Editor Solar
ZH
打开编辑器

蓄电池串联与并联的连接方法

· 阅读约需5分钟 ·

通过图解和计算器了解串联、并联及串并联如何改变蓄电池的电压与容量,并学习连接时的注意事项。

为什么连接方式很重要

一只12 V、100 Ah的蓄电池储存的能量有限,通常不足以让住宅长时间运行。要达到逆变器所需的电压,并储存一整晚需要的能量,可以将蓄电池串联、并联,或组合使用这两种方式。连接方式会改变电压和Ah容量,但使用相同数量、相同规格的电池时,标称总能量不会改变。

1.2 kWh一只12 V、100 Ah蓄电池
× 4相同规格的蓄电池
4.8 kWh串联或并联后的总能量相同

串联与并联的区别

串联

电压相加

4串 × 1并:48 V,100 Ah,4.8 kWh12 V12 V12 V12 V
  • 电压:4 × 12 V = 48 V
  • 容量:仍为100 Ah
  • 能量:48 V × 100 Ah = 4.8 kWh
  • 前一只电池的正极连接下一只的负极

并联

Ah容量相加

1串 × 4并:12 V,400 Ah,4.8 kWh12 V12 V12 V12 V
  • 电压:仍为12 V
  • 容量:4 × 100 Ah = 400 Ah
  • 能量:12 V × 400 Ah = 4.8 kWh
  • 所有正极相连,所有负极相连
同样四只电池的两种连接方式:能量相同,输出电压和容量不同。

串联时,将最前端剩余的负极和最后端剩余的正极接至逆变器或充电控制器。不要把中间的连接点误当作电池组输出端。图中还应标明极性、总电压和保护装置,以便检查电流路径。

串并联组合

较大的电池组常将两种方式组合使用。先把两只电池串联,再将两组相同的串联支路并联,便得到2S2P:24 V、200 Ah。S表示串联数量,P表示并联支路数。无论采用何种组合,总能量都可用同一公式计算,不能把电压和容量同时按总电池数相乘。

48 V电压×100 Ah容量÷1,000Wh换算为kWh=4.8 kWh能量
交互演示

配置蓄电池组

选择12 V、100 Ah蓄电池的串联数量与并联支路数。

4串 × 1并:48 V,100 Ah,4.8 kWh12 V12 V12 V12 V
48 V电池组电压
100 Ah容量
4.8 kWh能量
42 A供给2 kW时的电流

较大系统为什么常用48 V

功率等于电压乘以电流(P = V × I)。供应相同功率时,提高电压可以降低导线中的电流。下面以2,000 W为例,忽略逆变器损耗进行比较。实际选线时还需考虑效率、最低工作电压、启动电流、线长、敷设方式和允许压降。

2,000 W直流功率的理想电流(不计转换损耗,逆变器实际电流更大)

12 V电池组167 A
24 V电池组83 A
48 V电池组42 A

注意事项与常见错误

建议做法

  • 使用化学体系、型号、容量、使用年限和厂家均相同的电池
  • 连接前按厂家说明统一充电状态或电压,避免直接连接状态差异很大的电池
  • 并联支路使用相同长度与截面积的导线
  • 并联时采用一端取正、另一端取负等均流布线方式
  • 在电池组正极附近安装适用的直流熔断器或断路器
  • 锂电池须查阅手册,确认BMS允许的串联、并联数量和通信要求

应避免

  • 混用新旧电池:最弱的一只会限制其他电池
  • 同时累加电压与容量:四只12 V、100 Ah不能组成48 V、400 Ah
  • 在串联中把正极接正极:无法得到预期电压
  • 并联时正负输出都从同一只电池引出:电流负担容易不均
  • 使用过细导线或松动端子:可能发热并损坏连接处

绘制自己的电池组

购买电缆和端子之前,先画出连接图。下方Editor Solar示例同时展示串联与并联,您可直接修改。标明每只电池的规格、总电压、总容量和保护装置,再核对逆变器输入要求。图能帮助沟通,但不能代替厂家接线说明或专业设计审核。

使用Editor Solar绘制系统图

下方是已载入本文示例的Editor Solar编辑器。您可以移动设备、修改标签、连接部件,并导出为PNG、SVG或PDF。所有操作都在浏览器中进行,无需付费。

四只12 V、100 Ah蓄电池:上方串联,下方并联,正负母排相互分开。

动手试试: 将下方电池组改为2S2P:把电池5与6、电池7与8分别串联,再把两组剩余的正负端连接至对应母排。标注“24 V · 200 Ah”。

现成模板: 带蓄电池的光伏系统图(无电网) · 风光互补混合系统图

在完整编辑器中打开此图 ↗

继续学习

并网、离网与混合光伏系统的区别比较三种光伏系统的运行方式、停电响应、相对费用和适用场景,并通过交互图观察变化。阅读约需5分钟 → 光伏组件串并联与组串设计根据Voc、Vmp和温度修正确定组串数量,了解逆变器MPPT范围、输入电压及组串并联的注意事项。阅读约需5分钟 → 光伏系统中的保护装置了解熔断器、隔离开关、断路器、SPD、漏电保护和接地的作用,并区分直流侧与交流侧的保护要求。阅读约需5分钟 → 如何计算蓄电池备用供电时间从电压、容量、放电深度、逆变器效率和负载功率估算备用时长,并比较锂电池与铅酸电池。阅读约需5分钟 → 如何阅读光伏组件规格书读懂Pmax、Voc、Vmp、Isc、Imp、效率和温度系数,比较组件并检查与逆变器的兼容性。阅读约需5分钟 → 如何根据电费单估算家庭用电量学会读电费单上的千瓦时,计算每日用电量和平均功率,并用电器清单核对结果,再来确定光伏系统的容量。阅读约需5分钟 → 需要多少块光伏组件?分步计算根据每月用电量、峰值日照时数和系统效率算出组件数量,附完整示例和交互式计算器。阅读约需5分钟 → 如何选择光伏逆变器的容量了解直流/交流容配比、逆变器为何可以比组件小,以及如何选到合适的常见规格,附交互式计算器。阅读约需5分钟 → W、kW、Wh、kWh 和 Ah:光伏常用单位详解分清功率与电量,理解每个单位,并学会连接组件、逆变器和电池的计算,配以生活中的例子。阅读约需5分钟 → 光伏系统的损耗与性能比(PR)了解哪些损耗会减少系统输出的电量:温度、积灰、线缆、遮挡和逆变器。查看性能比并调整各项损耗。阅读约需5分钟 → 一个组串接几块组件:用Voc、Vmp和温度来算用Voc、Vmp和温度算出每个组串组件数量的下限和上限,附四个示例场景,还能在计算器里试自己的数据。阅读约需5分钟 → 屋顶朝向和倾角:发电量会差多少?看看屋顶朝向和倾角对光伏发电量的影响,每种情况都有数字,还有计算器可以试试你自己的屋顶。阅读约需5分钟 → 遮挡的影响:组串、优化器与微型逆变器弄清为什么一块组件被遮挡就会拖累整个组串,旁路二极管起什么作用,以及优化器和微型逆变器什么时候值得用。阅读约需5分钟 → 锂电池(LiFePO4)还是铅酸电池:怎么选从可用容量、寿命、每输出1 kWh的成本和维护四个方面比较LiFePO4锂电池和铅酸电池,看看各种用途更适合哪一种。阅读约需5分钟 → 放电深度(DoD)与电池寿命弄清DoD是什么、为什么浅放电能换来更多循环,以及电池一生能输出多少电量,还能在计算器里试各种取值。阅读约需5分钟 → 电池组用12 V、24 V还是48 V:电压怎么选看看电池组电压如何改变电流、线缆截面和损耗,并按系统功率选择12 V、24 V或48 V。附计算器。阅读约需4分钟 → BMS的作用,以及为什么要和逆变器通信了解锂电池BMS的功能、它如何与逆变器对话,以及有无通信会有什么不同。还能在计算器里模拟各种限值。阅读约需4分钟 → 组串式逆变器、微型逆变器还是优化器:实用对比从遮挡、多坡面屋顶、监控、成本和扩容几方面比较三种转换方案,还能在计算器里直观看到差别。阅读约需5分钟 → 混合逆变器如何工作:分步讲解了解混合逆变器的各个端口、它决定每1 kW去向的顺序以及运行模式。在计算器里跟踪能量流向。阅读约需5分钟 → 家庭备用电源:哪些负载放进重要负载回路看看如何为带电池的系统选择重要负载回路里的负载、守住逆变器的限值,并在计算器里估算备用供电的小时数。阅读约需4分钟 → 离网系统的备用发电机与ATS如何工作了解发电机在离网系统里有什么用、ATS能防止什么、启动顺序如何,以及如何在计算器里确定发电机的容量。阅读约需5分钟 → 光伏系统接地:每个连接的作用了解光伏系统里每一个接地连接的作用:支架、逆变器、浪涌保护器和接地排。这是概念性指南,具体要求以当地标准为准。阅读约需5分钟 → 电压降与线缆截面:如何选择,为什么重要学会计算线缆的电压降和对应的最小截面,了解为什么载流量是另一项标准,以及如何用当地标准核对。阅读约需5分钟 → 组串汇流箱:里面有什么,什么时候需要看看汇流箱里有什么、什么时候每个组串需要熔断器,以及如何用组件的电流来核对,附计算器和完整示例。阅读约需5分钟 → 如何看懂光伏单线图:符号与能量路径学会看光伏系统的单线图:每个模块代表什么、如何从组件一路追踪能量到电网,以及每一段该核对什么。阅读约需5分钟 →