Аккумуляторные системы широко используются в возобновляемой энергетике, резервном электропитании, электромобилях, морских приложениях и автономных системах электроснабжения. Многие из этих систем требуют более высокого напряжения, чем может обеспечить одна батарея.
Если у вас есть четыре 12-вольтовых батареи и вы хотите собрать аккумуляторную батарею на 48 вольт, правильным методом будет их последовательное соединение. Такая конфигурация часто используется в системы хранения солнечной энергии Источники бесперебойного питания, телекоммуникационное оборудование и решения для хранения энергии в домашних условиях.
В этом руководстве мы объясним, как соединить 4 батареи последовательно, почему последовательное соединение увеличивает напряжение, какое оборудование вам понадобится и какие правила техники безопасности необходимы для создания надежной системы. 48V аккумуляторная система.
Что значит соединить 4 батареи последовательно?
Последовательное соединение 4 батарей означает соединение батарей в цепочку таким образом, чтобы положительный полюс одной батареи соединялся с отрицательным полюсом следующей батареи. При последовательном соединении напряжение суммируется, в то время как емкость в ампер-часах остается такой же, как у одной батареи.
Такая конфигурация особенно выгодна для домашнее хранилище энергии или солнечные системы, где требуется более высокое напряжение. Системы с более высоким напряжением выгодны, поскольку они снижают ток, необходимый для получения той же выходной мощности. Более низкий ток уменьшает потери энергии в кабелях, тепловыделение и необходимую толщину кабеля, что делает систему более эффективной и безопасной.
Пример: 4 × 12V Конфигурация батареи
Технические характеристики каждой батареи:
- Напряжение: 12V
- Производительность: 100Ah
- Энергетика: 1.2 kWh
Расчет: Энергия = Напряжение × Емкость
Итак: 12V × 100Ah = 1200 Вт·ч (1.2)kWh)
Для четырех батарей, соединенных последовательно:
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Напряжение | 48V |
| Вместимость | 100Ah |
| Энергия | 4.8kWh |
В итоге получается следующая система: 48V 100Ah аккумуляторная батарея (4.8) kWh).
Avepower Пример реализации проекта системы хранения энергии на основе высоковольтных батарей (832 В).
Avepower В сотрудничестве с литовским установщиком была развернута система 522.5. kWh Высоковольтная система хранения энергии. Система на 832 В постоянного тока, 628 Ач, использует элементы MB31 в интегрированных блоках с интеллектуальной системой хранения энергии. BMS и шкафы с классом защиты IP20.
Зачем использовать 4 12V Батареи для производства 48V?
Есть несколько причин, по которым пользователи предпочитают соединять 4 батареи последовательно, а не покупать одну единственную. 48V аккумулятор.
1. Гибкость
Двенадцативольтовые батареи широко доступны и легко доступны на большинстве рынков. Соединив четыре такие батареи, можно получить следующие типы батарей: 12V Соединив батареи последовательно, пользователи могут удобно собрать 48V аккумуляторная батарея, не требующая специализированных высоковольтных аккумуляторных модулей.
2. Простая замена
Если выйдет из строя одна батарея, возможно, удастся заменить неисправный блок вместо замены всего высоковольтного блока, хотя все решения о замене должны приниматься тщательно, чтобы сохранить баланс.
3. Подходит для 48V системы
Много инверторыКонтроллеры заряда солнечных батарей, телекоммуникационные устройства и системы хранения энергии разрабатываются с учетом этих требований. 48V архитектура. 48V система обеспечивает меньший ток, чем 12V система для того же уровня мощности, что помогает уменьшить сечение кабеля и потери энергии.
4. Повышение эффективности
В системах с более высоким напряжением требуется меньший ток для передачи той же мощности. Меньший ток помогает снизить потери энергии в кабеле, минимизировать выделение тепла и позволяет использовать более тонкие кабели.
| Напряжение системы | Потребляемый ток для 3000 Вт |
|---|---|
| 12V | 250A |
| 24V | 125A |
| 48V | 62.5A |
5. Практично для солнечной и резервной энергетики.
В условиях автономного проживания и гибридные солнечные приложения, 48V Аккумуляторные батареи часто предпочтительнее, поскольку они более эффективны, чем низковольтные батареи, особенно при питании больших нагрузок.
Как работает последовательное соединение простыми словами
Чтобы понять принцип последовательного соединения, представьте батареи как ступени лестницы. Каждая батарея повышает уровень напряжения на величину, равную значению другой батареи. 12VПри правильном подключении электрический потенциал увеличивается от одного конца аккумуляторной батареи к другому.
Вот основная логика:
- Начните с отрицательной клеммы батареи 1.
- Соедините положительную клемму батареи 1 с отрицательной клеммой батареи 2.
- Соедините положительную клемму батареи 2 с отрицательной клеммой батареи 3.
- Соедините положительную клемму батареи 3 с отрицательной клеммой батареи 4.
- Оставшиеся свободные клеммы становятся выходными:
- Отрицательный полюс системы = отрицательная клемма батареи 1
- Положительный полюс системы = положительный полюс батареи 4
В этот момент суммарное напряжение, измеренное между двумя свободными клеммами, должно составлять примерно 48V номинальный.
В полностью заряженном состоянии фактическое напряжение может быть выше, чем... 48V в зависимости от химического состава батареи. Например, свинцово-кислотные и литиевые аккумуляторы Имеют разные диапазоны зарядки и напряжения покоя. Тем не менее, номинальная система называется 48V потому что четыре 12V Батареи соединены последовательно.
Что вам понадобится перед последовательным подключением 4 батарей
Перед началом работы убедитесь, что батареи подходят для последовательного соединения и что все компоненты совместимы с... 48V системы.
1. Четыре идентичных 12V Аккумуляторы
Все батареи, соединенные последовательно, должны быть идентичными. Они должны обладать следующими характеристиками:
- Тот же бренд
- Та же вместимость
- Тот же химический состав батареи.
- Одинаковый возраст и состояние использования
Использование несовместимых батарей может привести к неравномерной зарядке и разрядке, что может снизить эффективность системы и сократить срок службы батарей. В тяжелых случаях это также может вызвать перегрев или преждевременный выход батареи из строя.
2. Кабели батареи
Используйте высококачественные медные аккумуляторные кабели с надлежащей изоляцией. Медь обеспечивает низкое электрическое сопротивление и улучшает протекание тока между батареями.
Сечение кабеля должно соответствовать силе тока в системе. Ниже приведены общие рекомендации:
| Текущий | Рекомендуемый размер кабеля |
|---|---|
| < 100A | 16 mm² |
| 100-200A | 25 mm² |
| > 200A | 35 мм² или больше |
Правильный выбор сечения кабеля снижает падение напряжения, выделение тепла и потери энергии.
3. Клеммы или шины аккумулятора
Клеммы или шины аккумуляторных батарей используются для создания надежных и стабильных соединений между батареями. Правильно подобранные разъемы обеспечивают низкое сопротивление и предотвращают ослабление контактов, которое может привести к перегреву.
4. Предохранитель или автоматический выключатель.
Предохранитель или автоматический выключатель необходимы для защиты системы. Он помогает предотвратить повреждения, вызванные:
- Короткие замыкания
- Условия перегрузки по току
- Неисправности проводки
Установка предохранителя рядом с аккумуляторной батареей — распространенная мера безопасности в аккумуляторных системах.
5. Изолированные инструменты
При работе с батареями всегда используйте изолированные инструменты. Это помогает предотвратить случайные короткие замыкания и снижает риск поражения электрическим током или повреждения оборудования во время установки.
Пошаговая инструкция: Как подключить 4 12V Батареи, соединенные последовательно, для создания 48V
Шаг 1: Установите батарейки на место.
Расположите четыре 12V Батареи должны располагаться достаточно близко, чтобы соединительные кабели могли свободно тянуться, но не настолько плотно, чтобы возникли проблемы с отводом тепла.
Назовите их мысленно или физически следующим образом:
- Аккумулятор 1
- Аккумулятор 2
- Аккумулятор 3
- Аккумулятор 4
Поддержание порядка в расположении элементов помогает избежать ошибок в полярности.
Шаг 2: Проверьте напряжение батареи.
Перед выполнением каких-либо подключений проверьте напряжение каждой батареи с помощью мультиметра.
Например, если они номинальные 12V Батареи, на каждой из которых может отображаться следующее:
- Примерно 12.6–12.8 В при полностью заряженном свинцово-кислотном аккумуляторе.
- Вокруг 13.2V до 13.6 В для некоторых литиевых батарей 12V батареи зависят от химического состава и уровня заряда
Ключевой момент заключается не в точном измерении, а в том, что напряжение всех четырех батарей должно быть очень близким. Большие различия указывают на неравномерный уровень заряда и могут вызвать проблемы после подключения.
Шаг 3: Соедините положительный полюс батареи 1 с отрицательным полюсом батареи 2.
Возьмите первый соединительный кабель и подключите:
- Положительный полюс батареи 1 (+) к отрицательному полюсу батареи 2 (-)
Затяните клеммы с усилием, указанным производителем. Не перетягивайте.
Шаг 4: Соедините положительный полюс батареи 2 с отрицательным полюсом батареи 3.
Возьмите второй соединительный кабель и подключите:
- Положительный полюс батареи 2 (+) к отрицательному полюсу батареи 3 (-)
На этом этапе цепь продолжает накапливать напряжение.
Шаг 5: Соедините положительный полюс батареи 3 с отрицательным полюсом батареи 4.
Возьмите третий соединительный кабель и подключите:
- Положительный полюс батареи 3 (+) к отрицательному полюсу батареи 4 (-)
Теперь четыре батареи соединены последовательно.
Шаг 6: Определите основные выходные клеммы.
В конце цепочки остаются два свободных терминала:
- Отрицательный полюс батареи 1 (-) становится основным отрицательным выходом.
- Положительный полюс батареи 4 (+) становится основным положительным выходом.
Это единственные два контакта, которые используются для подключения аккумуляторной батареи к... 48V инвертор, зарядное устройство, контроллер или нагрузка.
Шаг 7: Измерьте общее напряжение
Проверьте мультиметром соединение двух свободных клемм:
- Черный щуп на отрицательной клемме батареи 1
- Красный щуп на положительном полюсе батареи 4
Вам следует измерить приблизительно 48V номинальный.
В зависимости от химического состава батареи и уровня заряда, показания могут быть следующими:
- В некоторых состояниях покоя или частичного заряда напряжение составляет от 50 до 54 В.
- Повышен во время зарядки
- Ниже при разрядке
Но если показание близко к нулю, 12V, 24VЕсли напряжение составляет 36 В, проводка неисправна, и ее следует проверить перед подключением любого оборудования.
Простая схема подключения 4 батарей последовательно.
Вот простая текстовая схема:
Системный негатив
(-) Батарея 1 (+) — (-) Батарея 2 (+) — (-) Батарея 3 (+) — (-) Батарея 4 (+)
Системный позитив
Или более конкретно:
- Отрицательный полюс батареи 1 = отрицательный полюс системы
- Положительный полюс батареи 1 к отрицательному полюсу батареи 2.
- Положительный полюс батареи 2 к отрицательному полюсу батареи 3.
- Положительный полюс батареи 3 к отрицательному полюсу батареи 4.
- Положительный полюс батареи 4 = положительный полюс системы
Это стандартная схема для четырех батарей, соединенных последовательно.
Зарядка 48V Аккумуляторная батарея
После последовательного соединения четырех батарей их необходимо заряжать с помощью... 48V совместимое зарядное устройство.
Типичные напряжения зарядки:
| Тип батареи | Напряжение зарядки |
|---|---|
| Свинцово-кислотный | ~56–58 В |
| LiFePO4 | ~54–56 В |
Использование неподходящего зарядного устройства может повредить аккумуляторы.
Как проверить правильность подключения
После подключения аккумуляторов необходимо проверить напряжение, прежде чем подключать инвертор, зарядное устройство или нагрузку.
Используйте мультиметр
Установите мультиметр на измерение постоянного напряжения.
Место проведения:
- Черный щуп на отрицательной клемме батареи А.
- Красный щуп на положительном полюсе батареи D
Если батареи исправны и правильно заряжены, следует произвести приблизительно следующие измерения. 48V Номинальное значение, хотя реальные показания могут отличаться в зависимости от химического состава батареи и уровня заряда.
Например:
- В некоторых заряженных свинцово-кислотных системах может наблюдаться напряжение около 50–54 В.
- В литиевых системах напряжение может достигать 51–53.6 В или выше в зависимости от уровня заряда и химического состава.
Главное, чтобы напряжение было приблизительно равно сумме напряжений всех четырех источников. 12V батареи.
Также проверьте каждую батарею по отдельности.
Проверяйте каждую батарею по отдельности:
- Батарея А
- Батарея Б
- Аккумулятор С
- Батарея Д
Напряжение между ними должно быть близким. Большая разница может указывать на слабый аккумулятор, плохое соединение или неравномерный уровень заряда.
4 батареи, соединенные последовательно, против параллельного соединения
- Последовательное соединение увеличивает напряжение.
- Параллельное подключение увеличивает емкость в ампер-часах (Ач).
Поэтому, когда говорят о четырех батареях, соединенных последовательно и параллельно, часто подразумевают расположение четырех батарей в смешанной конфигурации, а не все в одной прямой последовательной цепочке и не все в одной параллельной группе.
| Количество батарей | Метод проводки | Номинальная мощность одной батареи | Тип соединения | Окончательный вывод |
|---|---|---|---|---|
| 4 | Соедините все 4 батареи последовательно. | 12V 100Ah | Серии | 48V 100Ah |
| 4 | Соедините все положительные клеммы вместе и все отрицательные клеммы вместе. | 12V 100Ah | Параллельные | 12V 400Ah |
| 4 | Соедините по 2 батареи последовательно в каждой цепочке, затем соедините эти 2 цепочки параллельно. | 12V 100Ah | Последовательно-параллельный | 24V 200Ah |
Статьи по теме: 4 батареи параллельно
Когда 48V Система имеет больше смысла, чем 12V or 24V
Многие небольшие системы начинаются с 12V потому что это просто и привычно. Но по мере увеличения размера системы, 48V становится более привлекательным.
A 48V Аккумуляторная батарея, собранная из 4 батарей, соединенных последовательно, обычно является лучшим выбором в следующих случаях:
- Мощность нагрузки от умеренной до высокой
- Длина кабельных трасс больше.
- Мощность инвертора составляет 3000 Вт или выше.
- Эффективность имеет значение.
- Необходимо снизить тепловые и электрические нагрузки.
- Система является частью системы хранения солнечной энергии.
Короче говоря, 48V Когда проект выходит за рамки практических возможностей, разработка систем часто становится следующим шагом. 12V.
Вам нужно решение для хранения энергии с более высоким напряжением?
Если вам нужна аккумуляторная система более высокого напряжения для жилых помещений. ESSДля коммерческих проектов резервного электроснабжения или проектов хранения солнечной энергии выбор правильной конфигурации батареи имеет решающее значение для безопасности, эффективности и долгосрочной работы. Avepower предлагает профессиональные решения для хранения энергии высокого напряжения с надежным LiFePO4 технологии и гибкая настройка системы в соответствии с различными потребностями приложений.
Avepower уже поддерживает 522.496kWh высокое напряжение ESS Проект в Литве, построенный на основе архитектуры с номинальным напряжением 832 В постоянного тока для поддержки коммерческих и промышленных сетей и интеграции возобновляемых источников энергии. Система была сконфигурирована как компактное решение с четырьмя шкафами, с двумя кластерами, соединенными параллельно, что демонстрирует высокие возможности в проектировании, интеграции и поставке высоковольтных систем.
Решения для хранения энергии высокого напряжения с Avepower
Контакты Avepower Приглашаем вас сегодня обсудить диапазон напряжения, целевую мощность и требования проекта.
FAQ
Чтобы соединить 4 батареи последовательно и сделать 48Vподключите положительный вывод первого 12V Затем подсоедините одну батарею к отрицательному полюсу второй, после чего повторите ту же процедуру для всех четырех батарей. Оставшийся свободный отрицательный полюс первой батареи и свободный положительный полюс четвертой батареи становятся... 48V выходные клеммы.
Если вы используете четыре 12V При использовании батарей их общее номинальное напряжение составит: 12V + 12V + 12V + 12V = 48VТаким образом, 4 батареи, соединенные последовательно, дают 48Vпри условии, что все батареи правильно подключены и находятся в исправном состоянии.
Нет. При последовательном соединении 4 батарей напряжение увеличивается, но емкость в ампер-часах остается такой же, как у одной батареи.
Если вы подключите 4 x 12V 100Ah Батареи, соединенные последовательно, дают 48V 100Ah банк аккумуляторов.
Нет. Аккумуляторная батарея, состоящая из 4 батарей, соединенных последовательно, становится 48V система, поэтому она требует 48V Зарядное устройство, соответствующее химическому составу аккумулятора. 12V Зарядное устройство не подходит для зарядки 48V банк аккумуляторов.
Тянущий 12V Питание от одной батареи в последовательно соединенной батарее из четырех может привести к неравномерному разряду и дисбалансу батарей. Со временем это может повредить батарею и сократить общий срок ее службы.
