Přidat otázku mezi oblíbenéZasílat nové odpovědi e-mailem Kapacita baterii podla sposobu zapojenia

Nazdar,

zrejme zaklady elektrotechniky :-) Rad by som sa dozvedel ako to presne je s kapacitou baterii podla sposobu zapojenia. Priklad - mam spotrebic pohanany styrmi Li-Ion akumulatormi. Kazdy ma kapacitu 3000 mAh a su zapojene paralelne - teda napatie vsetkych je rovne napatiu jedneho akumulatora. Tu sa domnievam, ze sa kapacita scitava - teda spotrebic ma k dispozicii 12000 mAh.

Ako to je s kapacitou pri seriovom zapojeni - ak by som tie iste akumulatory zapojil do serie, tak sa scita iba napatie? A kapacita ostane rovna jednemu akumulatoru? Alebo sa tiez scita ako pri paralelnom zapojeni?

Předmět Autor Datum
Kapacita výsledné baterie (Ah) je vždy dána součinem počtu článků x kapacita jednoho článku bez ohle…
Jan Fiala 14.05.2019 09:54
Jan Fiala
Kapacita v Ah je zapojenim ovlivnena - pri paraelnim se s kazdym pripojenym clankem zvysuje, pri ser…
bahno 14.05.2019 10:18
bahno
Máš pravdu, zamotal jsem se do toho. Zbytek prvního řádku patřil k druhému řádku.
Jan Fiala 14.05.2019 11:05
Jan Fiala
Teraz ste ma trochu domotali. Zoberme si ako spotrebic vykonnu LED baterku, ktora moze byt napajana…
PowerCell 14.05.2019 11:35
PowerCell
Různé kombinace mají různou ampérhodinovou kapacitu (a samozřejmě i různé napětí a různý vnitřní odp…
ml1 14.05.2019 12:40
ml1
Reseni s odporem je u vykony ledky(rekneme 2W a vic) uz tak neprakticky, ze tam ten menic bude urcit…
bahno 14.05.2019 12:49
bahno
Teraz ste ma trochu domotali. Zoberme si ako spotrebic vykonnu LED baterku, ktora moze byt napajana…
Jan Fiala 14.05.2019 14:19
Jan Fiala
No, u sériového zapojení to jde ještě dál: 1) při sériovém zapojení prochází všemi články stejný PRO…
mirektatra 14.05.2019 17:40
mirektatra
U LiOn článku by jeho vybití pod minimum vedlo k jeho zničení. Tomu zabraňuje BMS, které hlídá všech…
Jan Fiala 14.05.2019 20:47
Jan Fiala
Dotaz zněl obecně, řešil jsem tedy obecně i odpověď. Pokud každý článek v sérii má vlastní ochranu,…
mirektatra 15.05.2019 01:46
mirektatra
Provozovat LiIon bez BMS je spatne, mooc spatne. Dokud je to jeden clanek, je to vcelku sranda - pre…
bahno 15.05.2019 13:26
bahno
U LiOn článku by jeho vybití pod minimum vedlo k jeho zničení. Pravda, ale kdybych nevlasnil nabíje…
jezekhifi 17.05.2019 16:37
jezekhifi
Nenabijel bych clanek, jehoz napeti je mensi nez 2V - riziko ze to nedopadne dobre je prilis veliky…
bahno 17.05.2019 17:04
bahno
ježuro, ty řešíš tupou nabíječku z lidlu, která má přístup k jednomu každému článku. s tím by se dok…
lední brtník 17.05.2019 21:57
lední brtník
Z Lídlu a tupou?? Blbost, je to nejlepší nabíječka co znám. která umí to co ta moje?? Žádná. Tady v…
jezekhifi 18.05.2019 10:00
jezekhifi
No, nic tak extrovního na ni nevidím. Umí změřit vnitřní odpor? Ale za ty peníze to na nabíjení stač…
HamHam 21.05.2019 13:05
HamHam
Já se bavím o tom, že to umí nabíjet všechny válcové články co existují. Té nabíječce je jedno co ta…
jezekhifi 22.05.2019 07:36
jezekhifi
Je to vcelku zajimavej udaj. Jednak vypovida o ztratach v tom clanku, druhak o maximalnim proudu co… poslední
bahno 22.05.2019 10:15
bahno

Kapacita výsledné baterie (Ah) je vždy dána součinem počtu článků x kapacita jednoho článku bez ohledu na zapojení.
Celková energie uskladněná v baterii (Wh)

Když zapojíš články paralelně, výsledné napětí je napětí jednoho článku, ale jsi schopný čerpat proud, který je dán součinem počtu článků a proudu, který ti dodá článek

Když zapojíš články sériově, napětí výsledné baterie je počet článků v sérii x počet článků. Máš vyšší napětí, ale proud je daný proudem jednoho článku.

Když nad tím zamyslíš, tak výkon, který je baterie schopná dodat (W (waty) = U x I) je pořád stejný.

Pro větší aplikace (třeba auta) se používá sério paralelní zapojení. Je vytvořeno několik sériově zapojených bloků, které jsou tvořeny spoustou paralelně zapojených článků

Různé kombinace mají různou ampérhodinovou kapacitu (a samozřejmě i různé napětí a různý vnitřní odpor), ale množství uskladněné energie (obvykle se udává ve Wh fyzikové mají rajěji J(Joule)=Ws) se nemění.
Mělo by to být zcela stejně. Ale je tu jedno velké ale, ledka neni na baterku zapojená přímo, teda pokud nepočítám levné čínské výrobky. A teďkon záleží na tom, jak z těch řekněme 3.6 V (napětí se pohybuje zhruba od 3 do 4) nebo 7.2 V uděláte proud pro ledku. LED chce zdroj proudu. A pokud je to zařízeno nějakým měničem, tak by se výsledek neměl lišit. Pokud dáte k té sériové kombinaci odpor, tak je jasné, že půlku výkonu (a tím i energie) ztratíte na něm.

Reseni s odporem je u vykony ledky(rekneme 2W a vic) uz tak neprakticky, ze tam ten menic bude urcite - ostatne cinani je prodavaj od pul dolaru. IMHO co do ucinnosti vyleze o kousicek lip cistej step-down(tedy dve baterky do serie) nez univezalni menic pro jednu baterku. Ale bavime se o jednotkach procent, tedy rozdil v dobe sviceni v minutach - podobny rozdil bude i mezi baterkama stejny serie od stejnyho vyrobce.

Teraz ste ma trochu domotali. Zoberme si ako spotrebic vykonnu LED baterku, ktora moze byt napajana paralelne a druhu taku istu, napajanu seriovo. Zaujima ma ktora vydrzi dlhsie svietit s ohladom na konfiguraciu baterii.

Předpokládejme, že obě baterky budou mít stejný odběr (budou svítit stejným světelným výkonem). Pak obě vydrží svítit stejně dlouho.
Aby svítily stejně, bude žárovka na nižší napětí odebírat vyšší proud, ta se žárovkou na vyšší napětí bude odebírat nižší proud.

Sériové zapojení se používá z jednoho prostého důvodu - potřebuješ slabší dráty v cívkách. To se týká motorů vrtaček, sekaček atd. S vyšším napětím výrobci jednak ušetří na drátech, druhak jsou schopni dosáhnout trochu vyšší účinnosti. Nevýhodou sériového zapojení článků v baterii je to, že nejslabší článek ovlivňuje celou baterii.
Když budeš mít 10 LiOn článků v sérii a jeden degraduje s kapacitou na polovinu, tak při sériovém zapojení máš celou baterii prakticky s poloviční kapacitou, protože BMS (obvod, který hlídá články) nedovolí vybít ten jeden špatný článek pod určitou úroveň aby se nezničil a odpojí celou baterii.

No, u sériového zapojení to jde ještě dál:
1) při sériovém zapojení prochází všemi články stejný PROUD. Dokonce bez ohledu na kapacitu každého článku a dokonce bez ohledu na to, že některý článek je ÚPLNĚ VYBITÝ - nemá už žádné vlastní napětí.

2) SE ZTRÁTOU KAPACITY NARŮSTÁ VNITŘNÍ ODPOR ČLÁNKU. Co se stane, když je jeden článek v sériové baterii úplně vybitý (nemá žádnou vlastní kapacitu)? Protože jím dál prochází proud z ostatních článků do spotřebiče a zpět, začne se článek bez kapacity chovat v sériovém obvodu jako ODPOR = vzniká na něm úbytek napětí, ovšem V OPAČNÉ POLARITĚ - ostatní články jej svým proudem vlastně nabíjejí. Většině druhů a konstrukcí akumulátorů vadí změna polarity natolik, že se článek úplně a nenávratně zničí (krom toho, že se jako správný odpor, jímž prochází proud, také řádně zahřívá). :-)

PROTO JE NUTNÉ DO BATERIE POUŽÍVAT ČLÁNKY SE STEJNOU KAPACITOU A VNITŘNÍM ODPOREM.

Bez rizika není ani zapojení článků PARALELNĚ.
1) zde je bezpodmínečně nutné zajistit stejné napětí článků a jejich stejný vnitřní odpor (pro některé baterie jsou jednotlivé články "párovány" - při výrobě vybírány ty, které mají nejpodobnější parametry)
2) pokud je některý článek rozdílný, vybíjí ostatní články svým menším vnitřním odporem
3) je pravdou, že dlouhodobým seřazením do paralelní baterie se články "učí" a chovají se pak obdobně po většinu životnosti.
4) Na konci životnosti článků se baterie celkem rychle "rozpadne" a nepomůže měnit nejslabší články za "ještě dobré".

PROTO JE NUTNÉ DO BATERIE POUŽÍVAT ČLÁNKY SE STEJNOU KAPACITOU A VNITŘNÍM ODPOREM.

U LiOn článku by jeho vybití pod minimum vedlo k jeho zničení. Tomu zabraňuje BMS, které hlídá všechny sériové větve, vyrovnává částečně i napětí jednotlivých větví. Pokud se jeden článek ze sériově zapojené baterie napetově dostane mimo mez, odpojuje se celá baterie.

S LiOn to není sranda, protože ten popisovaný stav v předchozím příspěvků by vedl k podstatnému zahřívání článku a případnému vzplanutí.

Provozovat LiIon bez BMS je spatne, mooc spatne. Dokud je to jeden clanek, je to vcelku sranda - prebiti resi nabijecka, podbiti musi resit zarizeni, nadproud pojistka. Teploty jsou na uzivateli, zaplatpanbuh malokdo ma ten napad nabijet zmrzlou baterku nebo nabijet baterku s teplotou nad 40 stupnu.
Jakmile jsou clanky seriove, je BMS vicemene nutnost, bez ni je to vzdycky spatne/prilis o hubu.
Obecne LiIon jsou sice skvelej vynalez, ale je to tak nachylna vec, navic tak rada horici/explodujici(a vicemene neuhasitelna), ze prilis nedoporucuju si s tim hrat, nez si clovek hodne nacte.

Nenabijel bych clanek, jehoz napeti je mensi nez 2V - riziko ze to nedopadne dobre je prilis veliky a navic je uz tak vnitrne poskozenej, ze to stejne nema cenu - ztrata kapacity, zvysenej vnitrni odpor, vyssi riziko pozaru, zvysene samovybijeni.
Ono uz mezi 2V a 3V je ten clanek hodne v haji, ale rekneme ma cenu se pokusit ho zachranit, pod 2V je to mrtvola jejiz resuscitace k nicemu kloudnymu nepovede.

Zpět do poradny Odpovědět na původní otázku Nahoru