Serien- vs. Parallelbatterie | Wie wähle ich?

Vor dem Kauf von Batterien oder dem Anschluss von Geräten an Batterien ist eine wichtige Überlegung, die wir oft anstellen müssen, die Art des Anschlusses. Unterschiedliche Anschlussmethoden führen zu unterschiedlichen Ergebnissen, z. B. kann eine Reihenschaltung die Spannung erhöhen, während eine Parallelschaltung die Spannung aufrechterhält. Wann sollte man sich also für eine Reihenschaltung und wann für eine Parallelschaltung entscheiden? Wie können wir sie realisieren? Was sind die Unterschiede zwischen den beiden? Ich glaube, Sie haben vielleicht auch einige Antworten im Kopf. Schauen wir uns gemeinsam an, ob dieser Inhalt mit Ihren Gedanken übereinstimmt.

Reihen- und Parallelanzeige von Batterien

Was ist eine Serienbatterie?

Die Reihenschaltung von Batterien dient im Allgemeinen dazu, einen konstanten Strom zu erhalten und gleichzeitig eine höhere Ausgangsspannung zu erreichen. Indem man zwei oder mehr Batterien hintereinander schaltet, um eine geschlossener Kreislaufkann eine höhere Spannung erreicht werden. Vereinfacht gesagt, wird der Pluspol der ersten Batterie mit dem Minuspol der zweiten Batterie verbunden, und dann wird der Pluspol der zweiten Batterie mit dem Minuspol der dritten Batterie verbunden. Diese sequentielle Verbindung ergibt die erforderliche Spannung. Die Gesamtspannung ergibt sich aus der Summe der Spannungen aller Batterien in diesem Kreislauf.

Wie aus dem Diagramm hervorgeht, ist Delong's 12,8-V-Lithium-Eisenphosphat-Akku besteht aus 4 in Reihe geschalteten Zellen, die jeweils eine Spannung von 3,2 V haben. 3,2 V * 4 = 12,8 V.

12.8V Lifepo4 Batterie

Vorteil

- Spannung erhöhen

Der größte Vorteil der Reihenschaltung von Batterien besteht darin, dass die Spannung des Stromkreises erhöht werden kann, was auch der Hauptgrund ist, warum wir die Reihenschaltung wählen. Wenn wir Geräte mit Strom versorgen, die höhere Spannungen benötigen, ist die Reihenschaltung die bevorzugte Methode.

- Strom Unverändert

Wenn Batterien in Reihe geschaltet werden, ist die Gesamtspannung des Stromkreises die Summe der Spannungen aller Batterien, aber der Strom bleibt derselbe und ist immer noch der Strom einer einzelnen Batterie. Mit anderen Worten, das durch die Reihenschaltung der Batterien erhaltene Batteriepaket ändert die Dauer der Stromversorgung des Geräts nicht. Zum Beispiel, wenn 4 Stück von 12V 7Ah Lithium-Batterien in Reihe geschaltet werden, erhalten Sie einen 48V 7Ah Lithium-Akkupack.

- Ohne Konverter

Wenn die vom Gerät benötigte Spannung höher ist als die Spannung einer einzelnen Batterie, können in Reihe geschaltete Batterien direkt an das Gerät angeschlossen werden, ohne dass ein Hochsetzsteller erforderlich ist.

- Einfache Schaltung

Die Schaltung zur Reihenschaltung von Batterien ist relativ einfach und leicht zu realisieren. Außerdem sind die für die Reihenschaltung verwendeten Drähte relativ dünn, was Kosten für die Verkabelung sparen kann. Außerdem kann das Problem im Falle einer Fehlfunktion der Schaltung schnell erkannt werden.

Nachteil

Bei der Reihenschaltung muss sichergestellt werden, dass die Parameter der einzelnen Batterien übereinstimmen, d. h. die gleiche Spannung und Nennkapazität aufweisen.

Wenn eine einzelne Batterie ausfällt, wird der gesamte Stromkreis in Mitleidenschaft gezogen, z. B. durch einen Spannungsabfall oder dadurch, dass der gesamte Batteriesatz unbrauchbar wird.

Beim Anschluss an Niederspannungsgeräte sollte ein Konverter verwendet werden.

Was ist eine Parallel-Batterie?

Connecting the positive poles of two or more batteries and the negative poles together to form a closed circuit is called a parallel circuit. Parallel batteries can increase capacity and extend the time for supplying current to a device while keeping the circuit voltage constant. For example, Heim-Energiespeichersysteme often connect batteries in parallel to extend your system’s usage time. As shown in the example Delong HS51200-10.

Fünf Packs von 51,2V 200Ah 10kWh Lithiumbatterien werden parallel geschaltet, um 51,2V 50kWh zu erreichen.

Vorteil

- Strom erhöhen

Parallele Batterien können den Ausgangsstrom eines Stromkreises erhöhen und erfüllen damit die Anforderungen von Geräten, die viel Strom benötigen. Die Erhöhung des Stroms bedeutet, dass sich auch die Speicherkapazität erhöht, was die Dauerbetriebszeit der Batterien verlängern kann.

- Die Spannung bleibt unverändert

Parallele Batterien verändern die Gesamtspannung des Stromkreises nicht und haben keinen Einfluss auf Geräte mit niedriger Spannung.

- Nutzungsdauer

Bei einem parallelen Akkupack können die verbleibenden Akkus auch bei Ausfall eines Akkus weiterhin Strom liefern, so dass es sich für Geräte eignet, die sich keine Stromunterbrechung.

Nachteil

Parallel geschaltete Batterien erfordern eine hohe Konsistenz. Weichen die Parameter einer Batterie erheblich von der Gesamtnorm ab, kann sich dies leicht auf die Lebensdauer und Leistung des gesamten Batteriesatzes auswirken. Wenn ein Schaltkreisfehler auftritt, dauert es länger, die Ursache des Problems zu erkennen.

Vergleich: Serien- vs. Parallelbatterie

Die obige einfache Beschreibung erklärt grob die Bedeutung von Reihen- und Parallelschaltungen. Als Nächstes wollen wir die Unterschiede zwischen ihnen auf einfache Weise auflisten.

- Verbindung Methode

Bei der Reihenschaltung werden die Plus- und Minuspole der Batterien nacheinander angeschlossen.

Bei der Parallelschaltung werden die Pluspole und die Minuspole miteinander verbunden.

- Aktuell

In Reihenschaltung: Der Gesamtstrom des Stromkreises entspricht dem Wert einer einzelnen Batterie.

Bei Parallelschaltung: Der Gesamtstrom des Stromkreises erhöht sich und ist die Summe der Ströme aller einzelnen Batterien.

- Spannung

In Reihenschaltung: Die Gesamtspannung des Stromkreises ist die Summe der Spannungen aller einzelnen Batterien, was zu einer erhöhten Ausgangsspannung des Stromkreises führt.

Bei Parallelschaltung: Die Spannung im Stromkreis bleibt konstant und entspricht dem Wert einer einzelnen Batterie.

- Widerstandsfähigkeit

Wenn Batterien in Reihe geschaltet werden, erhöht sich die Spannung des gesamten Stromkreises, und der Innenwiderstand steigt ebenfalls. Der Gesamtinnenwiderstand ist die Summe der Innenwiderstände aller Batterien.

Wenn Batterien parallel geschaltet werden, bleibt die Ausgangsspannung des gesamten Stromkreises unverändert, aber der Innenwiderstand sinkt.

- Energie

Unter der Annahme, dass die Parameter der Batterien gleich sind, ist bekannt, dass bei einer Reihenschaltung der Batterien die Spannung steigt, während der Strom gleich bleibt; bei einer Parallelschaltung bleibt die Spannung gleich, während der Strom steigt. Daher gilt unter idealen Bedingungen:

Die Gesamtenergie der in Reihe geschalteten Batterien bleibt grundsätzlich unverändert.

Die Gesamtenergie der parallel geschalteten Batterien steigt.

- Draht

In Reihenschaltung: Die verwendeten Kabel sind relativ dünn.

Bei Parallelschaltung: Es werden Kabel mit großer Kapazität benötigt.

- Leben

Die Lebensdauer eines in Reihe geschalteten Akkus hängt von dem Akku mit der schwächsten Leistung ab. Wenn diese Batterie das Ende ihrer Lebensdauer erreicht, kann der gesamte Akkupack nicht mehr funktionieren. Das Akkupaket und die einzelne Batterie sind untrennbar miteinander verbunden, wenn es um Schäden geht.

Umgekehrt führt der Ausfall einer Batterie in einem parallel geschalteten Batteriesatz nicht zum Ausfall des gesamten Stromkreises, da die anderen Batterien weiterhin normal funktionieren. Allerdings wird die Gesamtleistung bis zu einem gewissen Grad beeinträchtigt.

Mit anderen Worten: Die Lebensdauer eines parallelen Akkupacks ist länger als die eines einzelnen Akkus oder eines seriellen Akkupacks. Dies gilt natürlich nur unter idealen Bedingungen, da die tatsächliche Anwendung von verschiedenen Faktoren wie Temperatur, Batteriechemie und Ladegewohnheiten beeinflusst wird.

- Sicherheit

Wenn die Konsistenz der verwendeten Batterien schlecht ist, kann eine Reihenschaltung leicht zu einem Ungleichgewicht der Batterien führen. Leistungsschwächere Batterien sind anfällig für Überentladung oder Rückwärtsladung, was zu Batterieschäden führt. Fällt eine der Batterien aus, schaltet sich der gesamte Stromkreis ab. Für bestimmte Geräte, die keine Stromausfälle vertragen, wäre dies ein schwerer Schlag.

Parallel geschaltete Batterien erfordern eine hohe Beständigkeit, und die Leistung der einzelnen Batterien sollte am besten auf dem gleichen Niveau gehalten werden. Wenn die Leistung einer Batterie schwächer ist, können Probleme mit Überladung oder Entladung auftreten.

Daher ist es wichtig, dass die Batterien, egal ob sie in Reihe oder parallel geschaltet sind, nur mit äußerster Vorsicht überladen und entladen werden.

- Gemeinsame Nutzung

Serienbatterien werden in der Regel in Geräten und Anwendungen eingesetzt, die eine hohe Spannung und einen niedrigen Strom benötigen, wie z. B. tragbare elektronische Geräte mit hoher Spannung, Elektrofahrräder, elektrische Skateboards, medizinische Geräte und wissenschaftliche Instrumente mit einer bestimmten Spannung sowie Backup-Energiesysteme für industrielle und gewerbliche Zwecke.

Parallelbatterien werden in der Regel in Geräten und Anwendungen eingesetzt, die eine niedrige Spannung und einen hohen Strom benötigen, wie z. B. Ladegeräte für mobile Geräte oder Notstromversorgungssysteme, RV-Stromversorgungen, Heim-Notstromquellen und tragbare Stromversorgungen.

Serienbatterie oder Parallelbatterie, was ist das Beste für Sie?

Die Antwort darauf haben wir im obigen Beitrag bereits gegeben. Reihen- und Parallelschaltungen haben ihre eigenen Vor- und Nachteile, und die Wahl der Anschlussmethode hängt von den Anforderungen Ihrer Geräte ab. Wenn Ihr Gerät mit einer höheren Spannung arbeitet, kann eine Reihenschaltung Ihren Bedürfnissen entsprechen. Wenn die Batterie länger laufen soll, empfiehlt sich eine Parallelschaltung.

12 100Ah Lifepo4 Batterieanschluss

Wie Sie Ihre Batterie in Serie einrichten？

1. Bestimmen Sie den Spannungswert, der für Geräte oder Anwendungen erforderlich ist, die an die Stromversorgung angeschlossen werden müssen; 
2. Wählen Sie Batterien desselben Typs mit hoher Konsistenz (z. B. Spannung, Stromstärke, Lade- und Entladeraten usw.); 
3. Ordnen Sie alle Batterien in der Reihenfolge an, dass die Plus- und Minuspole dicht beieinander liegen; 
4. Verbinden Sie mit Verbindungsdrähten den Pluspol der ersten Batterie mit dem Minuspol der nächsten Batterie und wiederholen Sie diesen Vorgang; 
5. Prüfen Sie, ob jede Batterie fest angeschlossen ist, um Kurzschlüsse und andere Situationen zu vermeiden; 
6. Prüfen Sie mit einem Multimeter, ob die Gesamtspannung des gesamten Akkupacks dem eingestellten Wert entspricht; 
7. Verbinden Sie die Plus- und Minuspole des ersten und letzten Abschnitts des Akkupacks mit den Plus- bzw. Minuspolen des Geräts.

Batterien in Reihe schalten Delong

Wie Sie Ihre Batterie parallel einrichten？

1. Bestimmen Sie den für das Gerät oder die Anwendung erforderlichen Strom und bereiten Sie Drähte mit einer ausreichenden Dicke vor.
2. Wählen Sie Batterien desselben Typs aus, die in Bezug auf Spannung, Kapazität und Alterungsgrad weitgehend übereinstimmen.
3. Schließen Sie die Pluspole aller Batterien nacheinander an und verfahren Sie ebenso mit den Minuspolen.
4. Prüfen Sie den festen Sitz der einzelnen Verbindungspunkte, um Kurzschlüsse zu vermeiden.
5. Verbinden Sie den Plus- und Minuspol des ersten und letzten Teils des Akkupacks mit dem Gerät.
6. Prüfen Sie schließlich, ob das System normal funktioniert.

Batterien parallel anschließen Delong

Delong 51.2V Lithium Batterie Parallel Diagramm LVM101515L

Kann ich eine Batterie in Reihe oder parallel anschließen?

Ja, natürlich. Neben der Reihen- und Parallelschaltung können wir auch wählen, zuerst in Reihe und dann parallel zu schalten. Auf diese Weise können wir nicht nur einen bestimmten Spannungswert erreichen, sondern auch die Kapazität erhöhen und einen "Zweihand"-Effekt erzielen. Die Reihen-Parallel-Schaltung ist besser geeignet für die praktischen Anforderungen an Spannung und Kapazität im täglichen Leben und ermöglicht einen stabileren Betrieb der Geräte. 

So sind beispielsweise die internen Zellen des Delong 12Ah Lithium-Batterie sind in einer 4S2P-Konfiguration (S-Reihe, P-Parallel) angeschlossen.

FAQ

Wie lädt man Batterien in Reihen- oder Parallelschaltungen auf?

Beim Laden der Batterien, ob in Reihe oder parallel, ist es notwendig, ein Ladegerät zu verwenden, das auf das Batteriesystem abgestimmt ist. 

Wenn Sie z. B. Batterien in Serie laden, empfiehlt es sich, ein abgestimmtes Ladegerät für konstanten Strom und anschließend für konstante Spannung zu verwenden. Am besten ist es, jede Batterie separat zu laden, wenn dies möglich ist. Bei parallel geschalteten Batterien ist es wichtig, einen einheitlichen Ladezustand aufrechtzuerhalten. 

Unabhängig davon, ob sie in Reihe oder parallel geschaltet sind, ist es am besten, den Batteriestatus jederzeit zu überwachen, um Überladung und Überentladung zu vermeiden, was zur Verlängerung der Lebensdauer beiträgt. die Lebensdauer der Batterie.

Wie viele Batterien können gleichzeitig in Reihe oder parallel geschaltet werden?

Connecting batteries in series will increase the circuit’s voltage, so there is a certain limit to the number of batteries that can be connected in series. If you need to know the maximum number of batteries that can be connected in series, we recommend consulting the Batteriehersteller and connecting within this range. 

Zum Beispiel für den Delong 12V 100Ah Lithium-Eisenphosphat-AkkuDerzeit können bis zu 4 Batterien in Reihe geschaltet werden, um ein 48V 100Ah Batteriepaket zu erhalten.

Theoretisch ist die Anzahl der parallel geschalteten Batterien nicht begrenzt. In der Praxis müssen Sie jedoch Faktoren wie den Typ und die Kapazität der Batterien, die Geräteanforderungen, die Anwendungsumgebung und die Sicherheit berücksichtigen. Wenn Sie sich nicht sicher sind, können Sie auch Ihren Batteriehersteller um eine Bestätigung bitten oder erfahrene technische Mitarbeiter um Hilfe bitten.

Können Batterien mit unterschiedlichen Spannungen in Reihe oder parallel geschaltet werden?

Bevor wir Batterien in Reihe oder parallel schalten, überprüfen wir in der Regel die Spannung der einzelnen Batterien, um sicherzustellen, dass sie gleich sind. Je höher die Übereinstimmung der Batterien ist, desto besser ist die Sicherheit und desto länger ist die Lebensdauer des seriellen oder parallelen Batteriesatzes. Je größer die Unterschiede zwischen den Batterien sind, desto größer ist das Risiko einer Überladung oder Überentladung des in Reihe oder parallel geschalteten Batteriesatzes und desto größer ist die Wahrscheinlichkeit einer Beschädigung der Batterie.

Aus Sicherheitsgründen ist es daher nicht empfehlenswert, Batterien mit unterschiedlichen Spannungen in Reihe oder parallel zu schalten.

Können Batterien mit unterschiedlicher Kapazität parallel geschaltet werden?

Wir raten davon ab, Batterien mit unterschiedlichen Kapazitäten parallel zu verwenden. Dies liegt daran, dass Akkus mit unterschiedlichen Kapazitäten unterschiedliche Innenwiderstände, Strombelastungen, Lade-/Entladeleistungen und Wärmeentwicklungen aufweisen, was zu einem Ungleichgewicht führt. Bei paralleler Nutzung ist es schwierig, die stabile Leistung des gesamten Batteriesatzes zu gewährleisten. Die Lebensdauer der Batterien mit geringerer Kapazität wird leicht beeinträchtigt, was sich auf die Lebensdauer des gesamten Akkupacks auswirkt.

Schlussfolgerung

Die obigen Ausführungen beziehen sich auf den Inhalt von Reihenschaltung und Parallelschaltung. Wenn Sie eine andere Meinung haben, können Sie gerne Ihre Kommentare hinterlassen!