Последовательное и параллельное соединение аккумуляторов... В чём разница?

Вы наверняка слышали о правилах соединения нескольких аккумуляторов для увеличения резервной мощности или напряжения. Путаница возникает в понимании, какое соединение что даёт и каких результатов стоит ожидать. Начнём с понимания различий в подключении кабелей между этими двумя типами соединений.

Параллельное соединение аккумуляторов

При параллельном соединении двух аккумуляторов выходное напряжение остаётся таким же, как и исходное напряжение электрической системы. Преимущество заключается в том, что резервная ёмкость практически удваивается. Такое соединение распространено в автодомах и тяговых электромоторах небольших рыболовных лодок, где требуется большая резервная ёмкость для питания небольших электроприборов, таких как внутреннее освещение и аксессуары. Как правило, в этих случаях используются два аккумулятора глубокого разряда. Аккумуляторы глубокого разряда предназначены для медленного разряда/заряда многократно и спроектированы для обеспечения стабильной выходной мощности в течение нескольких часов.

Параллельное соединение аккумуляторов также может использоваться в автомобилях. Я использую два 6-вольтовых автомобильных аккумулятора Optima вместе со своим 6-вольтовым генератором в таких вариантах, как старинные пожарные машины и машины скорой помощи. Такая комбинация обеспечивает достаточный запас мощности аккумуляторов для работы мигалок и сирены во время парада, а также достаточный резерв для запуска двигателя.

Каждый 6-вольтовый аккумулятор Optima выдаёт пусковой ток в тысячу ампер! Таким образом, соединение двух аккумуляторов параллельно вместе с кабелями сечением "1 AWG (42 кв.мм или 7,35 мм в диаметре)" даёт 2000 пусковых ампер! Это заведёт практически всё что может двигаться!

Чтобы подключить два аккумулятора параллельно… соедините положительные клеммы обоих аккумуляторов, затем подключитесь к исходному положительному соединению зарядной системы, которым обычно является соленоид стартера или кнопка стартера на стартере. Соединения на аккумуляторном конце пусковой системы остаются такими же, как и раньше, просто между ними есть немного большей помощи.

То же самое нужно сделать и с отрицательным кабелем аккумулятора: все отрицательные клеммы соединяются вместе. И, как вы узнали ранее, если вы подключите заземляющий конец кабеля аккумулятора к болту крепления стартера или как можно ближе к стартеру (а не к окрашенной раме или блоку двигателя), ваш автомобиль будет запускаться гораздо легче, потому что вы создали прямой путь между аккумулятором и стартером.

Когда вы пойдёте в магазин автозапчастей, чтобы изготовить кабели аккумулятора, обязательно измерьте расстояние между клеммами аккумулятора. Скажите им, что вы подключаете аккумуляторы параллельно и вам нужны кабели, похожие на те, которые используются на гольф-карах. Кабель сечением "1 AWG (42 кв.мм)" лучше всего подходит как для положительного, так и для отрицательного кабеля, потому что теперь у вас вдвое больше тока для передачи. Оба аккумулятора должны быть одинакового размера и иметь одинаковые характеристики. Добавление второго аккумулятора удвоит вашу резервную ёмкость или продолжительность времени, прежде чем весь ток аккумулятора будет израсходован.

Сравнение последовательного и параллельного подключения аккумуляторов

Соединение аккумуляторов последовательно

Последовательное соединение двух аккумуляторов чаще всего используется для повышения напряжения и эффективности, как, например, когда автопроизводители перешли с 6-вольтовых систем на 12-вольтовые. Для создания последовательной цепи аккумуляторов подключите положительный полюс первого аккумулятора к отрицательному полюсу второго, а затем к положительному контакту 12-вольтовой системы зарядки, как это было изначально. Подключите отрицательный полюс первого аккумулятора к положительному полюсу второго, а затем заземлите (отрицательный конец) на болт крепления стартера или как можно ближе к стартеру.

Ваша цель — создать прямой путь между аккумулятором и стартером. Необходимо использовать кабели, сечение которых не меньше, чем у штатных, поскольку теперь вам нужно передать вдвое больший ток. Соединение двух 6-вольтовых аккумуляторов последовательно даст 12 вольт. Отрицательная сторона будет работать так же, как и положительная. А соединение двух 12-вольтовых аккумуляторов приведет к 24 вольтам. На некоторых старинных тракторах, например, на многих ранних тракторах John Deere, использовались 24-вольтовые электрические системы.

Аккумуляторы, соединенные последовательно, должны быть одного размера и иметь одинаковую номинальную мощность. Общая резервная емкость аккумуляторов останется прежней, даже если есть второй аккумулятор, потому что каждый аккумулятор независим от другого, но работает для достижения одной и той же цели. Электрические гольфкары являются хорошим примером использования последовательного соединения аккумуляторов для повышения напряжения. Электрические гольфкары приводятся в движение моторами, которые обычно рассчитаны на 36 вольт и требуют шести (6-вольтовых) аккумуляторов, соединенных последовательно, для получения этих 36 вольт.

Как мы узнали ранее в этом блоге при переходе с 6 вольт на 12 вольт, когда вы удваиваете напряжение, сила тока падает вдвое. Таким образом, в случае с 36-вольтовым двигателем в гольфкаре, более высокое напряжение делает электродвигатель более эффективным и потребует меньшей силы тока от аккумулятора, чем если бы электродвигатель был 12-вольтовым. Этим объясняется существование 48-вольтовых гольфкаров. Эти карты (например, популярной марки Club Car) лучше преодолевают подъемы и имеют большую мощность. Многие из них были переделаны для использования на бездорожье.

Разница в этих 48-вольтовых гольфкарах заключается в том, как они достигают 48 вольт. Это можно сделать одним или двумя способами: либо (4) 12-вольтовых аккумулятора, либо (6) 8-вольтовых аккумуляторов.

Теперь вы знаете, откуда берутся эти 8-вольтовые аккумуляторы, которые, как я вам говорю, НЕ следует устанавливать на свой антиквариат, пытаясь улучшить его запуск)

Из этого блога вы знаете, что (6) восьмивольтовых аккумуляторов будет иметь большую резервную емкость (больше мощности), чем (4) 12-вольтовых аккумулятора, поскольку 8-вольтовые аккумуляторы содержат больше свинца (большая площадь поверхности внутри аккумулятора, что обеспечивает большую выходную мощность). Это приводит к тому, что гольфкар стоит дороже на начальном этапе... и также когда придет время менять аккумуляторы через пять лет. Но подумайте о том, сколько удовольствия вы получите за это время!

Это также верно в отношении 6-вольтовых и 12-вольтовых систем: два 6-вольтовых аккумулятора будут иметь большую резервную емкость, чем один 12-вольтовый. Опять же, два 6-вольтовых аккумулятора имеют вдвое большую площадь поверхности, а значит, и вдвое большую выходную мощность. Именно поэтому на внедорожной строительной технике вы увидите два 6-вольтовых аккумулятора, соединенных последовательно, вместо одного 12-вольтового. Дополнительный запас мощности при прокручивании облегчит запуск дизельных двигателей.

Что касается того 48-вольтового гольфкара с 8-вольтовыми аккумуляторами... эта дополнительная эффективность гарантирует, что гольфкар сможет проехать все 18 лунок без разрядки аккумулятора. Этот дополнительный резерв может потребоваться, если игроки слишком захотят пить и им потребуется больше поездок в клубный дом за спиртными напитками.

Итак, запомните, что параллельное соединение аккумуляторов остается таким же, как вы привыкли... плюс к плюсу и минус к минусу, и результирующее напряжение НЕ изменится. Преимущество заключается в том, что вы получаете дополнительный резерв, потому что теперь у вас есть два аккумулятора для разрядки вместо одного. В приложениях с большой электрической нагрузкой, таких как старинные пожарные машины, это почти необходимость. Чтобы запомнить параллельное соединение... представьте две параллельные линии на шоссе, они одинаковы в начале и в конце.

Думайте о последовательном соединении аккумуляторов, как о бейсболе. Каждое соединение аккумуляторов увеличивает напряжение, точно так же, как каждый игрок в бейсболе зарабатывает очки. Чем больше игроков пересекают домашнюю базу, тем выше счет. В последовательном соединении аккумуляторов чем больше контактов аккумуляторов соединяют кабели... тем выше напряжение. В примере с 36-вольтовыми гольфкарами, описанными выше... аккумуляторные кабели (как положительный, так и отрицательный) пройдут каждый через 6 клемм, чтобы получить в результате 36 вольт.

Итак... что, если вы забудете этот урок и соедините 6-вольтовые аккумуляторы в своем гольфкаре параллельно, а не последовательно? Маловероятно, что ваш 36-вольтовый гольфкар вообще сдвинется с места... потому что электродвигатель получит только 1/6 необходимого тока для работы. Даже если он заработает... вы далеко не уедете.

Я поднимаю этот вопрос только потому, что каждую весну мне звонят один или два клиента после того, как они установили новые аккумуляторы в свой гольфкар, и он "все еще не заводится".

Да... вы угадали... они соединили аккумуляторы своего гольфкара параллельно, а не последовательно. Они уже были готовы объявить свои новые аккумуляторы бракованными! Затем они поняли, что вероятность того, что все 6 аккумуляторов окажутся неисправными, довольно мала. В обоих случаях это было простое исправление, они оба сделали одну и ту же ошибку и получили один и тот же результат.

Вот простая схема, которая напомнит вам, как подключать аккумуляторные кабели для последовательного и параллельного применения. Теперь вы знаете, что есть что и почему... пожалуйста!