Три схеми з'єднання акумуляторних батарей для електроживлення
- Підвищення робочої напруги батареї
- Збільшення ємності джерела живлення
- Підвищення напруги з одночасним збільшенням ємності АКБ
- Особливості комплектування батарей акумуляторів
Акумуляторні батареї (АКБ) в залежності від їх призначення збираються з певної кількості акумулюють енергію елементів. Схема з'єднання акумуляторних батарей при цьому залежить від того, яка переслідується мета. Це може бути збільшення ємності батареї, підвищення напруги або поєднання обох цих параметричних характеристик пристрою. 
В основному батареї збирають послідовно-паралельно, а самі збірки служать для проміжного або резервного зберігання електроенергії
Відомі й повсюдно застосовуються 3 варіанти з'єднання окремих акумуляторів в батарею: послідовне, паралельне і змішане або комбіноване.
Підвищення робочої напруги батареї
Акумулятори електричної енергії мають різне робоча напруга. Варіюватися воно може в дуже широкому діапазоні: від 0,5 до 48 Вольт. У той же час, для забезпечення автономного живлення приладів, запуску двигунів внутрішнього згоряння, харчування електроприводної техніки потрібно інший діапазон напруг. Підвищити робоча напруга автономного джерела струму можна послідовним з'єднанням декількох акумуляторів в батарею.
Схеми і формули при послідовному з'єднанні батарей
При послідовному з'єднанні коммутируются різнополярні клеми акумулятора. Плюсової висновок попереднього пристрою з'єднується з мінусовим висновком наступного. Сумарне робоча напруга батареї при такому способі дорівнюватиме сумі робочих напруг комутованих джерел струму. Це означає, що для отримання АКБ з робочою напругою 12 В необхідно послідовно з'єднати 4 трехвольтних джерела або 10 акумуляторів з робочою напругою 1,2 В. Ємність скомплектувати послідовним з'єднанням джерел не змінюється і залишається рівною ємності кожного включеного в схему акумулятора.
Очевидним і наочним прикладом такого способу комплектації батареї можуть служити автомобільні АКБ. У них окремі джерела, іменовані банками, об'єднані в загальному корпусі і послідовно з'єднані свинцевими шинами. Вибір в якості матеріалу для сполучних шин свинцю пояснюється просто: акумуляторні електроди також виготовляються зі свинцю. Шини, інтегровані в комунікаційну схему, з'єднуються з електродами на молекулярному рівні, а не механічно. Це дозволять уникнути виникнення електрохімічних корозійних процесів.
Збільшення ємності джерела живлення
Нерідкі технічні умови, коли від джерела живлення при збереженні робочої напруги потрібна підвищена ємність. У таких випадках для комплектування батареї застосовується паралельне з'єднання акумуляторів. Такий спосіб коммутирования дозволяє в рази, а в особливо відповідальних випадках - в десятки разів збільшити сумарну ємність живильного пристрою.
Паралельне з'єднання батарей з формулами
Паралельне з'єднання здійснюється шляхом комутації однополюсних висновків джерел струму: плюсовий та мінусовий виводи попереднього акумулятора з'єднуються з однойменними висновками наступного. Сумарна електрична ємність скомпонованою таким способом комутації батареї буде дорівнює сумі електричних ємностей входять в схему окремих джерел. Це означає, що при з'єднанні трьох акумуляторних батарей з номінальною ємністю 60 А * год вийде пристрій, що має електричну ємність 180 А * год.
Як приклад підключення акумуляторних батарей паралельної комутацією можна привести джерела безперебійного або аварійного живлення приладів і апаратури. Паралельно підключаються АКБ великовантажних автомобілів і важкої спеціальної техніки з великим об'ємом двигуна. Великий поширення паралельна комутація отримала на флоті: тут паралельно з'єднані пристрої харчування застосовуються для запуску допоміжних дизелів, роботи освітлення, систем зв'язку і життєзабезпечення в аварійних ситуаціях.
Підвищення напруги з одночасним збільшенням ємності АКБ
Яскравим прикладом змішаного або комбінованого з'єднання акумуляторів в комплекс з необхідними показниками робочої напруги та електричної ємності служать джерела живлення машин з електричним приводом.
ВАЖЛИВО! При збільшенні ємності акумуляторних батарей збільшуються і струми. Правильно підбирайте перетину проводів! Використовуйте негорючі або самозагасаючі дроти.
Тягові акумуляторні батареї для забезпечення роботи приводних і керуючих двигунів електроприводних машин і механізмів комплектуються саме за такою схемою. Досить докладно про способи з'єднання АКБ викладено в цьому відео:
Комбіноване з'єднання має на увазі використання в комутаційної схемою одночасно послідовного і паралельного способів підключення. Можливі два варіанти:
1. Спочатку методом послідовного з'єднання джерел готуються батареї з необхідною робочою напругою. На другому етапі паралельно комутується необхідну кількість підготовлених збірок для забезпечення потрібної електричної ємності.
2. У другому варіанті паралельної комутацією попередньо набираються батареї з необхідною ємністю. Після цього пристрою з'єднуються послідовно до досягнення необхідного робочого напруги.
Схема послідовно-паралельного з'єднання акумуляторних батарей найбільш часто застосовується, так як сучасні батареї для автономного енергозабезпечення будинків мають номінальну напругу 3,4 В
Комплектування АКБ комбінованим способом дозволяє формувати джерела живлення, напруга і електрична ємність яких обмежується тільки займаним ними робочим простором.
Особливості комплектування батарей акумуляторів
Всі три способи з'єднання окремих джерел живлення в комплекс підкоряються не складним, але важливим для ефективної і довгострокової експлуатації правилам.
Послідовно-паралельна схема підключення на прикладі літій-іонних батарей
Пролонгована робота батареї і її економічна доцільність може бути забезпечена при дотриманні наступних правил:
- електрична ємність включаються в комплекс джерел не повинна відрізнятися на величину, що перевищує 5% від номінальної;
- робочі напруги окремих елементів батареї повинні знаходитися в розумному співвідношенні;
- експлуатаційне технічний стан включаються в комплекс автономного живлення елементів повинно бути максимально збалансованим;
- перетин комутаційних ліній і шин має бути розраховане з урахуванням струмових навантажень як всередині батареї, так і в зовнішніх електричних ланцюгах.
Асортимент пропонованих ринком джерел живлення при грамотному підході дозволяє створювати акумуляторні батареї з усіма необхідними для надійного використання характеристиками.