كيفية توصيل البطاريات على التوالي والتوازي في نفس الوقت

في أنظمة الطاقة مثل مجموعات الطاقة الشمسية الكبيرة خارج الشبكة أو المركبات الترفيهية عالية الأداء، تحتاج إلى كل من جهد أعلى وسعة أكبر. يتم تحقيق ذلك باستخدام طريقة توصيل تسمى التوصيل على التوالي والتوازي.

تتيح لك هذه التكوين القوي بناء مجموعة بطاريات مخصصة تتناسب بدقة مع متطلبات نظامك. على الرغم من أن الاسم يبدو معقدًا، إلا أن العملية منطقية ومنهجية. سيرشدك هذا الدليل بالضبط كيفية توصيل البطاريات على التوالي والتوازي في نفس الوقت، باستخدام أمثلة واضحة خطوة بخطوة لـإعدادات 4 و6 و8 بطاريات على التوالي والتوازي.

ما هو توصيل البطاريات على التوالي والتوازي

توصيل البطاريات على التوالي والتوازي هو التركيب المستخدم لـزيادة كل من الجهد والسعة لمجموعة البطاريات. مع هذا الترتيب، لا تزيد الجهد فقط بل تضاعف السعة أيضًا، مما يجعله مناسبًا للأنظمة التي تتطلب كل من خرج طاقة عالي ووقت تشغيل أطول.

على سبيل المثال، يمكن توصيل أربع بطاريات 12 فولت 100 أمبير ساعة في تكوين سلسلة-توازي. أولاً، يتم توصيل زوجين من البطاريات على التوالي، مما يخلق مجموعتين من 24 فولت 100 أمبير ساعة. ثم يتم توصيل هاتين المجموعتين على التوازي، مما ينتج عنه مصرف نهائي بجهد 24 فولت وسعة 200 أمبير ساعة. 

كيفية توصيل البطاريات على التوالي والتوازي (مثال 4 بطاريات)

بعد ذلك، دعنا نستخدم أربع بطاريات كمثال لشرح كيفية توصيلها في تكوين سلسلة-توازي. سيرشدك هذا الدليل خطوة بخطوة إلى كيفية تجميع البطاريات، توصيلها، ويتضمن مخطط دائرة للتوضيح.

احتياطات السلامة لتوصيلات البطاريات على التوالي والتوازي

1. ارتدِ معدات الحماية الشخصية (PPE)
   ارتدِ دائمًا قفازات معزولة ونظارات أمان لحماية نفسك من الصدمات الكهربائية، انسكابات الحمض، أو الشرر. تجنب ارتداء المجوهرات المعدنية، الساعات، أو الخواتم، لأنها قد تلمس أطراف البطارية عن طريق الخطأ وتسبب دائرة قصيرة.
2. استخدم الأدوات المناسبة ومنطقة العمل المناسبة
   استخدم أدوات ذات مقابض معزولة لمنع حدوث دوائر قصيرة عرضية. تأكد من أن منطقة العمل جافة، نظيفة، وجيدة التهوية. هذا يقلل من خطر الصدمة الكهربائية ويمنع تراكم الغازات القابلة للاشتعال، وهو أمر مهم بشكل خاص عند العمل مع بطاريات الرصاص الحمضية.
3. تأكد من توافق البطاريات
   قم بتوصيل البطاريات فقط من نفس العمر، النوع، الجهد، والسعة. قد يؤدي خلط بطاريات مختلفة إلى عدم توازن، تقليل الأداء، أو حتى تلف. كما تأكد من أن جميع البطاريات في حالة شحن متشابهة قبل توصيلها.
4. استخدم كابل البطارية المناسب
   يمكن أن يكون السلك بين البطاريات المتصلة على التوالي أصغر، لأنه يحمل تيار سلسلة واحدة فقط. يجب أن تكون الأسلاك التي تربط سلاسل التوالي على التوازي أكبر لتحمل التيار الكلي. قم دائمًا بتحديد حجم الأسلاك لأقصى تيار متوقع لمنع ارتفاع درجة الحرارة، انخفاض الجهد، أو مخاطر الحريق.
5. تركيب حماية من التيار الزائد
   استخدم صمامات أمان البطارية لكل سلسلة بطاريات والاتصالات الرئيسية على التوازي لحماية مصرف البطاريات من التيار الزائد. تأكد من أن أجهزة الحماية مصنفة بشكل مناسب للجهد والتيار الخاص بمصرف البطاريات لديك.
6. اتبع تسلسل التوصيل الصحيح
   قم بتوصيل البطاريات على التوالي أولاً، ثم اجمع مجموعات التوالي على التوازي. تحقق مرتين من جميع الاتصالات قبل تشغيل النظام لتجنب القطبية العكسية أو التوصيل الخاطئ، مما قد يسبب ضررًا أو حوادث.

الخطوة 1. تجميع البطاريات

باستخدام أربع بطاريات 12 فولت 100 أمبير ساعة كمثال، رتبها في أزواج مع تباعد متساوٍ بين كل وحدة وبين السلسلتين. يضمن هذا الترتيب أن تظل جميع الكابلات الموصلية بنفس الطول، مما يساعد على الحفاظ على تدفق تيار متوازن وأداء نظام مستقر. عند تجميعها بهذه الطريقة، تشكل البطاريات الأربع مصرفي بطاريات، كل منهما يتكون من بطاريتين.

الخطوة 2. توصيل البطاريات على التوالي

لكل مجموعة من أزواج البطاريات، خذ كابل قفز واحد وقم بتوصيل الطرف الموجب (+) للبطارية الأولى بالطرف السالب (-) للبطارية الثانية.
الأطراف الرئيسية لكل سلسلة الآن هي الطرف السالب المفتوح (-) للبطارية الأولى والطرف الموجب المفتوح (+) للبطارية الثانية. لقد أنشأت الآن سلسلتين مستقلتين 24 فولت، 100 أمبير-ساعة.

الخطوة 3. تركيب حماية من التيار الزائد

كما ذُكر سابقًا، يجب أن تكون كل سلسلة متوازية محمية بفيوز منفصل لمنع سحب التيار بشكل خطير من السلسلة السليمة في حال وجود خلل في سلسلة أخرى.
قم بتركيب فيوزات البطارية على الأسلاك الموجبة لكل سلسلة. يجب أن تكون هذه الفيوزات بحجم يتناسب مع أقصى تيار تفريغ للبطاريات في السلسلة (تحقق من ورقة بيانات الشركة المصنعة) وقدرة تحمل السلك.

الخطوة 4. توصيل البطاريات بالتوازي

مع بناء سلسلتي 24 فولت وحمايتهما بالفيوزات، الخطوة النهائية هي توصيلهما بالتوازي لمضاعفة السعة. استخدم كابلات بنفس الطول لهذه التوصيلات.

• وصل الموجب: استخدم كابل قفز لتوصيل الطرف الموجب المحمي بالسلك في السلسلة 1 بالطرف الموجب المحمي بالسلك في السلسلة 2. ستقوم بتوصيل كابل الموجب الرئيسي لنظامك إلى نقطة الاتصال هذه (غالبًا ما تكون شريط توصيل البطارية).
• وصل السالب: استخدم كابل قفز آخر لتوصيل الطرف السالب الرئيسي للسلسلة 1 بالطرف السالب الرئيسي للسلسلة 2. يتم توصيل كابل السالب الرئيسي لنظامك هنا. #الآن، لقد أنشأت بنجاح بنك بطاريات واحد بجهد 24 فولت وسعة 200 أمبير-ساعة.

كيفية توصيل 6 بطاريات على التوالي وبالتوازي

هناك طريقتان شائعتان لتوصيل ست بطاريات في تكوين سلسلة-توازي. الطريقة التي تختارها تعتمد على الجهد المستهدف. سنفترض أنك تستخدم بطاريات 12 فولت، 100 أمبير-ساعة.

الخيار 1. إنشاء بنك بطاريات 24 فولت 300 أمبير-ساعة (2s3p)

1. المجموعة: رتب البطاريات الست في ثلاث أزواج.
2. الاتصال على التوالي: أنشئ ثلاث سلاسل منفصلة 24 فولت، 100 أمبير-ساعة عن طريق توصيل الموجب للبطارية الأولى بالسالب للبطارية الثانية في كل زوج.
3. الاتصال بالتوازي: قم بحماية السلك الموجب لكل سلسلة بصمام فيوز. ثم، قم بتوصيل جميع الأطراف الموجبة المحمية الثلاثة معًا وجميع الأطراف السالبة الثلاثة معًا. هذا ينتج بنك بطاريات 24 فولت، 300 أمبير-ساعة.

الخيار 2. إنشاء بنك بطاريات 36 فولت 200 أمبير-ساعة (3s2p)

1. المجموعة: رتب البطاريات الست في مجموعتين كل منهما تحتوي على ثلاث بطاريات.
2. الاتصال بالتوالي: أنشئ سلسلتين منفصلتين 36 فولت، 100 أمبير ساعة. في كل مجموعة، وصل البطارية 1 (+) إلى البطارية 2 (-)، والبطارية 2 (+) إلى البطارية 3 (-).
3. الاتصال بالتوازي: دمج السلك الموجب لكل سلسلة 36 فولت. ثم، وصل طرفي الموجب المدمجين معًا وطرفي السالب الرئيسيين معًا. هذا ينتج بنك 36 فولت، 200 أمبير ساعة.

كيفية توصيل 8 بطاريات على التوالي والتوازي

مع ثماني بطاريات، لديك مرونة أكبر لتحقيق أهداف جهد وسعة محددة، شائعة في التركيبات الشمسية الكبيرة.

الخيار 1. إنشاء بنك 48 فولت 200 أمبير ساعة (4s2p)

1. المجموعة: رتب البطاريات الثمانية في مجموعتين من أربع بطاريات.
2. الاتصال بالتوالي: أنشئ سلسلتين مستقلتين 48 فولت، 100 أمبير ساعة.
• السلسلة 1 (البطاريات 1-4): قم بتوصيل هذه الأربع بطاريات في سلسلة واحدة (موجب إلى سالب). الناتج هو 48 فولت.
• السلسلة 2 (البطاريات 5-8): افعل نفس الشيء للمجموعة الثانية من أربع بطاريات.

3. الاتصال بالتوازي: ادمج السلك الموجب لسلسلة A والسلك الموجب لسلسلة B. وصل طرفي الموجب المدمجين معًا إلى قضيب حافلة مشترك. وصل طرفي السالب الرئيسيين معًا على قضيب حافلة منفصل.

لديك الآن بنك بطاريات قوي 48 فولت، 200 أمبير ساعة، مثالي لتشغيل العواكس عالية الكفاءة.

الخيار 2. إنشاء بنك 24 فولت 400 أمبير ساعة (2s4p)

1. المجموعة: رتب البطاريات الثمانية في أربع مجموعات من اثنتين.
2. الاتصال بالتوالي: في كل مجموعة، قم بتوصيل بطاريتين على التوالي (موجب إلى سالب) لتشكيل زوج 24 فولت، 100 أمبير ساعة. هذا يعطيك أربعة أزواج متطابقة 24 فولت، 100 أمبير ساعة.
3. الاتصال بالتوازي: قم بدمج الأسلاك الموجبة لجميع الأزواج الأربعة، ثم وصلها معًا على قضيب حافلة موجب مشترك. افعل نفس الشيء للأسلاك السالبة على قضيب حافلة سالب.
   

الأسئلة الشائعة حول البطاريات المتصلة على التوالي والتوازي

كيف أشحن بنك البطاريات المتصل على التوالي والتوازي بشكل صحيح؟

اختر شاحنًا بجهد خرج يساوي سلسلة واحدة (مثل 48 فولت لأربع بطاريات 12 فولت على التوالي) وسعة تيار شحن تتناسب مع مجموع جميع السلاسل المتوازية. تأكد من أن جميع البطاريات متطابقة ومتوازنة ومراقبة للشحن الآمن.

هل يمكنني خلط بطاريات قديمة وجديدة في نفس بنك التوالي أو التوازي؟

هذا غير مستحب بشدة. خلط بطاريات بأعمار أو سعات (Ah) أو حتى علامات تجارية مختلفة يمكن أن يؤدي إلى اختلالات شديدة. البطاريات الأحدث والأقوى ستشحن البطاريات الأقدم والأضعف بشكل مفرط، بينما البطاريات الأضعف ستستنزف الأقوى. هذا يقلل بشكل كبير من عمر البنك بأكمله وقد يشكل خطرًا على السلامة. لأفضل أداء وطول عمر، استخدم دائمًا بطاريات متطابقة تم شراؤها في نفس الوقت.

قمت بتوصيل بطارياتي على التوازي، لكن يبدو أن واحدة تستنزف أسرع. لماذا؟

هذه مشكلة شائعة غالبًا ما تسببها أطوال كابلات غير متساوية أو اتصالات سيئة. لكي يكون الإعداد على التوازي متوازنًا، يجب أن تكون المقاومة الكهربائية من الأطراف الرئيسية الموجبة/السالبة إلى كل بطارية متطابقة. أفضل ممارسة هي استخدام كابلات بنفس الطول والقطر لجميع الاتصالات. أيضًا، قم بتوصيل كابل الحمل الموجب إلى أول بطارية في البنك والكابل السالب إلى آخر بطارية. تساعد هذه الطريقة "القطرية" في موازنة الشحن والتفريغ عبر جميع البطاريات.

لبنك بطاريات LiFePO4 (ليثيوم)، هل يدير BMS التوازن في التوصيل على التوالي؟

نعم، لكن قدرته محدودة. نظام إدارة البطارية (BMS) عالي الجودة يوازن الخلايا داخل حزمة بطارية واحدة ويوفر الحماية. عند توصيل عدة بطاريات ليثيوم على التوالي، يعمل BMS الداخلي لكل بطارية بشكل مستقل. إذا وصلت مجموعة خلايا بطارية واحدة إلى قطع الجهد العالي أثناء الشحن، سيوقف BMS الخاص بها الشحن، مما يوقف الشحن للسلسلة بأكملها، حتى لو لم تكن البطاريات الأخرى ممتلئة.

ماذا يحدث إذا فشلت بطارية واحدة في إعداد على التوالي مقابل إعداد على التوازي؟

النتيجة مختلفة جدًا. في دائرة على التوالي، إذا فشلت بطارية واحدة (مما يخلق دائرة مفتوحة)، يتوقف السلسلة بأكملها عن العمل، مثل لمبة واحدة مكسورة في أضواء عيد الميلاد القديمة. في دائرة على التوازي، إذا فشلت بطارية واحدة (ولكن لم تقصر الدائرة)، ستستمر البطاريات المتبقية في توفير الطاقة، رغم بسعة إجمالية أقل. ومع ذلك، يمكن للبطارية الفاشلة أيضًا أن تستنزف البطاريات السليمة، لذا يجب تحديدها وإزالتها بسرعة.

هل من الأفضل استخدام بطاريتين 6 فولت على التوالي أم بطاريتين 12 فولت على التوازي لـ RV الخاص بي؟

هذا نقاش كلاسيكي في مجتمع RV، مع إجماع قوي يفضل بطاريتين 6 فولت على التوالي. بطاريات "عربة الغولف" 6 فولت العميقة مُصممة خصيصًا للتفريغ العميق المتكرر. عادةً ما تحتوي على ألواح أكثر سمكًا وبناء أكثر متانة من بطاريات 12 فولت البحرية/RV القياسية، مما يؤدي إلى عمر أطول بكثير تحت الاستخدام المكثف. بينما تكون الأسلاك أكثر تعقيدًا قليلاً، فإن فوائد المتانة وطول العمر تفوق ذلك عمومًا للمستخدمين الجادين لـ RV.