Как подключать аккумуляторы машин и механизмов правильно?

Как подключать аккумуляторы машин и механизмов правильно?

Достижение глубокого цикла функционирования аккумуляторной батареи машины или механизма достигается не только тем, когда удаётся правильно подобрать размер кабеля. Фактор как подключать аккумуляторы машин также имеет соответствующее значение. Существует несколько способов подключения банок батарей с целью достижения правильного напряжения или ёмкости для конкретной установки постоянного тока.

Аккумуляторы машин и механизмов – теория подключения

Соединение нескольких банок аккумуляторов в энергетический модуль, вместо применения отдельно взятых банок способствует получению большей эффективности и достижению максимально возможного срока службы АКБ. Поэтому логичным видится рассмотреть примеры – как подключать аккумуляторы машин и механизмов, чтобы добиться правильного подхода с точки зрения энергетики.

Электрическая практика в целом показывает возможности создания соединений:

  • последовательно,
  • параллельно,
  • комбинационно.

Все эти возможности вполне применимы и к практике эксплуатации аккумуляторных батарей. Например, если применить последовательное соединение банок, такой схемой достигается увеличение напряжения. При этом ёмкость (ампер/час) сохраняется неизменным показателем.

Так, две банки напряжением 6 вольт, на ёмкость 150 А/ч каждая, соединённые последовательно, дадут 12 вольт в общей сложности при неизменных 150 А/ч. Аккумуляторы напряжением 12 вольт по 150 А/ч каждый, соединённые последовательно, дадут напряжение 24 вольта при тех же 150 А/ч ёмкости.

Как подключать аккумуляторы машин и механизмов правильно + виды схем
Наглядные примеры создания соединений банок аккумуляторов непосредственно в батарею: 1 – последовательная схема; 2 – параллельная схема; 3 – комбинационная схема

Напротив, если применить параллельное соединение банок, такая схема удвоит показатель ёмкости, но напряжение при этом останется неизменным. То есть два аккумулятора напряжением 12 вольт и ёмкостью 150 А/ч каждый, подключенные параллельно, дадут те же 12 вольт напряжения с увеличением ёмкости до 300 А/ч.

Если же комбинировать обе схемы, при таком варианте удастся достичь, как увеличения напряжения, так и роста показателя ёмкости аккумуляторной сборки. Так 4 банки напряжением 6 вольт, ёмкостью по 150 А/ч, соединённые последовательно-параллельно, дадут напряжение 12 вольт и 300 А/ч ёмкости. То же самое касается 12-ти вольтовых аккумуляторов.

Соединительные кабели для аккумуляторов

Кабели, применяемые под соединение аккумуляторных батарей в модуль, исполняют важную роль в деле. Выбор правильного размера (сечения) и длины соединительного кабеля оказывает огромное влияние на достижение общей эффективности схемы. Короткие или чрезмерно длинные проводники способствуют потерям мощности и росту сопротивления.

Последовательное, параллельное, комбинационное подключение банок АКБ требуется выполнять с учётом одинаковой длины проводников между банками. В модульных схемах все отрезки, соединяющие банки, имеют одинаковую длину, как и все длинные терминальные линии. Так организуется одинаковое сопротивление кабеля, гарантируется эффективная работа каждого аккумулятора.

Особое внимание следует уделять терминальным концевым отводам составленного модуля питания. Нередко такие проводники под нагрузку подключают к первой аккумуляторной банке, что сопровождается в итоге снижением производительности и сокращением срока службы аккумуляторов.

Как подключать аккумуляторы машин и механизмов правильно + используемые кабели
Проводники под аккумуляторы машин, в зависимости от предназначения и уровней мощности техники, а также с учётом используемых источников питания, требуют определённого подхода в плане подбора

Как правило, терминальные системные кабели постоянного тока (нагрузки) необходимо подключать через весь модуль, аналогично схеме, показанной ниже на картинке. При таком подключении обеспечивается равномерный заряд/разряд банок, достигается оптимальная производительность сборки.

Терминальные системные кабели и проводники, соединяющие банки АКБ, необходимо ставить достаточного размера (сечения) с учётом общего тока системы. Если под эксплуатацию предусматривается мощное зарядное устройство или инвертор, нужно убедиться, что проводники способны выдерживать соответствующие уровни потребляемых токов.

Классика создания трёх видов модульной схематики

Аккумуляторные батареи соединяются последовательно с целью получения более высокого напряжения, например 24 или 48 вольт. Положительный полюс каждой батареи соединяется с отрицательным полюсом следующей. Терминальные проводники сборки соединяются с отрицательным полюсом первой батареи и положительным полюсом последней батареи, соответственно.

Параллельное соединение образуется сборкой в единую цепь полюсов «плюс» нескольких батарей. Аналогичная процедура проводится с полюсами «минус». Терминальные кабели подключаются на плюс первой батареи и на минус последней батареи. Эта схема используется для увеличения ёмкости.

Комбинация последовательного и параллельного подключения становится актуальной, когда требуется получить аккумулятор на определённый вольтаж с большим показателем ёмкости. Терминальные кабели этой схемы также соединяются по принципу — плюсовой проводник от первой банки, минусовой проводник от последней банки. Ниже показан такой вид схемы.

Сечение кабеля аккумуляторной системы

Стандартная энергосистема на аккумуляторах обычно включает инвертор и зарядное устройство. Оба модуля преследуют общую цель — обеспечение энергией. Соответственно, связаны такие устройств кабелями подачи питания на батареи или от батарей, или же кабелями распределения постоянного тока.

Распространённой ошибкой при монтаже этого оборудования часто является недостаточное сечение кабелей соединений с нагрузкой или источниками заряда. Правильная установка требует правильного выбора кабеля, соответствующего поставленной задаче. Также видится важным фактор крепления клемм и обеспечения адекватной защиты от перегрузки по току с помощью предохранителей и автоматических выключателей.

Подобрать кабель на аккумулятор достаточно просто. Прежде всего, определяют длину кабеля (от источника питания до нагрузки) и ток (силу тока) внутри проводника. Силу тока легко получить из технических характеристик, сопровождающих оборудование. Для цепей напряжением 12 вольт имеются стандартные определения.

Таблица аккумуляторных кабелей и кодированные обозначения (США):

Как подключать аккумуляторы машин и механизмов правильно + таблица кодировок
Таблица цветовых обозначений проводников аккумуляторов согласно американскому стандарту

Примечание: параметры диаметра и сечения в таблице указаны с учётом чистой (без изоляции) жилы проводника.

От длины кабеля напрямую зависит сила тока. Соответственно, чем длиннее проводник, тем большим должно быть сечение жилы, чтобы исключить потерь напряжения. Всегда следует оставлять достаточный запас прочности, так как любое оборудование по факту потребляет больший ток, чем тот, на который рассчитан. Обусловлено это разными факторами:

  • нагрев,
  • низкое напряжение,
  • дополнительные нагрузки,
  • другие факторы.

Примечательно то, что существуют два типа схем: критичная схема и некритичная. «Критичная» схема основана на потере напряжения в кабеле до 3%, в то время как «некритичная» схема допускает потери напряжения до 10%.

Таблица соотношений между длиной кабеля, силой тока, диаметром (сечением):

Как подключать аккумуляторы машин и механизмов правильно + таблица зависимостей
Здесь представлена таблица зависимостей, при помощи которой можно подобрать соответствующий проводник, исходя из схемы применения, рабочей длины и токовой нагрузки

Примечание: Значение длины составляет сумму длин положительного и отрицательного проводников

То есть, когда цепь полностью загружена (работает при номинальной силе тока), напряжение на приборе-нагрузке на 3% или на 10% будет ниже, чем непосредственно на аккумуляторе. Например, если аккумулятор выдаёт 12,6 вольт, прибор-нагрузка получит 12,2 вольта (при потерях 3%) или 11,34 вольта (при потерях 10%).

Классические нюансы потери производительности

Многие элементы нагрузки, например, контрольные лампы, вполне нормально работают при потерях напряжения на 10%. Однако некоторые другие элементы нагрузки чувствительны к потерям, в частности, цепи зарядных систем и ряд конструкций электродвигателей.

В целом, учитывая суровые реалии эксплуатации жилых автофургонов и морских яхт, при выборе аккумуляторных кабелей рекомендуется пользоваться таблицей минимального падения напряжения. Незначительное превышение сечения проводника от номинала в любом случае исключит потери, на что нельзя рассчитывать в случае уменьшения сечения от номинального размера.

Проводник отрицательного потенциала является такой же частью цепи, что и проводник положительного потенциала. Соответственно, проводник отрицательного потенциала должен быть того же сечения что имеет положительный проводник.

Фактически каждый прибор необходимо питать от распределительной панели индивидуальными положительным и отрицательным проводниками. Правда, в схемах освещения иногда используются общие проводники питания и заземления сразу нескольких источников света с учётом общей нагрузки.


При помощи информации: Enerdrive