実用的な考慮事項-バッテリー
バッテリーを接続してより大きな「バンク」(バッテリー)を形成する場合 電池の数は?)、問題を起こさないように、構成する電池を互いに一致させる必要があります。
直列のバッテリー
まず、電圧を上げるためにバッテリーを直列に接続することを検討します。
電流は直列回路のすべてのポイントで等しいことがわかっているので、直列接続されたバッテリーのいずれかに存在する電流の量は、他のすべてのバッテリーでも同じでなければなりません。このため、各バッテリーの定格アンペア時は同じである必要があります。そうしないと、一部のバッテリーが他のバッテリーよりも早く消耗し、バンク全体の容量が低下します。このシリーズのバッテリーバンクの合計アンペア時容量は、バッテリーの数に影響されないことに注意してください。
並列のバッテリー
次に、電流容量を大きくする(内部抵抗を小さくする)、またはアンペア時の容量を大きくするために、バッテリーを並列に接続することを検討します。
並列回路のすべての分岐で電圧が等しいことがわかっているため、これらのバッテリーの電圧が等しいことを確認する必要があります。そうでない場合は、あるバッテリーから別のバッテリーに比較的大きな電流が流れ、高電圧のバッテリーが低電圧のバッテリーを圧倒します。これは良くありません。
過電流保護
これと同じテーマで、過電流保護(回路ブレーカーまたはヒューズ)が効果的になるように取り付けられていることを確認する必要があります。直列バッテリーバンクの場合、直列回路が切断されると回路のすべての部分の電流が停止するため、過剰な電流から配線を保護するには1つのヒューズで十分です。
並列バッテリバンクでは、負荷の過電流(並列接続されたバッテリと負荷の間)から配線を保護するには1つのヒューズで十分ですが、他にも保護すべき懸念事項があります。不等電圧のバッテリーが並列に接続されている場合と同様に、電極セパレーターの故障によりバッテリーが内部で短絡し、問題が発生することが知られています。良好なバッテリーは故障した(低電圧)バッテリーを圧倒し、比較的大きな電流を発生させます。バッテリーの接続線内。この不測の事態を防ぐために、負荷ヒューズに加えて、個々のバッテリーヒューズを使用して、すべてのバッテリーを過電流から保護する必要があります。
二次電池を扱う場合は、充電の方法とタイミングに特に注意する必要があります。バッテリーの種類と構造が異なれば、充電のニーズも異なります。システムを設計または保守する際に従うべき最良のガイドは、おそらくメーカーの推奨事項です。バッテリー充電に関する2つの明確な懸念は、サイクリングです。 および過充電 。サイクリングとは、バッテリーを「フル」状態に充電してから、より低い状態に放電するプロセスを指します。すべてのバッテリーのサイクル寿命は有限であり、サイクルの許容「深さ」(いつでも放電する距離)は設計ごとに異なります。過充電とは、セルが完全に充電された時点を超えて、電流がセカンダリセルに強制的に戻される状態です。特に鉛蓄電池の場合、過充電は水の電気分解(バッテリーから水を「沸騰」させる)を引き起こし、寿命を縮めます。
電解液に水が含まれているバッテリーは、電気分解により水素ガスが発生します。これは、過充電された鉛蓄電池に特に当てはまりますが、そのタイプに限定されません。水素は非常に可燃性のガスであり(特に同じ電気分解プロセスによって生成された遊離酸素の存在下で)、無臭で無色です。このようなバッテリーは、通常の動作条件下でも爆発の脅威をもたらすため、慎重に取り扱う必要があります。著者は鉛蓄電池の爆発を直接目撃しました。そこでは、自動車のバッテリーからバッテリー充電器(小さなDC電源)を取り外すことによって生成された火花がバッテリーケース内の水素ガスに点火し、バッテリーの上部を吹き飛ばしました至る所に硫酸をはねかけます。これは高校の自動車店で発生しました。近くの生徒全員が安全メガネとボタン付きの襟のオーバーオールを着用していなかった場合、重大な怪我が発生した可能性があります。
充電装置をバッテリーに接続および切断するときは、常にバッテリー自体から離れた場所(バッテリーケーブルの1つ、バッテリーから少なくとも1フィート離れた場所など)で最後の接続(または最初の切断)を行ってください。 、結果として生じる火花が水素ガスに点火する可能性がほとんどまたはまったくないようにします。
大規模な恒久的に設置されたバッテリーバンクでは、バッテリーは各セルの上にベントキャップを備えており、水素ガスはバッテリーのすぐ上のフードを通してバッテリールームの外に排出されます。水素ガスは非常に軽く、急速に上昇します。最大の危険は、それが発火を待って、ある地域に蓄積することを許されたときです。
より現代的な鉛蓄電池の設計は、電池ケース自体の内部で、電解された水素と酸素を水に再結合するように密封され、製造されています。バッテリーに漏れが発生した場合に備えて、適切な換気を行うことをお勧めします。
レビュー:
- バッテリーを直列に接続すると、電圧は上昇しますが、全体的なアンペア時の容量は増加しません。
- シリーズバンクのすべてのバッテリーは必須 同じアンペア時定格を持っています。
- バッテリーを並列に接続すると、総抵抗が減少することで総電流容量が増加し、全体のアンペア時容量も増加します。
- パラレルバンク内のすべてのバッテリーは必須 同じ電圧定格を持っています。
- バッテリーは過度のサイクリングによって損傷する可能性があります および過充電 。
- 水ベースの電解質電池は爆発性の水素ガスを発生させる可能性があり、その地域に蓄積してはなりません。
関連するワークシート:
- 電池ワークシート
- シリーズDC回路練習ワークシートと回答ワークシート
産業技術