Pertimbangan Praktis - Baterai

Saat menghubungkan baterai bersama-sama untuk membentuk "bank" yang lebih besar (baterai baterai?), baterai penyusunnya harus dicocokkan satu sama lain agar tidak menimbulkan masalah.

Baterai dalam Seri

Pertama, kami akan mempertimbangkan untuk menghubungkan baterai secara seri untuk tegangan yang lebih besar:

Kita tahu bahwa arusnya sama di semua titik dalam rangkaian seri, jadi berapa pun jumlah arus yang ada di salah satu baterai yang terhubung seri harus sama untuk semua yang lain juga. Untuk alasan ini, setiap baterai harus memiliki peringkat amp-jam yang sama, atau beberapa baterai akan lebih cepat habis daripada yang lain, mengorbankan kapasitas seluruh bank. Harap dicatat bahwa total kapasitas amp-jam bank baterai seri ini tidak terpengaruh oleh jumlah baterai.

Baterai Paralel

Selanjutnya, kami akan mempertimbangkan untuk menghubungkan baterai secara paralel untuk kapasitas arus yang lebih besar (resistansi internal lebih rendah), atau kapasitas amp-jam yang lebih besar:

Kita tahu bahwa tegangan sama di semua cabang rangkaian paralel, jadi kita harus yakin bahwa baterai ini memiliki tegangan yang sama. Jika tidak, kita akan memiliki arus yang relatif besar yang bersirkulasi dari satu baterai ke baterai lainnya, baterai bertegangan tinggi mengalahkan baterai bertegangan rendah. Ini tidak baik.

Perlindungan Arus Lebih

Pada tema yang sama ini, kita harus yakin bahwa setiap proteksi arus lebih (pemutus sirkuit atau sekering) dipasang sedemikian rupa agar efektif. Untuk bank baterai seri kami, satu sekering akan cukup untuk melindungi kabel dari arus yang berlebihan, karena setiap pemutusan pada rangkaian seri menghentikan arus melalui semua bagian rangkaian:

Dengan bank baterai paralel, satu sekering cukup untuk melindungi kabel terhadap arus lebih beban (antara baterai yang terhubung paralel dan beban), tetapi kami juga memiliki masalah lain yang harus dilindungi. Baterai telah diketahui mengalami korsleting internal, karena kegagalan pemisah elektroda, menyebabkan masalah, tidak seperti di mana baterai dengan tegangan yang tidak sama dihubungkan secara paralel:baterai yang baik akan mengalahkan baterai yang gagal (tegangan lebih rendah), menyebabkan arus yang relatif besar dalam kabel penghubung baterai. Untuk menghindari kemungkinan ini, kita harus melindungi setiap baterai dari arus lebih dengan sekering baterai individual, selain sekering beban:

Saat menangani baterai sel sekunder, perhatian khusus harus diberikan pada metode dan waktu pengisian. Jenis dan konstruksi baterai yang berbeda memiliki kebutuhan pengisian yang berbeda, dan rekomendasi pabrikan mungkin merupakan panduan terbaik untuk diikuti saat merancang atau memelihara sistem. Dua masalah yang berbeda dari pengisian daya baterai adalah bersepeda dan pengisian yang berlebihan . Bersepeda mengacu pada proses pengisian baterai ke kondisi "penuh" dan kemudian mengosongkannya ke kondisi yang lebih rendah. Semua baterai memiliki masa pakai siklus yang terbatas (terbatas), dan "kedalaman" siklus yang diizinkan (seberapa jauh baterai harus dikosongkan setiap saat) bervariasi dari satu desain ke desain lainnya. Pengisian berlebih adalah kondisi di mana arus terus dipaksa kembali melalui sel sekunder di luar titik di mana sel telah mencapai muatan penuh. Dengan sel timbal-asam, khususnya, pengisian daya yang berlebihan menyebabkan elektrolisis air (“mendidih” air dari baterai) dan memperpendek masa pakai.

Setiap baterai yang mengandung air dalam elektrolit dapat menghasilkan gas hidrogen karena elektrolisis. Hal ini terutama berlaku untuk sel timbal-asam yang ditagih berlebihan, tetapi tidak eksklusif untuk jenis itu. Hidrogen adalah gas yang sangat mudah terbakar (terutama dengan adanya oksigen bebas yang dibuat oleh proses elektrolisis yang sama), tidak berbau dan tidak berwarna. Baterai tersebut menimbulkan ancaman ledakan bahkan dalam kondisi pengoperasian normal dan harus diperlakukan dengan hormat. Penulis telah menjadi saksi langsung ledakan baterai timbal-asam, di mana percikan yang diciptakan oleh pelepasan pengisi daya baterai (catu daya DC kecil) dari baterai otomotif menyalakan gas hidrogen di dalam wadah baterai, meniup bagian atas baterai. dan percikan asam sulfat di mana-mana. Ini terjadi di toko otomotif sekolah menengah, tidak kurang. Jika bukan karena semua siswa di sekitar yang mengenakan kacamata pengaman dan terusan berkancing, cedera yang signifikan bisa saja terjadi.

Saat menyambungkan dan melepas peralatan pengisi daya ke baterai, selalu buat sambungan terakhir (atau pemutusan pertama) di lokasi yang jauh dari baterai itu sendiri (seperti di salah satu kabel baterai, setidaknya satu kaki dari baterai) , sehingga setiap percikan yang dihasilkan memiliki sedikit atau tidak ada peluang untuk memicu gas hidrogen.

Di bank baterai besar yang dipasang secara permanen, baterai dilengkapi dengan tutup ventilasi di atas setiap sel, dan gas hidrogen dibuang ke luar ruang baterai melalui tudung langsung di atas baterai. Gas hidrogen sangat ringan dan naik dengan cepat. Bahaya terbesar adalah ketika dibiarkan menumpuk di suatu area, menunggu penyalaan.

Desain baterai timbal-asam yang lebih modern disegel, dibuat untuk menggabungkan kembali hidrogen dan oksigen yang dielektrolisis kembali ke dalam air, di dalam wadah baterai itu sendiri. Ventilasi yang memadai mungkin masih merupakan ide yang bagus, untuk berjaga-jaga jika baterai mengalami kebocoran.

TINJAUAN:

• Menghubungkan baterai secara seri akan meningkatkan voltase, tetapi tidak meningkatkan kapasitas amp-jam secara keseluruhan.
• Semua baterai di bank seri harus memiliki rating amp-hour yang sama.
• Menghubungkan baterai secara paralel akan meningkatkan kapasitas arus total dengan mengurangi hambatan total, dan juga meningkatkan kapasitas amp-jam secara keseluruhan.
• Semua baterai di bank paralel harus memiliki peringkat tegangan yang sama.
• Baterai dapat rusak karena bersepeda yang berlebihan dan pengisian yang berlebihan .
• Baterai elektrolit berbasis air mampu menghasilkan gas hidrogen yang eksplosif, yang tidak boleh menumpuk di suatu area.

LEMBAR KERJA TERKAIT:

• Lembar Kerja Baterai
• Lembar Latihan Rangkaian DC Seri dengan Lembar Kerja Jawaban