Connexion série et parallèle des batteries

Lors de l'exploitation de sources de courant autonomes, des situations sont souvent rencontrées lorsqu'il est nécessaire d'utiliser simultanément plusieurs éléments connectés d'une certaine manière. Cela nécessite une certaine connaissance des caractéristiques du flux de courant dans des circuits avec plusieurs alimentations. Cet article décrit les nuances des différentes méthodes de connexion des batteries dans une batterie combinée.

Pourquoi connecter des batteries

Certains appareils autonomes nécessitent des valeurs de courant et de tension difficiles à fournir avec les alimentations galvaniques standard disponibles.

En règle générale, c'est la nécessité d'un courant de sortie plus puissant, d'une valeur accrue de la tension ou de la capacité. Pour résoudre ces problèmes, il est nécessaire de créer diverses configurations de connexions de source de courant, chacune ayant ses propres caractéristiques.

Options de connexion de la batterie

Il existe trois schémas de connexion de batterie dans les assemblages avec les paramètres requis:

1. Série - la tension de toutes les batteries est ajoutée;
2. Parallèle - la capacité se développe;
3. Combiné série-parallèle - pour augmenter la capacité et la tension.

Tous ont certaines caractéristiques que vous devez connaître pour assurer la sécurité et le fonctionnement à long terme des batteries et des appareils qu'elles alimentent.

La principale exigence pour toutes les méthodes de commutation est d'exclure l'utilisation de batteries fabriquées par différentes technologies dans l'assemblage (par exemple, Li-ion et Ni-Mh ne peuvent pas être connectés en même temps).

Connexion série de la batterie

Pour assurer une tension suffisante et une durée de fonctionnement acceptable des appareils électriques, des batteries sont souvent utilisées dans lesquelles les anodes et les cathodes des éléments individuels (sections) sont connectées en série les unes aux autres par des conducteurs.

L'anode et la cathode des sources d'énergie extrêmes de la batterie combinée résultante sont ses avantages et inconvénients communs. Pour une batterie composée d'éléments connectés en série, la tension résultante est égale à la somme des tensions des sources de courant utilisées. La capacité résultante de la batterie résultante est égale à celle qui a la plus faible des batteries connectées. Lors du fonctionnement d'un tel ensemble, le même courant circule à travers chaque élément (à la fois pendant la charge et pendant la décharge).

En connectant six batteries en série, dont chacune a une tension de 1,2 volts et une capacité de 1200 mAh, un assemblage de 6x1,2 = 7,2 v avec une capacité de 1200 mAh sera obtenu.

Si l'assemblage utilise des éléments de capacités différentes, ceux qui ont une capacité inférieure auront une résistance interne plus élevée que les autres. La chute de tension entre eux sera plus importante, ce qui entraînera une décharge rapide de l'élément le plus faible du processus.

Dans le même temps, des batteries d'assemblage plus puissantes seront toujours opérationnelles et l'assemblage sera opéré. Cela entraînera une forte décharge de la batterie la plus faible, ce qui réduira ses ressources et sa capacité.

Lors de la charge d'un tel ensemble, la batterie la plus faible est chargée avant les autres éléments, mais en raison du fait que les autres n'ont pas encore été chargés, le courant de charge continuera de le traverser, ce qui entraînera une surcharge et une surchauffe.Ceci est particulièrement dangereux pour les batteries qui contiennent des composés de lithium en raison de leur sensibilité accrue à la surcharge et à la décharge forte.

Important! En fin de compte, une décharge amplifiée et une recharge constamment répétées d'un élément d'assemblage faible entraîneront rapidement sa défaillance. Par conséquent, en connexion série, des éléments de capacité égale doivent être utilisés. Cela ne peut être réalisé qu'en utilisant des alimentations électriques fabriquées par le même fabricant, de préférence à partir du même lot.

Il est préférable de charger séparément chaque source d'alimentation de la batterie assemblée ou d'utiliser une charge d'égalisation avec contrôle de tension (régulation de courant) sur chaque élément.

Connexion de batterie parallèle

Dans ce cas, toutes les anodes sont connectées avec un conducteur commun, et avec l'autre sont toutes les cathodes des batteries connectées. Ce circuit est utilisé lorsqu'une intensité accrue de la batterie de collecte est nécessaire.

La capacité totale (courant fourni) de l'ensemble résultant est égale à la somme des capacités (courants passants) des sources d'alimentation connectées. Sa tension sera égale à la tension de l'élément avec la plus grande force électromotrice, et elle sera la même sur toutes les sources de la batterie résultante.

Avec une connexion parallèle de six batteries, dont chacune a une tension de 1,2 volts et une capacité de 1200 mAh, un assemblage de 1,2v avec une capacité de 6 * 1200 = 7200 mAh sera obtenu.

Attention! Lorsque plusieurs sources identiques de tension différente sont connectées en parallèle, le courant circule d'une source avec une tension plus élevée vers un élément avec une tension plus basse.

Cela a un effet dévastateur sur ceux qui ont moins de capacité. En raison de la circulation des courants, il est interdit de connecter des batteries jetables en parallèle, ce qui conduit à la charge des cellules avec une tension plus faible, leur surchauffe, une fuite d'électrolyte ou même une explosion.

Dans le cas d'une connexion parallèle d'une source avec une grande tension de petite capacité à un élément de plus grande capacité, mais avec une tension plus faible, un court-circuit électrique d'une batterie faible se produit par une résistance interne plus faible d'une batterie forte. De ce fait, un fort courant circule dans une source faible, ce qui conduit à sa destruction progressive.

Dans le cas d'une haute tension sur une batterie de plus grande capacité, une charge forcée d'un élément faible se produit, ce qui a également un effet néfaste sur celle-ci. Sur cette base, avant d'assembler la batterie, il est recommandé d'égaliser les tensions de chacune de ses cellules à la même valeur.

Important! Pour éliminer l'effet destructeur des courants de débordement lorsque les batteries sont connectées en parallèle, des batteries de même tension doivent être utilisées.

Connexion série-parallèle des batteries

Si vous tenez compte des règles de connexion des batteries dans des assemblages série et parallèle, vous pouvez créer des options combinées complexes en utilisant simultanément les deux méthodes. Cela vous permet d'augmenter la capacité et la tension résultantes, ce qui est particulièrement nécessaire dans les systèmes autonomes d'alimentation en énergie, les véhicules électriques et autres appareils à forte consommation de courant électrique.

La batterie combinée peut être assemblée de deux manières:

1. Le nombre requis d'ensembles connectés en série avec la tension requise est compilé, puis ils sont combinés en une seule batterie à l'aide d'une commutation parallèle.
2. Les batteries sont créées avec des batteries connectées en parallèle de la capacité requise, qui sont ensuite commutées séquentiellement jusqu'à ce que la tension souhaitée soit réglée.

Important! Il faut comprendre que même si toutes les règles de connexion sont respectées, il est impossible de sélectionner des batteries aux caractéristiques absolument identiques. Cela entraînera inévitablement un déséquilibre dans les valeurs de capacité et de tension, ce qui, avec le temps, entraînera une usure accrue des batteries plus faibles.

Précautions de connexion

Avec toutes les méthodes de connexion de la batterie, un certain nombre de précautions doivent être observées:

• observer les mesures de sécurité pour le fonctionnement des installations électriques afin d'exclure les chocs électriques (l'essentiel n'est pas de créer un chemin de courant à travers le corps humain):
• observer la polarité de la connexion;
• Ne créez pas de courts-circuits;
• lors du montage des batteries, déconnectez-en la charge;
• connectez le chargeur à la batterie lorsqu'il est déconnecté du réseau;
• le travail doit être effectué dans des vêtements et des chaussures isolants appropriés, sans objets métalliques susceptibles de tomber et de court-circuiter les contacts;
• Ne touchez pas les bornes de la batterie avec vos mains, en particulier avec deux mains à des pôles différents (cela est très dangereux sur des batteries puissantes à haute tension);
• utiliser un outil spécial avec des pièces isolées;
• ne travaillent pas en mauvaise santé;
• prendre en compte les courants traversant la batterie de collecte et la charge et utiliser des conducteurs adaptés à la section;
• lors de la connexion des éléments dans une seule batterie, assurez un contact fiable et isolé des influences externes;
• pour assurer une protection fiable des batteries préfabriquées contre les courts-circuits et l'humidité;
• utiliser des batteries ayant les mêmes caractéristiques et le même degré d'usure;
• vérifiez soigneusement la batterie assemblée pour les erreurs de commutation.

Ce qui peut provoquer des erreurs lors de la connexion de la batterie

Pour éliminer les erreurs lors de la connexion des batteries, il est conseillé d'utiliser des connecteurs spéciaux qui éliminent les erreurs de commutation, par exemple, des adaptateurs T-Plug. Si les batteries ne sont pas connectées correctement dans le même ensemble, des erreurs peuvent se produire pouvant entraîner des conséquences très graves:

• avec une connexion parallèle, un court-circuit se forme, à la suite duquel une violente réaction chimique se produit dans les batteries, qui entraînera très rapidement une fuite d'électrolyte, une déformation du boîtier, un incendie ou même une explosion;
• lorsqu'il est connecté en série avec la mauvaise polarité, le circuit est ouvert, mais lorsque la charge est connectée, un courant inverse peut apparaître à travers l'élément mal connecté, ce qui l'endommagera;
• avec un court-circuit long d'une ou plusieurs batteries, inflammation de l'isolant, fusion des conducteurs, réaction violente à l'intérieur de la batterie, fuite d'électrolyte, déformation du boîtier, incendie ou explosion est inévitable;
• avec un court-circuit à court terme des contacts, la batterie restera opérationnelle, mais une détérioration de l'état des électrodes à l'intérieur de la batterie peut entraîner une diminution de la capacité;
• lors de l'utilisation de conducteurs non conçus pour les courants de travail, ils surchaufferont, leur isolation fondra, ce qui peut entraîner un court-circuit et les conséquences qui en découlent.

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