Łączenie równoległe i szeregowe ogniw
Przepraszam, że wciąż odkopuje temat ale odpowiedzi wydają mi się trafne. Chciałbym się jeszcze dowiedzieć czy jak łącze równolegle dwa…
W naszych codziennych zmaganiach z bateriami niejednokrotnie używamy pojęć, których osoby nie związane z tematyką baterii mogą do końca nie rozumieć. Postaramy się przybliżyć kilka z nich. Dzisiaj chcielibyśmy przedstawić, co kryje się pod pojęciami szeregowego i równoległego łączenia ogniw.
Jak powszechnie wiadomo, ogniwa mają różne napięcia. Proste ogniwa NiCd oraz NiMh mają napięcie 1.2V, zaś ogniwa li-ion oraz li-pol mają napięcie 3,6V lub 3,7V. Oczywiście występują również inne, bardziej specjalistyczne ogniwa np.: Li-So2 z napięciem 2,8V, jednak nimi nie będziemy się na razie zajmować.
Przykładowe ogniwo NiMh o napięciu nominalnym 1,2V
Połączone ze sobą ogniwa tworzą akumulatory np.: akumulatory do wkrętarek, czy akumulatory (baterie) do laptopów. Oczywiście w celu zasilenia urządzenia akumulatory muszą posiadać odpowiednie napięcie (oraz wydajność prądową) i w celu jej osiągnięcia łączy się ogniwa w tych akumulatorach w sposób szeregowy. Na czym polega to łączenie? Weźmy prosty akumulator do wkrętarki z napięciem 12V zbudowany na ogniwach NiMh. Akumulator ten zbudowany jest z 10 ogniw połączonych w sposób szeregowy ze sobą. Dlaczego z 10, a nie 12? To proste – jak wspomnieliśmy powyżej – pojedyncze ogniwo NiMh ma napięcie nominalne 1.2V, a zatem w celu osiągnięcia napięcia na akumulatorze 12V potrzebujemy 10×1,2V.
Przykładowy sposób łączenia ogniw szeregowo
Ok, ale jak połączyć ogniwa w sposób szeregowy aby uzyskać oczekiwanie napięcie? To nic skomplikowanego, wystarczy połączyć do siebie ogniwa przeciwległymi biegunami. Biegun dodatni pierwszego ogniwa łączymy z biegunem ujemnym drugiego ogniwa, zaś biegun dodatni tego drugiego ogniwa łączymy z biegunem ujemnym trzeciego ogniwa itd. W efekcie na dwóch skrajnych biegunach utworzonego w taki sposób pakietu otrzymamy napięcie wynikowe.
Jak zapewne wiesz niektóre urządzenia do swojej pracy mogą pochłaniać olbrzymie pokłady energii. Jak wtedy rozwiązać problem ich dłuższego niż kilka minut zasilania? Oczywiście można zbudować drugi akumulator i go po prostu podmienić, gdy pierwszy ulegnie rozładowaniu J. O wiele lepszym jednak rozwiązaniem jest zwiększenie pojemności tego pierwszego akumulatora bez zbędnego przerywania pracy i wyłączania urządzenia. Jak zatem osiągnąć większą pojemność? Właśnie poprzez łączenie ogniw w sposób równoległy. Jeżeli połączymy dwa ogniwa NiMh o pojemności 1,5Ah, to otrzymamy pakiet co prawda o bardzo niskim napięciu 1.2V, jednak już o pojemności 3,0Ah. Jeżeli jednak do tego pierwszego pakietu dołączymy w sposób szeregowy drugą parę ogniw połączonych wcześniej równolegle, to otrzymamy wynikowo już pakiet z napięciem 2,4V, jednak nadal z pojemnością 3,0Ah. Ogniwa łączy się równoległe poprzez połączenie dwóch takich samych biegunów. Jeżeli mamy dwa ogniwa, to w celu połączenia ich równolegle wystarczy, że złączymy biegun dodatni pierwszego ogniwa z biegunem dodatnim drugiego ogniwa, zaś biegun ujemny pierwszego ogniwa z biegunem ujemnym drugiego ogniwa.
Schemat łączenia równoległego ogniw
Jak dużo możemy połączyć ogniw w sposób równoległy? To już zależy od Twojej wyobraźni, potrzeb, zasobności portfela no i oczywiście od miejsca, gdzie pakiet ten miałby być zamontowany. No właśnie, to ograniczenie miejsca… Weźmy dla przykładu prostą baterie do laptopa. Zazwyczaj dla zasilenia laptopa wystarczają baterie z napięciem nominalnym 10,8V. W takim pakiecie mamy połączone ze sobą trzy ogniwa li-ion w sposób szeregowy (3 x3,6V). Jak powszechnie wiadomo największymi (i najdroższymi) obecnie ogniwami dostępnymi na rynku są ogniwa o pojemności 3400mAh. W efekcie na tych ogniwach możemy zbudować prostą baterie do laptopa o napięciu 10,8V oraz pojemności 3400mAh (37Wh). Co jednak w sytuacji, gdy nasz laptop ma zewnętrzną kartę graficzną i matryce 21” ? W efekcie może on mieć zapotrzebowanie na prąd na poziomie nawet około 6A, co wynikowo wystarczy na czas pracy na baterii jedynie na około 40 minut. Jak zatem wydłużyć czas pracy takiego laptopa na baterii? Dodając właśnie ogniwa łączone w sposób równoległy. Ok ale ile mogę ich dodać? Możesz dodać maksymalnie tyle na ile Ci starczy miejsca w baterii. Zazwyczaj standardowe baterie do laptopów składają się z 6 ogniw (3 sekcje szeregowo po 2 ogniwa równolegle), zaś powiększone z 9 ogniw (3 sekcje szeregowo po 3 ogniwa równolegle). Występują również baterie 12 ogniwowe (3 sekcje szeregowo po 4 ogniwa równolegle).
Bateria 6-ogniwowa do laptopa IBM T40
Przykład baterii 9 ogniwowej do IBM T40
Podsumowując zatem – zanim zaczniesz snuć fantazje o olbrzymich pojemnościach w akumulatorach zastanów się wcześniej, czy aby na pewno Twój zasobnik na baterię jest w stanie pomieścić większą liczbę ogniw. Jeżeli nie, to zastanów się nad możliwością zwiększenia pojemności akumulatora poprzez zastosowanie w nim takiej samej liczby ogniw, ale o wyższej pojemności nominalnej np. zamiast 10 ogniw NiMh o pojemności 1500mAh możesz użyć 10 ogniw NiMh o pojemności 3000mAh.
Przepraszam, że wciąż odkopuje temat ale odpowiedzi wydają mi się trafne. Chciałbym się jeszcze dowiedzieć czy jak łącze równolegle dwa pakiety z własnymi bms-ami to jeśli każdy np pozwala ładować 10A to ładowarka może dawać 20A czy jednak tylko 10A.
Czy można połączyć równolegle dwa pakiety po 4S posiadające własne BMS-y.
Pakiety są jednakowe i o jednakowych BMS.
Tak, w mojej ocenie możesz połączyć równolegle dwa takie same akumulatory o ile każdy z nich jest zabezpieczony BMS’em
Bardzo przydatne informacje jak dla mnie. Mam dwie baterie 3,7 v lit-ion, jedna 1200 mah a druga 3000 mah czy mogę je połączyć równolegle w celu wydłużenia czasu pracy urządzenia? Może wymóg jest aby obie były tej samej pojemności.
Co do zasady powinno się łączyć równolegle ogniwa o takich samych/zbliżonych pojemnościach. W przeciwnym wypadku może się zdarzyć, że ogniwo o niższej pojemności ulegnie uszkodzeniu i z uwagi na połączenie równoległe uszkodzi się przez to ogniwo o pojemności wyższej.
Witam,
Super artykuł, mam pytanie.
Mam gotowy fabryczny pakiet 14S7P na ogniwach LG MH1 ~3200mAh.
Czyli o pojemności ~22Ah(7P) a jak ten parametr ma się do ładowania ?
Czy on tez się równolegle hmm rozkłada na poszczególne ogniwa ?
Bo jeśli tak, to jego „bezpieczne” ładowanie powinno wynosić 1C*7P=~ 21A ? Oczywiście są to tylko kalkulacje bez wnikania wydajność/ograniczenia w zamontowaną elektronikę (BMS?).
Oryginalna ładowarka ma 2A/58V ale można zakupić droższą nawet 4A , 6A lub 8A.
Wybacz za proste pytania gdyż chińskie tłumaczenia nie mają informacji o bezpiecznym ładowaniu.
Do ładowania pakietów lit-ion pomocna jest zawsze nota katalogowa producenta ogniw (tzw. datasheet). Z tego o co widzę maksymalny prąd ładowania dla ogniwa LG MH1 to 1.5A. Biorąc pod uwagę zatem Twój pakiet maksymalny prąd ładowania może wynosić nawet 7 x 1.5 tj. 10.5A. Tyle w teorii 🙂 praktyka jednak jest taka, że maksymalnym prądem pakiet ładowałby się bardzo krótko, gdyż zaraz przełączyłby się w tryb ładowania CV – prąd spada wraz z naładowaniem akumulatora.
Do szybkiego obliczania parametrów pakietów baterii pomocna jest darmowa aplikacja na Androida.
Kalkulator Pakietów Baterii
Pytanie z innej beczki. Czy da się naładować pakiet 36v 3Ah (pakiet 10s) ładowarką 18V?
Wydaje mi się że nie bo ładowarka powinna mieć przynajmniej takie napięcie jak suma połączonych szeregowo ogniw ale proszę o potwierdzenie….
Niestety nie da się naładować akumulatora 36V lit-ion zasilaczem 18V. Do naładowania akumulatora 36V potrzebny jest zasilacz 42V, najlepiej dedykowany do ogniw lit-ion. Tego typu zasilacze są ostatnio bardzo popularne z uwagi na ich zastosowanie w rowerach elektrycznych, hulajnogach itp.
jakiego prostownika uzyc do ładowania pakietu 12 ogniw 1,2v ( suma 14,4V) połączonych szeregowo , ogniwa maja pijemnośc 1800 mAh
Jakim prądem ładować ( iośc volt i amper?)
Maksymalne napięcie ładowania akumulatora 14,4V NiCd/NiMh wynosi 16,8V. Jeżeli chodzi o prąd, to kwestia jakiego zasilacza będziesz używał. W przypadku zwykłych zasilaczy prąd ładowania nie powinien przekraczać 250mA. W przypadku zasilaczy mikroprocesorowych prąd może być znacznie wyższy.
pytanie troche z innej beczki. Posiadam dwie baterie do e-bike. Jedna jest 36v 15ah druga natomiast 48V 13,5 ah. Czy mogę je połączyć razem na wyjsciu zasilania aby zwiększyć napięcie do 84V ?
Przy łączeniu szeregowym dwóch akumulatorów o różnych parametrach (napięcie i pojemność) tak stworzony akumulator będzie działał strasznie nierówno. Nie polecamy tego typu zabiegu.
dziękuję za info 🙂 pozdrawiam
Witam
Moje pytanie będzie się trochę różnić od standardowych:
Czy można połączyć ogniwa naraz szeregowo i równolegle?
A dlaczego takie pytanie:
Zasilacze ups mają baterie połączone tak by dobić do 24vdc i z nich wygenerować 230vac. Ja chciałbym pominąć całą bezsensowną transformacje na ac.. i żeby bezpośrednio zasilić z baterii ruter na 12vdc. Czy mogą być z tym jakieś problemy?
Można połączyć ogniwa w sekcje łączniem równoległym, a następnie sekcje te łączyć ze sobą szeregowo. Jeżeli ma Pan zasilacz 12V to sugerował bym raczej tylko łączenie równoległe żelowych akumulatorów , tak aby zwiększyć pojemność całego pakietu. Dobrym rozwiązaniem może być też przygotowanie pakietu lit-ion wraz BMSem. Taki pakiet jest znacznie mniejszy i lżejszy niż akumulator żelowy.
Witam.
mam pytanie:
Możliwe jest podłączenie 3 akumulatorków o parametrach 6V i 4,5 ah tak żeby finalnie mieć 12V i 9ah?
czy potrzeba do tego 4 takich akumulatorków?
Pozdrawiam
Witamy!
Do uzyskania tych parametrów potrzebne są niestety 4 ogniwa. Dwa pakiety łączone szeregowo po dwa ogniwa łączone równolegle – 2s 2p
Witam, dziękuje za pouczający artykuł. Przymierzam się zrobić własny głośnik bluetooth z zasilaniem i mam pytanie co się dzieje z natężeniem prądu (amperami) w przypadku połączenia równoległego i szeregowego? Myślałem o zastosowaniu akumulatorków Li-Ion o dużej pojemności tylko widzę że one mają pojedynczo już od 4A w górę, a jak je połączę to właśnie nie wiem co się stanie. Pozdrawiam Paweł
Pawle, gdy połączysz dwa ogniwa w sposób równoległy, to zwiększysz podwójnie pojemność oraz maksymalną wydajność prądową takiego pakietu. Jeżeli masz ogniwo o pojemności 2600mAh i wydajności 4A, to po połączeniu równolegle dwóch takich ogniw, pojemność pakietu będzie wynosiła 5200mAh przy wydajności 8A.
Mam dwa takie same pakiety z 10 ogniw Napięcie pakietu:12 V Pojemność pakietu:4000 mAh czy jak je połączę (+z+)(-z-) to będzie 24V 8000 mAh
Jak połączysz plus z plusem i minus z minusem to otrzymasz łączenie równoległe, gdzie napięcie będzie nadal 12V, a pojemność 8000mAh. Jeżeli chcesz zwiększyć napięcie do 24V to musisz połączyć pakiet szeregowo tj. plus jednego pakietu z minusem drugiego pakiety. Wtedy zwiększysz napięcie do 24V, ale pojemność zostanie nominalna ogniwa tj. 4000mAh.
Jak poprawnie zacząć łączyć ogniawa, czy najpierw plus z plusem, czy minus z minusem?
W przypadku łączenia równoległego nie ma to większego znaczenia od której strony zaczniemy łączenie.
Witam,
Potrzebuje akumulator o napięciu 7,2 V. Łącze więc szeregowo 6 ogniw AA NiMh. Chciałbym zwiększyć pojemność, jednak miejsce mam na dołączenie równolegle zestawu składającego się z tylko 4 ogniw AA NiMh. Czy takie połączenie ma sens i co się stanie z napięciem i jak będzie wyglądać pojemość.
Witamy,
co do zasady nie polecamy łączyć równolegle ogniw NiCd/NiMh. Jeżeli już jednak zachodzi taka konieczność, to zawsze należy łączyć taką samą ilość ogniw o takich samych parametrach. Jeżeli dołączy Pan dodatkowe ogniwo tylko do 4 ogniw z 6, to dwie pozostałe sekcje będą znacznie słabsze, przez co cały akumulator będzie działał nierówno.
Witam,
Jakiego połaczenia powinienem uzyc aby uzyskac wiekszy prad rozladowania ?
Chodzi o to ze posiadam 4 ogniwa o pradzie rozladowania 5A i nie wiem jakiego polaczenia uzyc aby uzyskac pakiet o pradzie rozladowania 20A.
Pozdrawiam
Witam, w celu zwiększenia wydajności prądowej oraz pojemności pakietu należy połączyć ogniwa w sposób równoległy tj. plus z plusem, a minus z minusem 🙂
OK, plus z plusem, minus z minusem, a co gdy w szeregu jest 10 ogniw na przykład 3,6v x 10 = 36 V. Czy każde ogniwo trzeba łączyć równolegle, czy tylko końcówki sekcji ?
W teorii oba pakiety połączone równolegle powinny się rozładowywać równo. Ale tylko w teorii 🙂 W praktyce każde ogniwo łączy się równolegle ze sobą po to, aby pakiet pracował równo. Tego typu praktyka jest stosowana między innymi w bateriach do laptopów, w akumulatorach do elektronarzędzi oraz w rowerach elektrycznych. Ma to również duże znaczenie z uwagi na BMS, który jest podłączany do każdej sekcji.
Witam , spotkałem się z opinią kilku elektryków którzy twierdzą, że przy łączeniu równoległym akumulatorów lub baterii w sposób pokazany na schemacie jest nieprawidłowe , gdyż ta pierwsza bateria licząc od odbioru będzie się szybciej rozładowywała. Ludzie nie mają pojęcia o prawie Kirchoffa i przy jakiejkolwiek próbie dyskusji tylko szydzą w stylu Fraca ” co ty k….a wiesz o akumulatorach.
Witamy,
Przy łączeniu równoległym ogniw tworzą one „jeden akumulator”. Ogniwa rozładowują się wszystkie równomiernie, ewentualne różnice w rozładowywaniu mogą być spowodowane różnicami jakościowymi łączonych równolegle ogniw.
Przy rozładowywaniu małym prądem tak, ale jak masz akumulatory modelarskie np. Li-Pol gdzie gdzie prądy są na poziomie kilkudziesięciu amper a nawet i ponad 100 amper (drony klasy 250 ) to wtedy ma to znaczenie. ale poprostu połączenia wykonuje sie odpowiednio dużymi przekrojami przewodów, precionki miedziane.
Dlatego przy tak dużych prądach akumulatory (pakiety) buduje się w inny sposób, tak aby odległości pomiędzy sekcjami były jak najmniejsze.
witam
jeżeli jest połączenie ogniw rownolegle takie jak tu na zdjeciu to czy mozna polaczyc te dwa kable pod ladowarke li ion ?
Każde z łączeń równoległych może być ładowane oddzielnie. Nie ma tu problemu. W przypadku jednak innych sekcji dodatkowo łączonych ze sobą szeregowo należy pamiętać, aby miały one takie same napięcie.
Czyli akumulator 12 v połączony szeregowo z bateria 1,5 v nie da 13,5 v ?
Przy podłączeniu szeregowym do pakietu 12V baterii 1,5V uzyskamy napięcie końcowe 13,5V. Proszę tylko pamiętać, że podłączana bateria musi mieć bardzo zbliżone parametry do ogniw z pakietu 12V. W przeciwnym wypadku będą powstawały różnice w napięciu na poszczególnych sekcjach przez co cały akumulator będzie działał nieprawidłowo.
Podłączenie + i – nie powinno być po przeciwległych stronach ? Widzę ten błąd w schematach na każdej stronce. Albo jest jak tutaj, albo pokazywane podłączenie po środku 🙂
Przy łączeniu równoległym nie ma to znaczenia z której strony będzie wyprowadzony plus i minus.
W artykule jest błąd.
Na schemacie połaczenia równoległego brakuje zwarcia (-) dla prawego ogniwa.
Rzeczywiście. Dziękujemy za cenną uwagę. Schemat został już poprawiony.