Praktische overwegingen – Batterijen

Wanneer batterijen met elkaar worden verbonden om grotere “banken” te vormen (een batterij van batterijen?), Moeten de samenstellende batterijen op elkaar worden afgestemd om geen problemen te veroorzaken.

Batterijen in serie

Eerst zullen we overwegen om batterijen in serie aan te sluiten voor een hoger voltage:

We weten dat de stroom op alle punten in een serieschakeling gelijk is, dus de hoeveelheid stroom die er is in een van de in serie geschakelde batterijen moet ook voor alle andere gelijk zijn. Om deze reden , moet elke batterij dezelfde amp-uur-classificatie hebben, anders raken sommige batterijen eerder leeg dan andere, waardoor de capaciteit van de hele bank in gevaar komt. Houd er rekening mee dat de totale capaciteit van deze serie accus niet wordt beïnvloed door het aantal batterijen.

Batterijen parallel

Vervolgens zullen we overwegen om batterijen parallel aan te sluiten voor een grotere stroom huurcapaciteit (lagere interne weerstand), of grotere ampère-uurcapaciteit:

We weten dat de spanning gelijk is over alle takken van een parallel circuit, dus we moeten er zeker van zijn dat deze batterijen van gelijke spanning zijn. Als dat niet het geval is, zullen er relatief grote stromen van de ene batterij naar de andere circuleren, waarbij de batterijen met een hogere spanning de batterijen met een lagere spanning overmeesteren. Dit is niet goed.

Overstroombeveiliging

Bij ditzelfde thema moeten we er zeker van zijn dat eventuele overstroombeveiliging (stroomonderbrekers of zekeringen) op een zodanige manier is geïnstalleerd dat deze effectief is . Voor onze serie-accubank is één zekering voldoende om de bedrading tegen overmatige stroom te beschermen, aangezien elke onderbreking in een serieschakeling de stroom door alle delen van het circuit stopt:

Met een parallelle accubank is één zekering voldoende om de bedrading te beschermen tegen overstroom van de belasting (tussen de parallel geschakelde accus en de belasting), maar we hebben ook andere zorgen om tegen te beschermen. Het is bekend dat batterijen intern kortsluiten als gevolg van een defecte elektrode-afscheider, wat een probleem veroorzaakt, niet anders dan wanneer batterijen met een ongelijke spanning parallel zijn aangesloten: de goede batterijen zullen de defecte (lagere spanning) batterij overbelasten, waardoor relatief grote stromen ontstaan binnen de aansluitdraden van de batterijen. Om ons tegen deze mogelijkheid te beschermen, moeten we elke batterij tegen overstroom beschermen met afzonderlijke batterijzekeringen, naast de belastingszekering:

Bij het omgaan met secundaire-celbatterijen moet bijzondere aandacht worden besteed aan de methode en het tijdstip van opladen. Verschillende soorten en constructies van batterijen hebben verschillende oplaadbehoeften, en de aanbevelingen van de fabrikant zijn waarschijnlijk de beste leidraad om te volgen bij het ontwerpen of onderhouden van een systeem. Twee verschillende problemen met het opladen van de batterij zijn fietsen en overladen. Fietsen verwijst naar het proces waarbij een batterij wordt opgeladen tot een “volledige” toestand en deze vervolgens wordt ontladen naar een lagere toestand. Alle batterijen hebben een eindige (beperkte) levensduur en de toegestane “diepte” van de cyclus (hoe ver deze moet zijn op elk moment ontladen) varieert van ontwerp tot ontwerp. Overladen is de toestand waarbij de stroom verder wordt teruggedrongen door een secundaire cel voorbij het punt waarop de cel volledig is opgeladen. Met name bij loodzuurcellen leidt overladen tot elektrolyse van het water (het water uit de batterij “koken”) en een kortere levensduur.

Elke batterij die water in de elektrolyt bevat, is onderhevig aan de productie waterstofgas als gevolg van elektrolyse. Dit geldt met name voor overladen loodzuurcellen, maar niet exclusief voor dat type. Waterstof is een uiterst brandbaar gas (vooral in de aanwezigheid van vrije zuurstof die door hetzelfde elektrolyseproces wordt gecreëerd), reukloos en kleurloos . Dergelijke batterijen vormen zelfs onder normale bedrijfsomstandigheden een explosiegevaar en moeten met respect worden behandeld. De auteur is uit de eerste hand getuige geweest van een explosie van loodzuurbatterijen, waarbij een vonk ontstaat door het verwijderen van een batterijlader (kleine gelijkstroomvoeding ) uit een autobatterij ontstoken waterstofgas in de batterijbehuizing, waarbij de bovenkant van de batterij wordt geblazen en overal zwavelzuur wordt gespat. Dit gebeurde niet minder in een autowerkplaats op een middelbare school. Als het niet voor iedereen was Als de leerlingen in de buurt een veiligheidsbril en een overall met knoopkraag dragen, kan de aanzienlijke verwonding hebben plaatsgevonden.

Wanneer u oplaadapparatuur op een accu aansluit en loskoppelt, moet u de laatste verbinding (of de eerste ontkoppeling) altijd op een locatie ver weg maken. van de accu zelf (zoals op een punt op een van de accukabels, minstens 30 cm verwijderd van de accu), zodat de resulterende vonk weinig of geen kans heeft om waterstofgas te ontsteken.

In grote, permanent geïnstalleerde accubanken zijn accus uitgerust met ontluchtingskappen boven elke cel en wordt waterstofgas buiten de accukamer afgevoerd via kappen direct boven de accus. Waterstofgas is erg licht en stijgt snel. Het grootste gevaar is wanneer het zich mag ophopen in een gebied, in afwachting van ontsteking.

Modernere ontwerpen van loodzuuraccus worden verzegeld, vervaardigd om de geëlektrolyseerde waterstof en zuurstof weer in het water te combineren. de batterijhouder zelf. Voldoende ventilatie is misschien nog steeds een goed idee, voor het geval een batterij zou lekken.

REVIEW:

• Batterijen in serie aansluiten verhoogt de spanning, maar neemt niet toe totale ampère-uurcapaciteit.
• Alle batterijen in een seriebank moeten dezelfde ampère-uurclassificatie hebben.
• Door batterijen parallel te schakelen, wordt de totale stroomcapaciteit verhoogd door de totale weerstand te verlagen, en verhoogt ook de algehele capaciteit in ampère-uur.
• Alle batterijen in een parallelle bank moeten dezelfde nominale spanning hebben.
• Batterijen kunnen worden beschadigd door overmatig fietsen en overladen.
• Op water gebaseerde elektrolytbatterijen kunnen explosief waterstofgas genereren, dat zich niet mag ophopen in een gebied.

GERELATEERDE WERKBLADEN:

• Werkblad Batterijen
• Oefenblad Serie DC-circuits met Werkblad antwoorden