
Par exemple, vous fermez 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 totale 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.
- À plus long terme : La connexion parallèle est souvent utilisée dans les applications où une durée d'exécution plus longue est requise, telles que : Par exemple. 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, ce qui améliore la fiabilité du système.
- Administration facile :Étant donné que chaque batterie d’un circuit 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 selon les besoins pour augmenter la capacité globale du système.
2.3 Les problèmes possibles de la connexion parallèle
Bien que la connexion 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 parallèle augmente la capacité globale du système de batterie, ce qui facilite la consommation de plus de courant que ce que les batteries peuvent gérer, ce qui entraîne une surcharge, une surchauffe et même des risques d'incendie.
- Difficultés d'équilibrage de charge entre les batteries :Lorsque les batteries sont connectées en parallèle, elles peuvent devenir déséquilibrées en raison des fluctuations de leur capacité ou de leur âge, ce qui entraîne une réduction des performances et de la durée de vie.
- Efficacité réduite :Les connexions parallèles peuvent entraîner une réduction de l’efficacité car la résistance interne de chaque batterie affecte la résistance globale du système, ce qui peut réduire la quantité d’énergie délivrée 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 circuits de batterie LiFePO4 en série et en parallèle.
3.1 Similitudes :
- Capacité à 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 en série et en parallèle sont utilisés dans une variété d'applications telles que les camping-cars, les bateaux, les maisons solaires, les véhicules électriques et d'autres systèmes hors réseau.
3.2 Différences :
- Tension de sortie :La connexion en série augmente la tension de sortie globale 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 parallèle augmente la capacité totale de la batterie, tandis que la connexion en série n'affecte pas la capacité, mais uniquement la tension de sortie.
- Efficacité:La connexion 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 affectée si une cellule ou une batterie tombe en panne.
En résumé, les connexions de batteries LiFePO4 en série et en parallèle 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.
Partie 4 Questions fréquemment posées sur la connexion en série et en parallèle des batteries
4.1 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, Reine du pouvoirpour connecter jusqu'à 4 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.
4.2 Combien de batteries pouvez-vous câbler en parallèle ?
En général, il n'y a pas de limite au nombre de batteries pouvant être connectées en parallèle tant qu'elles sont identiques et ont les mêmes spécifications.Il est toutefois essentiel de s’assurer que la taille du câble et le système de charge de la batterie peuvent gérer la consommation de courant accrue de la 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 pour garantir des performances et une sécurité optimales.
4.3 Les batteries durent-elles plus longtemps lorsqu'elles sont connectées 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 permet aux batteries de durer plus longtemps.
Dans un circuit en série, les batteries sont connectées ensemble avec les 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 plus importantes, 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.
En revanche, dans une connexion parallèle, les batteries sont connectées ensemble avec les bornes positives connectées aux bornes positives et les 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 de la batterie dépend de plusieurs facteurs, notamment le type de batterie, le mode d’utilisation, l’entretien et les conditions de température. La durée de vie plus longue 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 circuits en série et en parallèle présentent tous deux leurs avantages et leurs inconvénients, et le choix dépend de vos besoins et de votre application spécifiques.
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 présente 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 des batteries 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 pack de batteries pour les applications hors réseau.
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