วิธีการต่อสายแบตเตอรี่แบบอนุกรมและขนานในเวลาเดียวกัน

ในระบบพลังงาน เช่น ชุดโซลาร์เซลล์ออฟกริดขนาดใหญ่หรือ RV ประสิทธิภาพสูง คุณต้องการทั้งแรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้นและความจุที่มากขึ้น ซึ่งสามารถทำได้ด้วยวิธีการเดินสายที่เรียกว่าการเชื่อมต่อแบบอนุกรม-ขนาน

การจัดการที่ทรงพลังนี้ช่วยให้คุณสร้างแบตเตอรี่แบงค์ที่กำหนดเองได้อย่างแม่นยำตามความต้องการของระบบคุณ แม้ว่าชื่อจะฟังดูซับซ้อน แต่กระบวนการนั้นมีเหตุผลและเป็นระบบ คู่มือนี้จะแนะนำคุณอย่างละเอียดถึงวิธีการเดินสายแบตเตอรี่แบบอนุกรมและขนานพร้อมกัน โดยใช้ตัวอย่างที่ชัดเจนและเป็นขั้นตอนสำหรับ การตั้งค่าแบตเตอรี่แบบอนุกรม-ขนาน 4, 6 และ 8 ก้อน

การเชื่อมต่อแบตเตอรี่แบบอนุกรม-ขนานคืออะไร

การเดินสายแบตเตอรี่แบบอนุกรมและขนานเป็นการผสมผสานที่ใช้เพื่อ เพิ่มทั้งแรงดันไฟฟ้าและความจุ ของแบตเตอรี่แบงค์ ด้วยการจัดเรียงนี้ คุณไม่เพียงแต่เพิ่มแรงดันไฟฟ้าเท่านั้น แต่ยังเพิ่มความจุเป็นสองเท่า ทำให้เหมาะสำหรับระบบที่ต้องการทั้งกำลังไฟสูงและระยะเวลาการใช้งานที่ยาวนานขึ้น

ตัวอย่างเช่น แบตเตอรี่ 12V 100Ah สี่ก้อน สามารถเดินสายแบบอนุกรม-ขนานได้ โดยเริ่มจากเชื่อมต่อแบตเตอรี่สองคู่แบบอนุกรม สร้างเป็น ชุด 24V 100Ah สองชุด จากนั้นเชื่อมต่อสองชุดนี้แบบขนาน ทำให้ได้ แบงก์ 24V 200Ah สุดท้าย 

วิธีเดินสายแบตเตอรี่แบบอนุกรมและขนาน (ตัวอย่างแบตเตอรี่ 4 ก้อน)

ต่อไป เราจะใช้แบตเตอรี่สี่ก้อนเป็นตัวอย่างเพื่อแสดงวิธีการเดินสายในรูปแบบอนุกรม-ขนาน คู่มือทีละขั้นตอนนี้จะแสดงวิธีจัดกลุ่มแบตเตอรี่ การเชื่อมต่อ และรวมถึงแผนภาพวงจรเพื่อประกอบ

ข้อควรระวังด้านความปลอดภัยสำหรับการเชื่อมต่อแบตเตอรี่แบบอนุกรมและขนาน

1. สวมอุปกรณ์ป้องกันส่วนบุคคล (PPE)
   สวมถุงมือฉนวนและแว่นตานิรภัยเสมอเพื่อปกป้องตัวเองจากไฟฟ้าช็อต การรั่วไหลของกรด หรือประกายไฟ หลีกเลี่ยงการสวมเครื่องประดับโลหะ นาฬิกา หรือแหวน เพราะอาจสัมผัสขั้วแบตเตอรี่โดยไม่ตั้งใจและทำให้เกิดลัดวงจร
2. ใช้เครื่องมือและพื้นที่ทำงานที่เหมาะสม
   ใช้เครื่องมือที่มีด้ามจับฉนวนเพื่อป้องกันการลัดวงจรโดยไม่ตั้งใจ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าพื้นที่ทำงานแห้ง สะอาด และมีการระบายอากาศที่ดี เพื่อลดความเสี่ยงจากไฟฟ้าช็อตและป้องกันการสะสมของก๊าซไวไฟ ซึ่งสำคัญอย่างยิ่งเมื่อทำงานกับแบตเตอรี่ตะกั่ว-กรด
3. ตรวจสอบความเข้ากันได้ของแบตเตอรี่
   เชื่อมต่อเฉพาะแบตเตอรี่ที่มี อายุ ประเภท แรงดัน และความจุ เหมือนกัน การผสมแบตเตอรี่ที่แตกต่างกันอาจทำให้เกิดความไม่สมดุล ประสิทธิภาพลดลง หรือแม้แต่ความเสียหาย นอกจากนี้ ให้แน่ใจว่าแบตเตอรี่ทั้งหมดมีสถานะการชาร์จที่ใกล้เคียงกันก่อนเชื่อมต่อ
4. ใช้สายแบตเตอรี่ที่เหมาะสม
   สายไฟระหว่างแบตเตอรี่ในชุดอนุกรมสามารถใช้สายขนาดเล็กกว่าได้ เพราะรับกระแสเพียงชุดเดียว สายที่เชื่อมต่อชุดอนุกรมเข้าด้วยกันแบบขนานต้องมีขนาดใหญ่ขึ้นเพื่อรองรับกระแสรวม ควรเลือกขนาดสายให้เหมาะสมกับกระแสสูงสุดที่คาดว่าจะเกิดขึ้นเพื่อป้องกันการร้อนเกิน การตกคร่อมแรงดัน หรืออันตรายจากไฟไหม้
5. ติดตั้งอุปกรณ์ป้องกันกระแสเกิน
   ใช้ ฟิวส์แบตเตอรี่ สำหรับแต่ละสายแบตเตอรี่และการเชื่อมต่อขนานหลักเพื่อปกป้องแบงก์แบตเตอรี่จากกระแสเกิน ตรวจสอบให้อุปกรณ์ป้องกันมีเรตติ้งที่เหมาะสมกับแรงดันและกระแสของแบงก์แบตเตอรี่ของคุณ
6. ปฏิบัติตามลำดับการเดินสายที่ถูกต้อง
   เชื่อมต่อแบตเตอรี่แบบอนุกรมก่อน จากนั้นรวมกลุ่มอนุกรมเข้าด้วยกันแบบขนาน ตรวจสอบการเชื่อมต่อทั้งหมดอีกครั้งก่อนเปิดระบบเพื่อหลีกเลี่ยงการต่อขั้วกลับหรือต่อสายผิด ซึ่งอาจทำให้เกิดความเสียหายหรืออุบัติเหตุได้

ขั้นตอนที่ 1. จัดกลุ่มแบตเตอรี่

ใช้แบตเตอรี่ 12V 100Ah สี่ก้อนเป็นตัวอย่าง จัดเรียงเป็นคู่โดยมี ระยะห่างเท่ากัน ระหว่างแต่ละก้อนและระหว่างสายสองชุด การจัดวางนี้ช่วยให้สายเชื่อมต่อทั้งหมดมีความยาวเท่ากัน ซึ่งช่วย รักษาการไหลของกระแสไฟฟ้าให้สมดุล และประสิทธิภาพของระบบที่เสถียร เมื่อจัดกลุ่มแบบนี้ แบตเตอรี่สี่ก้อนจะกลายเป็นแบงก์แบตเตอรี่สองชุด ชุดละสองก้อน

ขั้นตอนที่ 2 เชื่อมต่อแบตเตอรี่แบบอนุกรม

สำหรับแต่ละกลุ่มแบตเตอรี่ที่จับคู่กัน ให้ใช้สายจัมเปอร์เส้นหนึ่งเชื่อมต่อขั้วบวก (+) ของแบตเตอรี่ก้อนแรกกับขั้วลบ (-) ของก้อนที่สอง
ขั้วหลักของแต่ละสายตอนนี้คือขั้วลบ (-) ที่เปิดของแบตเตอรี่ก้อนแรกและขั้วบวก (+) ที่เปิดของแบตเตอรี่ก้อนที่สอง คุณได้สร้างสายแบตเตอรี่ 24V 100Ah สองสายแยกกันแล้ว

ขั้นตอนที่ 3 ติดตั้งระบบป้องกันกระแสเกิน

ดังที่กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ แต่ละสายขนานควร ติดฟิวส์แยกกัน เพื่อป้องกันไม่ให้สายที่มีปัญหาดึงกระแสจากสายที่ปกติอย่างอันตราย
ติดตั้งฟิวส์แบตเตอรี่ที่สายบวกของแต่ละสาย ฟิวส์เหล่านี้ควรมีขนาดตามกระแสไฟสูงสุดที่แบตเตอรี่ในสายสามารถจ่ายได้ (ตรวจสอบจากแผ่นข้อมูลผู้ผลิต) และความสามารถรับกระแสของสายไฟของคุณ

ขั้นตอนที่ 4 เชื่อมต่อแบตเตอรี่แบบขนาน

เมื่อคุณสร้างสาย 24V สองสายและติดฟิวส์แล้ว ขั้นตอนสุดท้ายคือเชื่อมต่อแบบขนานเพื่อเพิ่มความจุเป็นสองเท่า ใช้สายที่มีความยาวเท่ากันสำหรับการเชื่อมต่อนี้

• เชื่อมต่อขั้วบวก: ใช้สายจัมเปอร์เชื่อมต่อขั้วบวกที่มีฟิวส์ของสายที่ 1 กับขั้วบวกที่มีฟิวส์ของสายที่ 2 คุณจะต่อสายบวกหลักของระบบที่จุดเชื่อมต่อนี้ (มักเป็นบัสบาร์แบตเตอรี่)
• เชื่อมต่อขั้วลบ: ใช้สายจัมเปอร์อีกเส้นเชื่อมต่อขั้วลบหลักของสายที่ 1 กับขั้วลบหลักของสายที่ 2 สายลบหลักของระบบของคุณจะต่อที่นี่ #ตอนนี้คุณได้สร้างแบตเตอรี่ 24 โวลต์ 200 แอมป์-ชั่วโมงได้สำเร็จแล้ว

วิธีเชื่อมต่อแบตเตอรี่ 6 ก้อนแบบอนุกรมและขนาน

มีวิธีทั่วไปสองวิธีในการเดินสายแบตเตอรี่หกก้อนในรูปแบบอนุกรม-ขนาน วิธีที่คุณเลือกขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้าที่ต้องการ เราจะสมมติว่าคุณใช้แบตเตอรี่ 12V 100Ah

ตัวเลือกที่ 1 การสร้างแบตเตอรี่ 24V 300Ah (2s3p)

1. กลุ่ม: จัดแบตเตอรี่หกก้อนเป็นสามคู่
2. การเชื่อมต่อแบบอนุกรม: สร้างสายอนุกรม 24V 100Ah สามสายแยกกันโดยเชื่อมต่อขั้วบวกของแบตเตอรี่ก้อนแรกกับขั้วลบของก้อนที่สองในแต่ละคู่
3. การเชื่อมต่อแบบขนาน: ติดฟิวส์ที่สายบวกของแต่ละสาย จากนั้นเชื่อมต่อขั้วบวกที่มีฟิวส์ทั้งสามเข้าด้วยกัน และขั้วลบทั้งสามเข้าด้วยกัน ผลลัพธ์คือแบตเตอรี่ 24V 300Ah

ตัวเลือกที่ 2 การสร้างแบตเตอรี่ 36V 200Ah (3s2p)

1. กลุ่ม: จัดเรียงแบตเตอรี่หกก้อนเป็นสองกลุ่ม กลุ่มละสามก้อน
2. การเชื่อมต่อแบบอนุกรม: สร้างสายอนุกรม 36V, 100Ah สองสายแยกกัน ในแต่ละกลุ่ม เชื่อมต่อแบตเตอรี่ 1 (+) กับแบตเตอรี่ 2 (-) และแบตเตอรี่ 2 (+) กับแบตเตอรี่ 3 (-)
3. การเชื่อมต่อแบบขนาน: เชื่อมฟิวส์สายบวกของสาย 36V แต่ละสาย จากนั้นเชื่อมต่อขั้วบวกที่ฟิวส์แล้วทั้งสองเข้าด้วยกัน และขั้วลบหลักทั้งสองเข้าด้วยกัน ผลลัพธ์คือแบงค์ 36V, 200Ah

วิธีเชื่อมต่อแบตเตอรี่ 8 ก้อนแบบอนุกรมและขนาน

ด้วยแบตเตอรี่แปดก้อน คุณจะมีความยืดหยุ่นมากขึ้นในการตั้งเป้าหมายแรงดันและความจุที่เฉพาะเจาะจง ซึ่งเป็นเรื่องปกติในระบบโซลาร์ขนาดใหญ่

ตัวเลือกที่ 1 การสร้างแบงค์ 48V 200Ah (4s2p)

1. กลุ่ม: จัดแบตเตอรี่แปดก้อนเป็นสองกลุ่ม กลุ่มละสี่ก้อน
2. การเชื่อมต่อแบบอนุกรม: สร้างสายอนุกรม 48V, 100Ah สองสายที่แยกอิสระ
• สาย1 (แบตเตอรี่ 1-4): ต่อสายแบตเตอรี่สี่ก้อนนี้เป็นสายอนุกรมเดียว (บวก-ลบ) ผลลัพธ์คือ 48V
• สาย2 (แบตเตอรี่ 5-8): ทำเช่นเดียวกันสำหรับกลุ่มที่สองของแบตเตอรี่สี่ก้อน

3. การเชื่อมต่อแบบขนาน: เชื่อมฟิวส์สายบวกของสาย A และสายบวกของสาย B เชื่อมต่อขั้วบวกที่ฟิวส์แล้วทั้งสองเข้าด้วยกันที่บัสบาร์ร่วม เชื่อมต่อขั้วลบหลักทั้งสองเข้าด้วยกันที่บัสบาร์แยกต่างหาก

ตอนนี้คุณมีแบตเตอรี่แบงค์ 48V, 200Ah ที่แข็งแรง เหมาะสำหรับจ่ายพลังงานให้กับอินเวอร์เตอร์ประสิทธิภาพสูง

ตัวเลือกที่ 2 การสร้างแบงค์ 24V 400Ah (2s4p)

1. กลุ่ม: จัดแบตเตอรี่แปดก้อนเป็นสี่กลุ่ม กลุ่มละสองก้อน
2. การเชื่อมต่อแบบอนุกรม: ในแต่ละกลุ่ม เชื่อมต่อแบตเตอรี่สองก้อนแบบอนุกรม (บวก-ลบ) เพื่อสร้างคู่ 24V, 100Ah ซึ่งจะได้สี่คู่ที่เหมือนกันคือ 24V, 100Ah
3. การเชื่อมต่อแบบขนาน: เชื่อมฟิวส์สายบวกของคู่ทั้งสี่ทั้งหมด จากนั้นเชื่อมต่อเข้าด้วยกันที่บัสบาร์บวกร่วมกัน ทำเช่นเดียวกันกับสายลบที่บัสบาร์ลบ
   

คำถามที่พบบ่อยเกี่ยวกับแบตเตอรี่แบบอนุกรมและขนาน

ฉันจะชาร์จแบตเตอรี่แบงค์ที่เชื่อมต่อแบบอนุกรมและขนานอย่างถูกต้องได้อย่างไร?

เลือกเครื่องชาร์จที่มีแรงดันขาออกเท่ากับสายอนุกรมหนึ่งสาย (เช่น 48V สำหรับ 4×12V ต่อเนื่องกัน) และมีกระแสชาร์จที่ตรงกับผลรวมของสายขนานทั้งหมด ตรวจสอบให้แน่ใจว่าแบตเตอรี่ทั้งหมดเหมือนกัน สมดุล และมีการตรวจสอบเพื่อความปลอดภัยในการชาร์จ

ฉันสามารถผสมแบตเตอรี่เก่าและใหม่ในชุดอนุกรมหรือขนานเดียวกันได้ไหม?

ไม่แนะนำอย่างยิ่ง การผสมแบตเตอรี่ที่มีอายุ ความจุ (Ah) หรือแม้แต่ยี่ห้อที่ต่างกัน อาจทำให้เกิดความไม่สมดุลอย่างรุนแรง แบตเตอรี่ใหม่และแรงกว่าจะชาร์จเกินให้กับแบตเตอรี่เก่าและอ่อนแอ ในขณะที่แบตเตอรี่ที่อ่อนแอจะดึงประจุจากแบตเตอรี่ที่แรงกว่า ซึ่งลดอายุการใช้งานของชุดแบตเตอรี่ทั้งหมดอย่างมากและอาจเป็นอันตราย เพื่อประสิทธิภาพและอายุการใช้งานที่ดีที่สุด ควรใช้แบตเตอรี่เหมือนกันที่ซื้อพร้อมกันเสมอ

ฉันเชื่อมต่อแบตเตอรี่แบบขนาน แต่ดูเหมือนว่าแบตเตอรี่ก้อนหนึ่งจะหมดเร็วกว่า ทำไม?

นี่เป็นปัญหาที่พบบ่อยซึ่งมักเกิดจากความยาวสายไฟไม่เท่ากันหรือการเชื่อมต่อที่ไม่ดี สำหรับการตั้งค่าขนานให้สมดุล ความต้านทานไฟฟ้าจากขั้วบวก/ลบหลักไปยังแต่ละแบตเตอรี่ต้องเหมือนกัน วิธีปฏิบัติที่ดีที่สุดคือใช้สายไฟที่มีความยาวและขนาดเท่ากันสำหรับทุกการเชื่อมต่อ นอกจากนี้ ให้เชื่อมต่อสายบวกของโหลดกับแบตเตอรี่ก้อนแรกในชุด และสายลบกับแบตเตอรี่ก้อนสุดท้าย วิธีการเชื่อมต่อนี้แบบ "แนวทแยง" ช่วยปรับสมดุลการชาร์จและการปล่อยประจุในแบตเตอรี่ทั้งหมด

สำหรับแบตเตอรี่ LiFePO4 (ลิเธียม) ระบบ BMS จัดการการปรับสมดุลในสายอนุกรมหรือไม่?

ใช่ แต่ความสามารถจำกัด ระบบจัดการแบตเตอรี่ (BMS) คุณภาพสูงจะปรับสมดุลเซลล์ภายในชุดแบตเตอรี่เดียวและให้การป้องกัน เมื่อเชื่อมต่อแบตเตอรี่ลิเธียมหลายก้อนในอนุกรม BMS ภายในของแต่ละแบตเตอรี่จะทำงานแยกกัน หากกลุ่มเซลล์ของแบตเตอรี่ก้อนใดก้อนหนึ่งถึงจุดตัดแรงดันสูงขณะชาร์จ BMS ของแบตเตอรี่นั้นจะปิดการทำงาน หยุดการชาร์จของสายอนุกรมทั้งหมด แม้ว่าแบตเตอรี่ก้อนอื่นจะยังไม่เต็ม

จะเกิดอะไรขึ้นถ้าแบตเตอรี่ก้อนหนึ่งเสียในระบบอนุกรมเทียบกับระบบขนาน?

ผลลัพธ์จะแตกต่างกันมาก ในวงจรอนุกรม หากแบตเตอรี่ก้อนใดก้อนหนึ่งเสีย (ทำให้วงจรเปิด) สายทั้งหมดจะหยุดทำงาน เหมือนหลอดไฟที่ขาดในไฟคริสต์มาสเก่า ๆ ในวงจรขนาน หากแบตเตอรี่ก้อนใดก้อนหนึ่งเสีย (แต่ไม่ลัดวงจร) แบตเตอรี่ที่เหลือจะยังคงจ่ายไฟต่อไป แม้จะมีความจุรวมลดลง อย่างไรก็ตาม แบตเตอรี่ที่เสียอาจดึงประจุจากแบตเตอรี่ที่ยังดีอยู่ได้ ดังนั้นควรระบุและถอดออกทันที

ควรใช้แบตเตอรี่ 6V สองก้อนต่อเนื่องกัน หรือแบตเตอรี่ 12V สองก้อนขนานกันสำหรับ RV ของฉันดีกว่ากัน?

นี่คือการถกเถียงคลาสสิกในชุมชน RV โดยมีความเห็นส่วนใหญ่สนับสนุนการใช้แบตเตอรี่ 6V สองก้อนต่อเนื่องกัน แบตเตอรี่ "รถกอล์ฟ" 6V แบบ deep-cycle ถูกออกแบบมาเพื่อการปล่อยประจุลึกซ้ำ ๆ โดยเฉพาะ โดยทั่วไปจะมีแผ่นหนากว่าและโครงสร้างที่แข็งแรงกว่าของแบตเตอรี่ 12V สำหรับเรือ/รถ RV ทั่วไป ทำให้มีอายุการใช้งานยาวนานกว่าอย่างมากเมื่อใช้งานหนัก แม้ว่าการเดินสายจะซับซ้อนขึ้นเล็กน้อย แต่ประโยชน์ด้านความทนทานและอายุการใช้งานโดยรวมมักจะมากกว่าสำหรับผู้ใช้ RV จริงจัง