ההבדל בין סוללות סדרתיות וסוללות מקבילות

23 באוגוסט 2024
14:31

בעת תכנון מערכות סוללות, הבנת ההבדל בין תצורות סדרתיות ומקבילות היא חיונית. לשתי השיטות הללו לחיבור סוללות יש השפעות ברורות על המתח, הקיבולת והביצועים הכוללים. מאמר זה בוחן את ההבדלים העיקריים בין סוללות סדרתיות וסוללות מקבילות כדי לעזור לך לקבל החלטות מושכלות לצרכי האנרגיה הספציפיים שלך.

תצורת סדרה

עליית מתח

בתצורה סדרתית, המסוף החיובי של סוללה אחת מחובר למסוף השלילי של הסוללה הבאה.

המתח הכולל של המערכת הוא סכום המתחים של כל הסוללות הבודדות. לדוגמה, אם תחבר ארבע סוללות 3.7V בסדרה, המתח הכולל יהיה 14.8V (3.7V x 4).

קיבולת קבועה

בעוד המתח עולה, הקיבולת (נמדדת באמפר-שעות, Ah) נשארת זהה לזו של סוללה בודדת.

אם לכל סוללה קיבולת של 2Ah, הקיבולת הכוללת של הסוללות המחוברות לסדרה עדיין תהיה 2Ah.

יישומים

תצורות סדרה משמשות בדרך כלל כאשר יש צורך במתח גבוה יותר, כגון בכלי רכב חשמליים, כלי עבודה חשמליים, וכמה מערכות אנרגיה מתחדשת כמו מערכות אנרגיה סולארית.

דרישות איזון

חיסרון אחד של חיבורי סדרה הוא הצורך באיזון. סוללות בסדרה חייבות להיות מאוזנות כדי להבטיח שהן נטענות ונפרקות באופן שווה, מה שדורש לעתים קרובות מעגלים נוספים או מערכת ניהול סוללות (BMS).

תצורה מקבילה

הגדלת קיבולת

בתצורה מקבילה, כל המסופים החיוביים מחוברים יחד, וכל המסופים השליליים מחוברים יחד.

הקיבולת הכוללת היא סכום הקיבולת של כל הסוללות הבודדות. לדוגמה, אם תחבר ארבע סוללות 2Ah במקביל, הקיבולת הכוללת תהיה 8Ah (2Ah x 4).

מתח קבוע

בעוד שהקיבולת גדלה, המתח נשאר זהה לזה של סוללה בודדת.

אם לכל סוללה יש מתח של 3.7V, המתח הכולל של הסוללות המקבילות עדיין יהיה 3.7V.

יישומים

תצורות מקבילות הן אידיאליות כאשר נדרש זמן ריצה ארוך יותר מבלי להגדיל את המתח, כגון במכשירים אלקטרוניים ניידים, מערכות כוח גיבוי וסוגים מסוימים של אחסון אנרגיה מתחדשת.

התפלגות נוכחית

יתרון אחד של חיבורים מקבילים הוא שהעומס הנוכחי מתחלק בין כל הסוללות, מה שמפחית את העומס על כל סוללה בודדת ועלול להאריך את תוחלת החיים שלהן.

תצורה משולבת סדרה-מקבילה

מתח ו קיבולת לְהַגדִיל

יישומים מסוימים דורשים גם מתח גבוה יותר וגם קיבולת מוגברת. במקרים כאלה, ניתן לחבר סוללות בתצורה משולבת בסדרה-מקבילה.

לדוגמה, אם אתה צריך מערכת 12V עם קיבולת גבוהה יותר, אתה יכול לחבר שלושה סטים של ארבע סוללות 3.7V בסדרה (בסך הכל 14.8V לסט) ולאחר מכן לחבר את אותם סטים במקביל כדי להגדיל את הקיבולת הכוללת.

מורכבות ואיזון

תצורות משולבות מציעות גמישות אך גם מוסיפות מורכבות. גם איזון המתח וגם הקיבולת הופכים קריטיים, ומצריכים מערכות ניהול מתוחכמות כדי להבטיח ביצועים ובטיחות מיטביים.

שיקולים מרכזיים

צרכי יישום

קבע אם היישום שלך דורש מתח גבוה יותר, קיבולת מוגברת או שניהם. זה ינחה אותך בבחירה בין תצורות סדרה, מקבילות או משולבות.

סוג בטריה

לכימיקלים שונים של סוללות (למשל, ליתיום-יון, עופרת-חומצה) יש מאפיינים משתנים שעשויים להשפיע על בחירת התצורה שלך. עיין תמיד בהנחיות היצרן לקבלת שיטות עבודה מומלצות.

בְּטִיחוּת וניהול

ניהול ואיזון נכון של סוללות בכל אחת מהתצורות חיוני לבטיחות ולאריכות ימים. השתמש במערכות טעינה מתאימות, במעגלי הגנה ובכלי ניטור כדי לשמור על תקינות הסוללה.

מַסְקָנָה

הבנת ההבדל בין סוללות סדרתיות וסוללות מקבילות היא בסיסית לאופטימיזציה של פתרונות אחסון האנרגיה שלך. תצורות סדרה מגדילות את המתח תוך שמירה על קיבולת, מה שהופך אותן למתאימות ליישומי מתח גבוה. תצורות מקבילות מגדילות את הקיבולת תוך שמירה על מתח, אידיאלית עבור יישומים הדורשים זמן ריצה ממושך. במקרים מסוימים, ייתכן שיהיה צורך בהגדרה משולבת של סדרה מקבילה כדי לעמוד בדרישות המתח והקיבולת. על ידי התחשבות בקפידה בצרכים הספציפיים שלך ובמאפייני הסוללות שלך, תוכל לתכנן מערכות אחסון אנרגיה יעילות ואפקטיביות.

למידע נוסף על תצורות סוללה וכיצד הן יכולות להועיל ליישומים הספציפיים שלך, בבקשה לפנות אלינו. אנחנו כאן כדי לעזור לך לעשות את הבחירות הטובות ביותר לצרכי האנרגיה שלך.

היי, אני מייביס.

היי, אני הכותב של הפוסט הזה, ואני עוסק בתחום זה יותר מ-6 שנים. אם אתה רוצה לסיטונאי תחנות כוח או מוצרי אנרגיה חדשים, אתה מוזמן לשאול אותי כל שאלה.