วิธีเชื่อมต่อแบตเตอรี่ 4 ก้อน 12 โวลต์ เพื่อให้ได้ 48 โวลต์ (แผนภาพ)

การสร้างระบบ 48V จาก แบตเตอรี่ 12V เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการใช้งานหลายประเภท เช่น ระบบพลังงานแสงอาทิตย์ในบ้านและยานยนต์ไฟฟ้า ซึ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพ ลดการสูญเสียกระแสไฟ และเพิ่มความเข้ากันได้มากขึ้น

หากคุณต้องการสร้างระบบ 48V โดยใช้แบตเตอรี่ 12V การเข้าใจกระบวนการเดินสายไฟเป็นสิ่งสำคัญ ไม่ว่าจะเป็นสำหรับระบบพลังงานแสงอาทิตย์ ระบบสำรองไฟ หรือการใช้งานอื่นๆ คู่มือนี้จะนำคุณผ่านขั้นตอน แนะนำขนาดสายไฟ และ อธิบายการเชื่อมต่อด้วยคำแนะนำและแผนภาพที่เข้าใจง่าย

วิธีการได้แรงดัน 48V จากแบตเตอรี่ 12V

เพื่อให้ได้แรงดัน 48V จากแบตเตอรี่ 12V คุณสามารถใช้วิธีหลักสองวิธี: การเชื่อมต่อแบตเตอรี่แบบอนุกรม หรือ ตัวแปลง DC-DC

ตัวแปลง DC-DC จะเพิ่มแรงดันไฟฟ้าจาก 12V เป็น 48V ทางอิเล็กทรอนิกส์ มีขนาดกะทัดรัดและช่วยให้คุณใช้แบตเตอรี่ 12V เพียงก้อนเดียว วิธีนี้เหมาะสำหรับโหลดขนาดเล็กถึงกลาง แต่จำกัดด้วยกำลังของตัวแปลงและอาจมีประสิทธิภาพน้อยกว่าสำหรับระบบที่ต้องการกำลังไฟสูง

อย่างไรก็ตาม หากเป้าหมายของการได้แรงดัน 48V คือเพื่อตอบสนองความต้องการพลังงานที่สูงขึ้น แนะนำให้เชื่อมต่อแบตเตอรี่ 12V สี่ก้อนแบบอนุกรม วิธีนี้มีประสิทธิภาพมากกว่าและเหมาะสมกับการใช้งานที่มีกำลังไฟสูง

ขนาดสายไฟสำหรับการเชื่อมต่อแบตเตอรี่ 48V

ขนาดสายไฟสำหรับการเชื่อมต่อแบตเตอรี่ หลักๆ ขึ้นอยู่กับความยาวของสายเคเบิล ที่คุณจะใช้ และ กระแสไฟฟ้าที่อินเวอร์เตอร์จะดึง

ดังนั้น ก่อนเลือกสายไฟสำหรับการเชื่อมต่อแบตเตอรี่ ให้จัดวางแบตเตอรี่ทางกายภาพโดยพิจารณาระยะห่างระหว่างแบตเตอรี่ให้สั้นที่สุดเพื่อลดการตกของแรงดันไฟฟ้า จากนั้นจึงวัด

สมมติว่าอินเวอร์เตอร์ของคุณมีพิกัด 3000W กระแสไฟสำหรับระบบแบตเตอรี่ 48V คือ 3000W ÷ 48V = 62.5A สำหรับสายไฟยาว 5 เมตรที่เชื่อมต่อแบตเตอรี่ 12V สี่ก้อนแบบอนุกรมเพื่อให้ได้ 48V สายไฟขนาด 2 AWG เหมาะสมที่สุด สามารถรองรับกระแสได้ถึง 85A อย่างปลอดภัยโดยมีแรงดันตกคร่อมน้อย

วิธีเชื่อมต่อแบตเตอรี่ 12V 4 ก้อนเพื่อให้ได้ 48V

นอกจากการเลือกขนาดสายไฟที่เหมาะสมแล้ว ให้แน่ใจว่าแบตเตอรี่ลิเธียมทั้งสี่ก้อนมีพารามิเตอร์เหมือนกัน รวมถึง แรงดันไฟฟ้าที่กำหนดไว้ 12V ความจุ และอายุ หากใช้ ระบบจัดการแบตเตอรี่ (BMS) ให้ยืนยันว่ารองรับการเชื่อมต่อแบบขนาน

ขั้นตอนที่ 1 วางตำแหน่งแบตเตอรี่

เริ่มต้นโดยวางแบตเตอรี่ในพื้นที่ที่ปลอดภัยและมีการระบายอากาศดี โดยจัดให้แบตเตอรี่เรียงตัวอย่างเหมาะสมเพื่อให้ง่ายต่อการเชื่อมต่อสายไฟ เมื่อวางตำแหน่งแล้ว ให้ระบุขั้วของแต่ละแบตเตอรี่: ขั้วบวก (+) และขั้วลบ (-) หากจำเป็น ให้ติดป้ายกำกับขั้วเพื่อป้องกันความสับสนในระหว่างการติดตั้ง

ขั้นตอนที่ 2 เชื่อมต่อแบตเตอรี่แบบอนุกรม

เพื่อเชื่อมต่อแบตเตอรี่ ให้เชื่อมต่อขั้วลบ (-) ของแบตเตอรี่ตัวแรกกับขั้วบวก (+) ของแบตเตอรี่ตัวที่สอง ต่อเนื่องในลักษณะนี้—บวกกับลบ—สร้างสายโซ่ที่เหลือขั้วที่ยังไม่เชื่อมต่อสองขั้วดังนี้:

ขั้วบวก (+) ของ แบตเตอรี่ตัวแรก และขั้วลบ (-) ของ แบตเตอรี่ตัวที่สี่ จะเป็นจุดเชื่อมต่อสำหรับอินเวอร์เตอร์

ขั้นตอนที่ 3 ตรวจสอบการเชื่อมต่อ

ใช้มัลติมิเตอร์ตรวจสอบแรงดันไฟฟ้ารวมระหว่างขั้วที่ยังไม่เชื่อมต่อนี้ ควรอ่านค่าได้ประมาณ 48V

ขั้นตอนที่ 4 เชื่อมต่อสายแบตเตอรี่กับอินเวอร์เตอร์

เมื่อเบรกเกอร์ DC อยู่ในตำแหน่ง "ปิด" ให้เชื่อมต่อขั้วบวก (+) และขั้วลบ (-) ของสายแบตเตอรี่เข้ากับขั้วอินพุต DC ของอินเวอร์เตอร์ผ่านเบรกเกอร์

วิธีเชื่อมต่อแบตเตอรี่ 12V 8 ก้อนเพื่อให้ได้ 48V

อย่างไรก็ตาม มาขยายความคิดนี้กัน หากคุณสร้างระบบ 48V โดยการเชื่อมต่อแบตเตอรี่ 12V สี่ก้อนแบบอนุกรมเพื่อให้ได้ 48V แล้วทำซ้ำหรือเพิ่มจำนวนชุดนี้เพื่อวัตถุประสงค์ใด ๆ จะมีข้อจำกัดเพิ่มเติมที่อาจส่งผลต่อขนาดสายไฟ

ข้อควรพิจารณาที่สำคัญสำหรับการต่อสายขนานของสายแบตเตอรี่ 48V ที่ประกอบด้วยแบตเตอรี่ 4x 12V

ใน วงจรขนาน กระแสไฟจะถูกดึงอย่างสม่ำเสมอจากแต่ละสายแบตเตอรี่ อย่างไรก็ตาม หาก แบตเตอรี่เพียงตัวเดียวในสายหนึ่งเสีย (เช่น เนื่องจากวงจรเปิดหรือวงจรลัดวงจร) สายทั้งหมดมักจะหยุดทำงาน ในขณะเดียวกัน สายที่ยังใช้งานได้ จะยังคงจ่ายพลังงานให้กับอินเวอร์เตอร์แต่จะ รับภาระกระแสไฟเต็มที่ ซึ่ง อาจเกินกระแสไฟสูงสุดที่สายแบตเตอรี่รับได้ ส่งผลให้เกิดความร้อนสูงเกินไปหรือปัญหาอื่น ๆ ที่อาจทำให้อายุการใช้งานของแบตเตอรี่สั้นลงหรือเกิดความเสียหาย

ลองนึกภาพการตั้งค่าที่มีอินเวอร์เตอร์ 5000W เชื่อมต่อกับแบตเตอรี่ 12V จำนวนแปดก้อน แต่ละก้อนสามารถจ่ายกระแสไฟฟ้าสูงสุด 100A ดังนั้นในสายไฟชุดเดียว กระแสไฟฟ้าสูงสุดก็ถูกจำกัดที่ 100A เมื่อคุณเชื่อมต่อระบบสองชุดแบบขนาน กระแสไฟฟ้าสูงสุดรวมจะเพิ่มเป็น 200A เนื่องจากอินเวอร์เตอร์ดึงกระแสประมาณ 105A ที่โหลดเต็ม (5000W ÷ 48V) ความต้องการกระแสไฟฟ้าจะถูกแบ่งระหว่างสายไฟชุดสองชุด ในสถานการณ์ที่เหมาะสม แต่ละชุดจะจ่ายกระแส 52.5A เพื่อให้การทำงานราบรื่นไม่มีปัญหา

อย่างไรก็ตาม หากสายไฟชุดหนึ่งเสียหาย สายไฟชุดที่เหลือจะต้องรับภาระกระแสไฟฟ้าทั้งหมด 105A ทันที ในจุดนี้ ระบบจัดการแบตเตอรี่ (BMS) อาจตัดการเชื่อมต่อแบตเตอรี่เนื่องจากการดึงกระแสไฟฟ้าเกิน หากไม่มี BMS แบตเตอรี่อาจร้อนเกินไปหรือเสียหายได้

เนื่องจากไม่มีสายไฟชุดใดชุดหนึ่งที่สามารถรองรับกระแสไฟฟ้าทั้งหมดได้ เราขอแนะนำวิธีแก้ไขดังนี้:

1. แนะนำอย่างยิ่งให้ใช้ระบบจัดการแบตเตอรี่ (BMS) ในสถานการณ์นี้ BMS จะตัดการเชื่อมต่อแบตเตอรี่โดยอัตโนมัติเมื่อจำเป็น เพื่อป้องกันการดึงกระแสไฟฟ้าเกิน ในกรณีนี้ ควรเลือกสายไฟที่มีกระแสไฟฟ้าสูงสุดตรงกับการดึงกระแสของอินเวอร์เตอร์ ตัวอย่างเช่น สำหรับความยาว 5 เมตร สายไฟ 1/0 AWG เหมาะสมสำหรับเชื่อมต่อแบตเตอรี่ 12V จำนวนแปดก้อนและรองรับกระแสไฟฟ้า 105A ได้อย่างปลอดภัย
2. หากไม่มี BMS ให้ติดตั้งฟิวส์สำหรับแต่ละชุดแบตเตอรี่ ที่มีค่ากระแสไฟฟ้าสูงสุดต่อเนื่องที่เหมาะสม เลือกสายไฟตามค่ากระแสไฟฟ้าสูงสุดของแต่ละชุด (เช่น สำหรับแบตเตอรี่ 100A ให้ใช้สายไฟ 2 AWG ที่รองรับ 100A ในระยะ 5 เมตร) เพื่อให้แน่ใจว่าหากแบตเตอรี่ก้อนใดก้อนหนึ่งเสียหาย ฟิวส์จะขาดเพื่อป้องกันชุดแบตเตอรี่ที่เหลือจากความเสียหายจากกระแสไฟฟ้าเกินและแยกชุดที่เสียหายนั้นออก

ขั้นตอนที่ 1: ตรวจสอบการเตรียมสายไฟให้ถูกต้อง

หลังจากเลือกขนาดสายไฟที่เหมาะสมแล้ว ให้ตัดสายไฟให้มี ความยาวเท่ากัน และใช้ขนาดขั้วสายไฟที่เหมือนกันเพื่อรักษาความต้านทานและการไหลของกระแสไฟฟ้าให้สม่ำเสมอ ความยาวสายไฟที่ไม่เท่ากันอาจทำให้เกิดประสิทธิภาพต่ำ ความร้อนสูงเกินไป หรือความเสียหายต่อแบตเตอรี่ของคุณ ใช้เครื่องตัดสายและเครื่องย้ำขั้วเพื่อให้ตัดได้เรียบร้อยและเชื่อมต่อได้แน่นหนา หุ้มส่วนที่เปิดออกด้วยท่อหดความร้อนหรือเทปไฟฟ้าเพื่อความปลอดภัย

ขั้นตอนที่ 2: ต่อสายแบตเตอรี่ 12V จำนวน 4 ก้อนแบบอนุกรมเพื่อให้ได้สายไฟ 48V

แบ่งแบตเตอรี่ 8 ก้อนออกเป็น สองชุด ชุดละสี่ก้อน จัดเรียงเพื่อให้เข้าถึงขั้วแบตเตอรี่ได้ง่ายและรักษาระยะห่างระหว่างแบตเตอรี่ให้สั้นที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้

สำหรับแต่ละสาย ให้เชื่อมต่อแบตเตอรี่ 12V สี่ลูกแบบอนุกรมโดยใช้วิธีที่อธิบายไว้ก่อนหน้านี้ในบทความ เมื่อเสร็จแล้ว คุณจะมี สาย 48V สองสายแยกกัน โดยแต่ละสายมีขั้วบวกและขั้วลบที่ไม่ได้เชื่อมต่อ รวมเป็นขั้วเปิดทั้งหมดสี่ขั้ว

หากคุณมีแบตเตอรี่มากขึ้น เช่น 12, 16 หรือ 20 ลูก ให้ทำการเชื่อมต่อแบบอนุกรมซ้ำตามหลักการเดิมเพื่อสร้างสาย 48V เพิ่มเติม กระบวนการยังคงเหมือนเดิมไม่ว่าจะมีแบตเตอรี่ทั้งหมดกี่ลูก

ขั้นตอนที่ 3 ติดตั้งอุปกรณ์ป้องกัน

หากคุณพบปัญหาที่กล่าวถึงข้างต้น ซึ่ง กระแสไฟฟ้าสูงสุดที่ปล่อยออกจากสายเดียวต่ำกว่ากระแสไฟฟ้าสูงสุดที่โหลดใช้ ให้ติดตั้งอุปกรณ์ป้องกันเพื่อปกป้องระบบ

หากมี ให้รวมระบบจัดการแบตเตอรี่ (BMS) เพื่อเฝ้าติดตามแบตเตอรี่และให้การป้องกันขั้นสูงจากกระแสเกิน แรงดันเกิน และแรงดันต่ำ เพื่อความน่าเชื่อถือและความปลอดภัยของระบบ โปรดดูคู่มือสำหรับคำแนะนำการติดตั้ง

เมื่อไม่มี BMS ให้ติดตั้งฟิวส์ที่ขั้วบวกของแต่ละสายแบตเตอรี่ โดยมีการจัดอันดับที่เหมาะสมกับกระแสไฟฟ้าสูงสุดที่สามารถจ่ายได้อย่างต่อเนื่อง มาตรการนี้ช่วยแยกสายที่มีปัญหาในกรณีเกิดความผิดปกติ ปกป้องระบบทั้งหมด

ขั้นตอนที่ 4 เชื่อมต่อระบบแบตเตอรี่ 48V แบบขนาน

เพื่อความง่ายและปลอดภัยในการเชื่อมต่อแบบขนาน ให้พิจารณาใช้ battery busbars หรือเทอร์มินอลบล็อก วิธีนี้ช่วยให้การเชื่อมต่อมั่นคงและสม่ำเสมอในขณะที่ลดความเสี่ยงของสายไฟที่หลวมหรือไม่สม่ำเสมอ

ตรวจสอบให้แน่ใจว่าบัสบาร์มีการจัดอันดับให้รองรับกระแสรวมจากสายไฟทั้งหมด เช่น หากแต่ละสายสามารถจ่ายกระแสได้ 100A และคุณมีสองสาย บัสบาร์ควรรองรับอย่างน้อย 200A

เชื่อมต่อสายไฟโดยเชื่อมต่อขั้วชนิดเดียวกัน (บวกกับบวกและลบกับลบ) เข้ากับบัสบาร์ที่สอดคล้องกัน การตั้งค่านี้ช่วยกระจายกระแสไฟฟ้าอย่างสม่ำเสมอระหว่างสายไฟและทำให้ง่ายต่อการรวมเข้ากับระบบ

ขั้นตอนที่ 5 เชื่อมต่อแบตเตอรี่แบงค์กับอินเวอร์เตอร์

ใช้มัลติมิเตอร์เพื่อตรวจสอบแรงดันไฟฟ้ารวมที่ขั้วเอาต์พุตของแบตเตอรี่แบงค์ที่เชื่อมต่อแบบขนาน ควรอ่านค่าได้ประมาณ 48V

เมื่อเบรกเกอร์ DC ของอินเวอร์เตอร์อยู่ในตำแหน่ง "ปิด" ให้เชื่อมต่อขั้วบวก (+) ของแบตเตอรี่แบงค์กับขั้วบวก DC ของอินเวอร์เตอร์ และขั้วลบ (-) กับขั้วลบ DC ของอินเวอร์เตอร์

บทสรุป

การสร้างระบบ 48V จากแบตเตอรี่ 12V เป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพและใช้งานได้จริงสำหรับแอปพลิเคชันที่มีกำลังไฟสูง เช่น ระบบพลังงานแสงอาทิตย์และยานยนต์ไฟฟ้า สิ่งที่ต้องพิจารณาหลักได้แก่ ความต้องการกระแสของระบบและความยาวของสายไฟ เนื่องจากสิ่งเหล่านี้ส่งผลโดยตรงต่อการลดแรงดันไฟฟ้าและการเลือกขนาดสายไฟ เพื่อให้ได้ประสิทธิภาพที่ดีที่สุด

ประสิทธิภาพของอินเวอร์เตอร์และการรักษาการลดแรงดันไฟฟ้าให้น้อยกว่า 3% มีความสำคัญเท่าเทียมกัน การเลือกขนาดสายไฟและฟิวส์แบตเตอรี่ที่เหมาะสมเป็นสิ่งสำคัญเพื่อความปลอดภัยและเพิ่มประสิทธิภาพของระบบให้สูงสุด