Het verkeerd aansluiten van batterijen kan resulteren in verminderde prestaties, vroegtijdige celdegradatie of, in ernstige gevallen, veiligheidsstoringen.
Of u nu een batterijsysteem voor zonne-opslagVoor industriële apparatuur, maritieme toepassingen of commerciële elektrische voertuigen is het begrijpen van serie-, parallelle en serie-parallelle configuraties een fundamentele vereiste.
In deze handleiding wordt elke configuratie duidelijk uitgelegd, met de technische details die nodig zijn om de juiste beslissing voor uw toepassing te nemen.
Het kernprincipe
Elke beslissing over een batterijaansluiting komt neer op twee variabelen.
Spanning Encapaciteit (Aha).
- Om de spanning te verhogen, sluit u ze in serie aan.
- Om de capaciteit te vergroten, sluit u parallel aan.
- Om beide te vergroten, gebruikt u een serie-parallelle configuratie.
Batterijen in serie aansluiten
Hoe het werkt
Bij een serieschakeling wordt de positieve pool van de ene accu verbonden met de negatieve pool van de volgende.
Dit gaat door totdat alle batterijen in de string zijn aangesloten.
De totale systeemspanning is de som van alle individuele accuspanningen.
De capaciteit blijft gelijk aan de capaciteit van een enkele batterij.
Voorbeeld
Drie 12V 100Ah batterijen in serie geschakeld:
| Configuratie | Spanning | Capaciteit |
| Enkele batterij | 12V | 100 Ah |
| 3 batterijen in serie | 36V | 100 Ah |
Bedradingsinstructies
- Sluit de negatieve pool van batterij 1 aan op de positieve pool van batterij 2.
- Sluit de negatieve pool van batterij 2 aan op de positieve pool van batterij 3.
- Sluit uw belasting of toepassing aan op de negatieve pool van batterij 1 en de positieve pool van de laatste batterij in de string.
De verbindingsvolgorde is belangrijk.
Sluit altijd eerst de negatieve pool aan en koppel eerst de positieve pool los.
Dit vermindert het risico op onbedoelde kortsluiting tijdens installatie en verwijdering.
Spanningsplafond en veiligheid
Serieschakelingen verhogen de totale systeemspanning.
Bij spanningen boven 50V DC neemt het risico op een elektrische schok aanzienlijk toe.
De meeste regionale veiligheidsnormen classificeren 50V DC en hoger als gevaarlijke spanning die aanvullende beschermende maatregelen vereist.
Voor systemen die werken boven 120V DC, wat de veilige extra-lage spanningsdrempel is volgens EU-normen, zijn extra isolatie, beschermende uitrusting en gekwalificeerd installatiepersoneel vereist.
Controleer altijd de toepasselijke elektrische veiligheidsnormen voor uw regio en toepassing voordat u een reeks hoogspanningsreeksen ontwerpt.
Belangrijkste vereisten
Alle batterijen in een seriereeks moeten beschikken over:
- Dezelfde spanningswaarde
- Dezelfde capaciteit (Ah)
- Dezelfde chemie
- Idealiter dezelfde leeftijd en cyclusgeschiedenis
Het in serie mixen van batterijen met verschillende spanningen is niet veilig en zal celonbalans en mogelijke schade veroorzaken.
In tegenstelling tot parallelle verbindingen moet de capaciteit overeenkomen in een seriereeks.
Een zwakkere cel in een seriereeks zal tot overmatige ontlading worden gedreven voordat de sterkere cellen uitgeput raken, wat permanente schade aan die cel veroorzaakt en de algehele systeemprestaties vermindert.
Overwegingen bij opladen
Het opladen van een seriereeks vereist zorgvuldig beheer.
Als batterijen in een seriereeks zelfs maar kleine verschillen in interne weerstand of ladingstoestand hebben, zullen sommige cellen eerder volledig opgeladen zijn dan andere.
Zonder goed beheer zullen de cellen die het eerst opladen, overladen worden, terwijl andere onderbeladen blijven.
Aanbevelingen:
- Laad elke batterij waar mogelijk afzonderlijk op
- Als u de seriereeks samen oplaadt, gebruik dan een Batterijbeheersysteem (BMS) met mogelijkheid tot celbalancering
- Actief balanceren BMS verdient de voorkeur boven passief balanceren voor strings in grote series, omdat het de energie tussen de cellen herverdeelt in plaats van deze als warmte af te voeren
Batterijen parallel aansluiten
Hoe het werkt
Bij een parallelle verbinding zijn alle positieve aansluitingen met elkaar verbonden en zijn alle negatieve aansluitingen met elkaar verbonden.
Dit verhoogt de totale capaciteit terwijl de spanning hetzelfde blijft als die van een enkele batterij.
Voorbeeld
Vier 24V 50Ah accu's parallel aangesloten:
| Configuratie | Spanning | Capaciteit |
| Enkele batterij | 24V | 50 Ah |
| 4 batterijen parallel | 24V | 200Ah |
Bedradingsinstructies
- Meet de spanning van alle batterijen voordat u ze aansluit. Ga alleen verder als alle batterijen zich binnen een afstand van 0,1 V van elkaar bevinden.
- Sluit eerst de negatieve aansluitingen aan en vervolgens de positieve aansluitingen.
- Verbind alle positieve aansluitingen met elkaar.
- Verbind alle negatieve aansluitingen met elkaar.
- Sluit uw lading aan vanuit tegenovergestelde hoeken van de accubank. Neem de positieve aansluiting van de eerste accu en de negatieve aansluiting van de laatste accu. Dit verdeelt de stroomopname gelijkmatig over alle batterijen en voorkomt dat individuele cellen een onevenredige belasting dragen.
Belangrijkste vereisten
Alle batterijen in een parallelle bank moeten beschikken over:
- Dezelfde spanningswaarde
- Dezelfde chemie
- Een laadstatus binnen 0,1 V van elkaar vóór aansluiting
Wat betreft capaciteit:
Bijpassende capaciteit wordt sterk aanbevolen, maar is geen strikte elektrische vereiste voor parallelle verbindingen.
Batterijen met verschillende capaciteiten kunnen parallel worden aangesloten, op voorwaarde dat de spanning en de chemie overeenkomen.
Zo kunnen bijvoorbeeld een 12V 100Ah en een 12V 200Ah accu parallel worden aangesloten, waardoor een totaal van 12V 300Ah ontstaat.
De kleinere batterij zal tijdens elke cyclus echter sneller volledig worden opgeladen en volledig ontladen dan de grotere.
Zonder een BMS dat deze onbalans actief beheert, zal de kleinere accu vaker overladen en ontladen worden, waardoor deze aanzienlijk sneller verslechtert dan de grotere accu.
Als u accu's met verschillende capaciteiten parallel aansluit, is een geschikt GBS niet optioneel. Het is een vereiste.
Voor het eenvoudigste en meest betrouwbare systeem gebruikt u batterijen met dezelfde capaciteit.
Interne weerstand en stroomverdeling
Wanneer batterijen met verschillende interne weerstanden parallel worden aangesloten, wordt de stroom niet gelijkmatig tussen de batterijen verdeeld.
De batterij met een lagere interne weerstand zal een groter deel van de stroom transporteren tijdens zowel laden als ontladen.
Na verloop van tijd zorgt dit ervoor dat de batterij heter wordt en sneller verslechtert dan de andere.
Naarmate het degradeert, neemt de interne weerstand verder toe, wat de onbalans vergroot en het probleem versnelt.
Om dit risico te minimaliseren:
- Gebruik waar mogelijk batterijen uit dezelfde productiebatch
- Meng nooit oude en nieuwe batterijen in dezelfde parallelle bank
- Combineer nooit batterijen van verschillende merken of modellen in dezelfde parallelle bank
- Bewaak de individuele batterijtemperaturen in grote parallelle systemen
Maximale parallelle snaren
Voor de meeste toepassingen beperkt u parallelle verbindingen tot maximaal vier strings.
Boven de vier strings worden de stroomverdeling en het thermische beheer aanzienlijk moeilijker te controleren.
Onevenwichtigheden tussen strings zijn moeilijker op te sporen en te corrigeren, en een fout in één string kan de hele bank ernstiger treffen.
Voor systemen die meer capaciteit nodig hebben dan wat vier parallelle strings kunnen bieden, kunt u contact opnemen met uw batterij fabrikant of een gekwalificeerde systeemintegrator.
Vereisten voor smelten
Voor elke parallelle string moet een eigen zekering of stroomonderbreker worden geïnstalleerd, zo dicht mogelijk bij de accupool.
Zonder individuele stringzekering zal een fout in één string ontlaadstroom van alle andere strings via het foutpunt trekken.
Afhankelijk van de totale bankcapaciteit kan deze stroom hoog genoeg zijn om brand of explosie te veroorzaken.
Dit is een kritische veiligheidsvereiste voor alle parallelle en serie-parallelle systemen.
Overwegingen bij opladen
Parallel geschakelde accu's laden op met dezelfde spanning als een enkele accu.
Een standaardlader die is afgestemd op de accuspanning zal correct werken.
De oplaadtijd zal langer zijn vergeleken met een enkele batterij omdat de totale capaciteit van de bank hoger is.
Controleer of uw oplader voldoende stroomopbrengst heeft om de volledige accu binnen een acceptabel tijdsbestek voor uw toepassing op te laden.
Serie-parallel aangesloten batterijen
Hoe het werkt
Een serie-parallelle configuratie combineert beide methoden om tegelijkertijd de spanning en capaciteit te verhogen.
Batterijen worden eerst gegroepeerd in seriereeksen om de doelspanning te bereiken.
Deze strings worden vervolgens parallel aangesloten om de beoogde capaciteit te bereiken.
Voorbeeld
Zes 12V 50Ah accu's in een 2S3P-configuratie:
| Stap | Actie | Resultaat |
| Serie snaren | 2 batterijen in serie per string | 24V 50Ah per snaar |
| Parallelle verbinding | 3 snaren parallel | 24V 150Ah totaal |
Belangrijkste vereisten
In een serie-parallelle configuratie moeten alle batterijen identiek zijn qua spanning, capaciteit, chemie en idealiter qua leeftijd en cyclusgeschiedenis.
Elke parallelle string moet afzonderlijk worden gezekerd.
Alle strings moeten dezelfde laadstatus hebben, binnen 0,1 V van elkaar, voordat ze parallel worden aangesloten.
Elke onbalans tussen strings zal circulatiestromen veroorzaken, wat leidt tot ongelijkmatig opladen, versnelde degradatie en potentiële veiligheidsproblemen.
Een GBS dat zowel serieel celbalancering als parallelle stringbewaking kan beheren, wordt sterk aanbevolen voor alle serie-parallelle systemen.
Het kiezen van de juiste configuratie
| Vereiste | Aanbevolen configuratie |
| Alleen hogere spanning | Serie |
| Alleen hogere capaciteit | Parallel |
| Hogere spanning en capaciteit | Serie-parallel |
| Eenvoudiger systeembeheer | Parallel |
| Lange looptijd bij bestaande spanning | Parallel |
| Compatibiliteit met apparatuur met hogere spanning | Serie |
Kritieke regels voor alle configuraties
1. Pas de spanning altijd aan.
De spanning moet zonder uitzondering overeenkomen voor zowel serie- als parallelle aansluitingen.
2. Geschikt voor series, aanbevolen voor parallel.
In seriereeksen moet de capaciteit overeenkomen om te voorkomen dat zwakkere cellen tot overmatige ontlading worden gedreven. Bij parallelle banken wordt het afstemmen van de capaciteit sterk aanbevolen, maar dit is geen harde elektrische vereiste. Niet-overeenkomende capaciteiten in parallel vereisen actief GBS-beheer.
3. Controleer de laadstatus voordat u verbinding maakt.
Alle batterijen moeten zich binnen een afstand van 0,1 V van elkaar bevinden voordat ze parallel worden aangesloten. Een groter spanningsverschil veroorzaakt hoge egalisatiestromen die cellen kunnen beschadigen en gevaarlijke hitte kunnen genereren.
4. Sluit in de juiste volgorde aan.
Sluit eerst de negatieve aansluitingen aan. Koppel eerst de positieve aansluitingen los. Dit vermindert het risico op onbedoelde kortsluiting tijdens installatie en verwijdering.
5. Smelt elke parallelle string afzonderlijk.
Installeer een zekering of stroomonderbreker op elke parallelle string, zo dicht mogelijk bij de accupool. Dit is een niet-onderhandelbare veiligheidsvereiste voor alle parallelle en serie-parallelle systemen.
6. Gebruik geschikt kabel maat.
Zorg ervoor dat kabels geschikt zijn voor de maximale stroom die het systeem kan dragen, met een passende veiligheidsmarge. Ondergewaardeerde kabels genereren warmte, verminderen de efficiëntie en creëren brandgevaar.
7. Gebruik een GBS.
Een batterijbeheersysteem beschermt tegen overbelasting, overontlading, kortsluiting en thermische problemen. Voor serieconfiguraties is actieve celbalancering essentieel. Voor parallelle configuraties met niet-overeenkomende capaciteiten is een GBS vereist.
8. Controleer de compatibiliteit met uw batterijfabrikant.
Niet alle batterijmodellen ondersteunen serie- of parallelle verbindingen. Sommige LFP-batterijen met ingebouwde GBS-units zijn niet ontworpen voor externe serie- of parallelle aansluitingen. Controleer altijd de compatibiliteit voordat u een systeem met meerdere batterijen bouwt.
FAQ
Leidt het parallel aansluiten van accu's tot meer ampère-uren?
Ja. Door batterijen parallel aan te sluiten, wordt de totale ampère-uurcapaciteit vergroot, terwijl de spanning hetzelfde blijft. Twee parallel geschakelde 12V 100Ah-accu's produceren een 12V 200Ah-systeem, wat een tweemaal langere looptijd oplevert voordat opladen nodig is.
Wat gebeurt er als je twee 12V-batterijen in serie aansluit?
U krijgt een 24V-systeem met dezelfde ampère-uurcapaciteit als een enkele accu. Als elke accu een nominaal vermogen van 12V 100Ah heeft, geeft de seriecombinatie u 24V 100Ah. De spanning verdubbelt, de capaciteit blijft hetzelfde.
Wat is beter: serie of parallel?
Geen van beide is universeel beter. De juiste keuze hangt af van uw spannings- en capaciteitsbehoefte. Als uw apparatuur op een hogere spanning werkt, is een serieschakeling noodzakelijk. Als u een langere looptijd bij dezelfde spanning nodig heeft, is parallel de oplossing. Veel grotere systemen gebruiken serie-parallel om beide te bereiken.
Kunnen LFP-batterijen in serie of parallel worden aangesloten?
De meeste hoogwaardige LFP-batterijen ondersteunen beide configuraties, maar dit is afhankelijk van het specifieke product en het interne BMS-ontwerp. Sommige LFP-accu's met ingebouwde BMS-eenheden zijn niet geschikt voor serieschakeling omdat de BMS-circuits niet elektrisch van elkaar zijn geïsoleerd, wat problemen met de aardlus en veiligheidsfouten kan veroorzaken. Controleer altijd de compatibiliteit met uw batterijfabrikant voordat u LFP-batterijen in serie aansluit.
Wat is het maximaal toegestane spanningsverschil voordat batterijen parallel worden aangesloten?
Er mag niet meer dan 0,1 V verschil zijn tussen twee accu's voordat ze parallel worden aangesloten. Een groter spanningsverschil zorgt ervoor dat er onmiddellijk een hoge egalisatiestroom tussen de batterijen vloeit wanneer deze zijn aangesloten, wat cellen kan beschadigen, aanzienlijke hitte kan genereren en in ernstige gevallen veiligheidsstoringen kan veroorzaken. Meet altijd de accuspanningen en pas deze aan voordat u parallelle verbindingen maakt.
