Praktische Überlegungen – Batterien

Wenn Batterien zu größeren „Bänken“ (einer Batterie von Batterien?) Zusammengefügt werden, müssen die einzelnen Batterien aufeinander abgestimmt sein, um keine Probleme zu verursachen.

Batterien in Serie

Zuerst werden wir in Betracht ziehen, Batterien für eine höhere Spannung in Reihe zu schalten:

Wir wissen, dass der Strom an allen Punkten einer Reihenschaltung gleich ist. Daher muss die Strommenge in einer der in Reihe geschalteten Batterien auch für alle anderen gleich sein. Aus diesem Grund Jede Batterie muss die gleiche Amperestundenleistung haben, da sonst einige der Batterien früher als andere leer werden und die Kapazität der gesamten Bank beeinträchtigt wird. Bitte beachten Sie, dass die gesamte Amperestundenkapazität dieser Batteriebank der Serie nicht beeinträchtigt wird nach Anzahl der Batterien.

Batterien parallel

Als nächstes werden wir in Betracht ziehen, Batterien parallel zu schalten, um eine größere Stromstärke zu erzielen Mietkapazität (niedrigerer Innenwiderstand) oder höhere Amperestundenkapazität:

Wir wissen, dass die Spannung über alle gleich ist Zweige einer Parallelschaltung, daher müssen wir sicher sein, dass diese Batterien die gleiche Spannung haben. Wenn nicht, zirkulieren relativ große Ströme von einer Batterie zur anderen, wobei die Hochspannungsbatterien die Niederspannungsbatterien überwältigen. Dies ist nicht gut.

Überstromschutz

Bei diesem Thema müssen wir sicherstellen, dass der Überstromschutz (Leistungsschalter oder Sicherungen) so installiert ist, dass er effektiv ist . Für unsere Serienbatteriebank reicht eine Sicherung aus, um die Verkabelung vor übermäßigem Strom zu schützen, da jede Unterbrechung in einer Reihenschaltung den Strom durch alle Teile der Schaltung stoppt:

Bei einer parallelen Batteriebank ist eine Sicherung ausreichend, um die Verkabelung vor Lastüberstrom (zwischen den parallel geschalteten Batterien und der Last) zu schützen, aber wir haben auch andere Bedenken, vor denen wir schützen müssen. Es ist bekannt, dass Batterien aufgrund eines Elektrodenabscheiderfehlers intern kurzschließen und ein Problem verursachen, ähnlich dem, bei dem Batterien mit ungleicher Spannung parallel geschaltet werden: Die guten Batterien überwältigen die ausgefallene Batterie (mit niedrigerer Spannung) und verursachen relativ große Ströme innerhalb der Verbindungskabel der Batterien. Um dies zu vermeiden, sollten wir jede einzelne Batterie zusätzlich zur Lastsicherung vor Überstrom mit einzelnen Batteriesicherungen schützen:

Beim Umgang mit Sekundärzellenbatterien muss besonders auf die Art und den Zeitpunkt des Ladevorgangs geachtet werden. Unterschiedliche Batterietypen und -konstruktionen haben unterschiedliche Ladebedürfnisse, und die Empfehlungen des Herstellers sind wahrscheinlich die besten Richtlinien, die bei der Entwicklung oder Wartung eines Systems zu beachten sind. Zwei unterschiedliche Probleme beim Laden des Akkus sind das Radfahren und das Überladen. Beim Radfahren wird eine Batterie in einen „vollen“ Zustand geladen und dann in einen niedrigeren Zustand entladen. Alle Batterien haben eine begrenzte (begrenzte) Lebensdauer und die zulässige „Tiefe“ des Zyklus (wie weit sollte sie sein) jederzeit entladen) variiert von Design zu Design. Überladung ist der Zustand, in dem der Strom weiterhin durch eine sekundäre Zelle über den Punkt hinaus zurückgedrängt wird, an dem die Zelle die volle Ladung erreicht hat. Insbesondere bei Blei-Säure-Zellen führt eine Überladung zu einer Elektrolyse des Wassers („Kochen“ des Wassers aus der Batterie) und zu einer verkürzten Lebensdauer.

Jede Batterie, die Wasser im Elektrolyten enthält, unterliegt der Produktion Dies gilt insbesondere für überladene Blei-Säure-Zellen, jedoch nicht ausschließlich für diesen Typ. Wasserstoff ist ein extrem brennbares Gas (insbesondere in Gegenwart von freiem Sauerstoff, der durch denselben Elektrolyseprozess erzeugt wird), geruchlos und farblos Solche Batterien stellen selbst unter normalen Betriebsbedingungen eine Explosionsgefahr dar und müssen mit Respekt behandelt werden. Der Autor war Zeuge einer Explosion von Blei-Säure-Batterien aus erster Hand, bei der ein Funke durch das Entfernen eines Batterieladegeräts (kleine Gleichstromversorgung) erzeugt wurde ) aus einer Autobatterie entzündete Wasserstoffgas im Batteriegehäuse, blies den Deckel von der Batterie ab und spritzte überall Schwefelsäure. Dies geschah in einem High-School-Autohaus, nicht weniger. Wenn es nicht für alle t wäre Bei Schülern in der Nähe, die eine Schutzbrille und einen Overall mit geknöpftem Kragen tragen, kann eine erhebliche Verletzung aufgetreten sein.

Wenn Sie Ladegeräte an eine Batterie anschließen und von dieser trennen, stellen Sie die letzte Verbindung (oder erste Trennung) immer an einem entfernten Ort her von der Batterie selbst (z. B. an einer Stelle an einem der Batteriekabel, mindestens einen Fuß von der Batterie entfernt), so dass ein entstehender Funke kaum oder gar keine Chance hat, Wasserstoffgas zu entzünden.

In großen, fest installierten Batteriebänken sind Batterien mit Entlüftungskappen über jeder Zelle ausgestattet, und Wasserstoffgas wird außerhalb des Batterieraums durch Hauben unmittelbar über den Batterien abgelassen. Wasserstoffgas ist sehr leicht und steigt schnell an. Die größte Gefahr besteht darin, dass es sich in einem Bereich ansammeln kann, der auf die Zündung wartet.

Moderne Blei-Säure-Batterie-Designs werden versiegelt und hergestellt, um den elektrolysierten Wasserstoff und Sauerstoff im Inneren wieder ins Wasser zu bringen das Batteriefach selbst. Eine ausreichende Belüftung ist möglicherweise immer noch eine gute Idee, falls eine Batterie ein Leck entwickeln sollte.

RÜCKBLICK:

• Das Reihenschalten von Batterien erhöht die Spannung, erhöht sich jedoch nicht Gesamtkapazität der Amperestunde.
• Alle Batterien in einer Serienbank müssen dieselbe Amperestundenleistung haben.
• Durch paralleles Anschließen der Batterien wird die Gesamtstromkapazität erhöht, indem der Gesamtwiderstand verringert wird Erhöht auch die Gesamtkapazität in Amperestunden.
• Alle Batterien in einer Parallelbank müssen die gleiche Nennspannung haben.
• Batterien können durch übermäßiges Radfahren und Überladen beschädigt werden.

li> Elektrolytbatterien auf Wasserbasis können explosives Wasserstoffgas erzeugen, das sich in einem Gebiet nicht ansammeln darf.

VERWANDTE ARBEITSBLÄTTER:

• Arbeitsblatt für Batterien
• Übungsarbeitsblatt für Gleichstromkreise der Serie mit Antworten Arbeitsblatt