في التطبيقات عالية الطاقة مثل الدراجات النارية الكهربائية والدراجات الإلكترونية والأدوات الصناعية وأنظمة الطاقة المتجددة ، غالبًا ما يفضل إعداد بطارية 72 فولت لقدرته على تقديم عزم دوران أعلى ، وزيادة الكفاءة ، وانخفاض خسائر النقل. لا يتطلب بناء نظام 72 فولت فقط العدد الصحيح من البطاريات ولكن أيضًا فهمًا دقيقًا لكيفية تأثير تكوينات البطارية على الجهد والسعة والسلامة.
يفترض العديد من المستخدمين أن تحقيق 72 فولت هو ببساطة مسألة تكديس البطاريات. ومع ذلك ، دون معرفة صحيحة بالسلسلة والاتصالات المتوازية وتأثير مواصفات البطارية مثل التصنيف الحالي ، والمقاومة الداخلية ، والكيمياء-قد يكون النظام ضعيفًا أو يتحلل قبل الأوان. يحدد الجهد المناسب والتكوين الحالي بشكل مباشر الأداء وطول العمر والموثوقية.
أساسيات تكوين البطارية: سلسلة مقابل موازاة
لتصميم أحزمة البطارية 72V، يجب على المرء أولاً أن يفهم طريقتين أساسيتين للاتصال: سلسلة وموازاة.
- اتصال السلسلة: توصيل المحطة الإيجابية لبطارية واحدة إلى المحطة السلبية لآخر. في سلسلة ، تضيف الفولتية ، لكن سعة AMP-Hour (AH) لا تزال كما هي. هذه هي الطريقة المستخدمة لزيادة إجمالي جهد النظام.
- اتصال متوازي: توصيل جميع المحطات الإيجابية معًا وجميع المحطات السلبية معًا. في هذه الحالة ، يبقى الجهد ثابتًا ، لكن السعة (AH) تزداد. يتم استخدام هذه الطريقة عند الحاجة إلى وقت تشغيل أطول أو إخراج تيار أعلى.
نظرًا لأن الهدف هو الوصول إلى 72 فولت ، يجب توصيل البطاريات في سلسلة.
خيارات الجهد: مقارنة تكوينات البطارية 6V و 12V
هناك عمومًا نهجان لتجميع نظام 72 فولت باستخدام البطاريات خارج الجرف: مع وحدة 6V أو 12V.
- باستخدام بطاريات 6V:
يتطلب تحقيق 72 فولت 12 بطارية في السلسلة (6V × 12=72 V).
- باستخدام بطاريات 12V:
هناك حاجة إلى 6 بطاريات فقط في السلسلة (12V × 6=72 V).
مقارنة عملية
بطاريات 12V:
- تتطلب عددًا أقل من الوحدات وتوصيلات أقل ، مما يقلل من التعقيد واحتمال وجود أخطاء في الأسلاك.
- عادةً ما توفر قدرة تفريغ أعلى تيار ، مما يجعلها أكثر ملاءمة للأحمال عالية الطاقة مثل المحركات أو المحولات.
بطاريات 6V:
- في كثير من الأحيان أقل تكلفة ، وخاصة في تنسيقات الحمض في الدورة العميقة.
- قدم مجموعة واسعة من الخيارات من حيث عامل الشكل ومرونة الاستبدال.
- قد تكون أكثر ملاءمة للمستخدمين الذين يتمتعون بالوصول إلى مخزون منخفض التكلفة أو فائض.
يعتمد الاختيار بين بطاريات 6V و 12V على قيود المساحة ، ومتطلبات النظام الحالية ، وتفضيلات الصيانة. ومع ذلك ، بالنسبة لمعظم بناء بطارية 72V DIY ، فإن بطاريات 12V أكثر شيوعًا بسبب بساطتها وتوافقها بشكل أفضل مع أنظمة المركبات الكهربائية.
حساب أساسي: كم عدد بطاريات 12V للوصول إلى 72 فولت؟
الصيغة واضحة:
عدد البطاريات=الجهد الهدف ÷ الجهد البطارية
لبطاريات 12V:
72V ÷ 12V=6 (في سلسلة)
تساهم كل بطارية بـ 12 فولت ، وعند توصيلها في السلسلة ، فإن الجهد الكلي للنظام هو مجموع جميع الفولتية الفردية. ومع ذلك ، لا تزال السعة الإجمالية هي نفسها سعة بطارية واحدة في السلسلة.
على سبيل المثال ، إذا كانت كل بطارية 12V لديها سعة 20AH ، فستكون حزمة 72V الكاملة 72 فولت 20AH-NOT 72V 120AH.
هذا التمييز أمر بالغ الأهمية عند تقدير وقت تشغيل النظام والتسليم الحالي. إذا كانت هناك حاجة إلى سعة أعلى ، يمكن توصيل سلاسل سلسلة 72 فولت إضافية بالتوازي لتوسيع نطاق AH.
خطوة بخطوة: كيفية توصيل بطاريات 6x 12V في السلسلة
لتسليم ستة بطاريات 12V بأمان في سلسلة لنظام 72 فولت ، اتبع هذه الخطوات:
1. التحضير:
- تأكد من أن جميع البطاريات من نفس العلامة التجارية والنموذج والجهد والسعة.
- من الناحية المثالية ، يجب أن تكون من نفس دفعة التصنيع لضمان أداء متوازن وسلوك الشحن.
2. تسلسل الأسلاك:
- قم بتوصيل الطرف السلبي () للبطارية 1 بمحطة البطارية الإيجابية (+)
- قم بتوصيل السلبية (-) للبطارية 2 بالبطارية الإيجابية (+)
- استمر في هذه العملية حتى البطارية 6 ، التي ستعمل المحطة السلبية (-) بمثابة إخراج سلبي للنظام
- Battery 1 الإيجابية (+) ستكون الإخراج الإيجابي للنظام
3. الإخراج النهائي:
يجب أن يكون الجهد الكبير المقاس بين إيجابية البطارية الأولى والبطارية السلبية للبطارية الأخيرة حوالي 72 فولت (أو أعلى إذا تم شحنه بالكامل).
4. تحقق مزدوج:
- تحقق من أن جميع الاتصالات ضيقة وخالية من التآكل.
- استخدم الكابلات المعزولة من المقياس المناسب للتعامل مع الحمل الحالي المتوقع.
اعتبارات رئيسية عند بناء نظام بطارية 72 فولت
في حين أن توصيل ست بطاريات 12V في السلسلة أمر بسيط من الناحية الفنية ، هناك العديد من الاحتياطات الحرجة لضمان السلامة والموثوقية والأداء طويل الأجل.
استخدام بطاريات متطابقة
يجب أن تتطابق جميع البطاريات الست في الجهد ، والسعة (AH) ، والكيمياء ، والعلامة التجارية ، ويفضل أن تكون الدفعة الإنتاجية. يمكن أن تؤدي الاختلافات في المقاومة الداخلية أو حالة الصحة إلى الشحن والتفريغ غير المتوازنة ، مما قد يؤدي إلى:
- انخفاض عمر النظام
- تدهور مبكر للخلايا الأضعف
- خطر الهروب الحراري في الأنظمة القائمة على الليثيوم
ممارسات التعامل الآمنة
يتضمن تجميع البطارية مخاطر كبيرة إذا لم يتم تنفيذها بشكل صحيح. تلتزم دائمًا ببروتوكولات السلامة التالية:
- ارتداء القفازات المعزولة ونظارات السلامة للحماية من الصدمة الكهربائية والتعرض للحمض (خاصة بالنسبة لبطاريات الحمضات الرصاص)
- تجنب الشرر وفتح اللهب بالقرب من إعداد البطارية
- استخدم كابلات المقياس المناسبة وموصلات آمنة للتعامل مع تيار الذروة بأمان
- تأكد من أن المحطات نظيفة وضيقة وخالية من التآكل
توافق الشاحن
مطلوب شاحن ذو تصنيف 72 فولت لشحن نظام البطارية بكفاءة وأمان. علاوة على ذلك:
- تتطلب بطاريات حمض الرصاص ملفات تعريف تيار/جهد ثابت (CC/CV) وتعويض درجة الحرارة
- تتطلب بطاريات الليثيوم أيون أو LifePo₄ خوارزميات شحنة خاصة بالليثيوم مع قطع جهد صارمة والقيود الحالية
BMS لأنظمة الليثيوم
إذا كان استخدام بطاريات الليثيوم ، فإن دمج نظام إدارة البطارية (BMS) أمر إلزامي. تضمن BMS جودة:
- الشحن الزائد والحماية الزائدة والحماية الزائدة
- توازن الخلية أثناء دورات الشحن
- مراقبة درجة الحرارة وعزل الخطأ
إن تخطي BMS في إعدادات الليثيوم ليس محفوفًا بالمخاطر فحسب ، بل يمكن أن يؤدي إلى أضرار لا رجعة فيها أو مخاطر السلامة.
تطبيقات العالم الحقيقي لأنظمة بطارية 72 فولت
يتم اعتماد تكوين 72V على نطاق واسع عبر العديد من الصناعات بسبب توازنه الأمثل بين مستوى الجهد وتعقيد النظام.
- السيارات الكهربائية (Ebike ، سكوتر ، دراجة نارية)
تستخدم معظم الدراجات الإلكترونية عالية الأداء والدراجات البخارية الكهربائية 72V 20AH أو 72V 32AH ، مما يوفر جهدًا كافيًا لمحركات الطاقة بين 2000 واط. يضمن هذا الإعداد تسارعًا سريعًا ومدى أطول وكفاءة أفضل على المنحدرات.
- عربات الجولف
تستخدم بعض عربات الجولف بطاريات 4 × 12V وتعويضها باستخدام محولات التعزيز للوصول إلى 72 فولت ، ولكن هذا يقدم تعقيدًا إضافيًا وفقدان الطاقة. إن اتصال السلسلة المباشر 6 × 12V أكثر أمانًا وأبسط وأكثر قوة.
- المعدات الصناعية والتخزين المتجدد
في الإعدادات عالية الطلب مثل أنظمة الطاقة الشمسية خارج الشبكة ، وروبوتات المستودعات ، وأنظمة الطاقة الاحتياطية ، تقلل إعدادات 72 فولت من التدفق الحالي (مقارنةً بـ 48 فولت أو أنظمة أقل) ، مما يقلل من حجم الكابل والخسائر المقاومة بشكل خاص لتفريغ الطويل المدة أو التركيبات البعيدة.
المعلمات الفنية وحسابات الطاقة
نطاق الجهد
على الرغم من أن الجهد الاسمي هو 72 فولت ، إلا أن العملية الواقعية تمتد على نطاق:
- نظام مشحون بالكامل: 13.5V × 6=81 v
- قطع التفريغ (حماية الجهد المنخفض): 10.5v × 6=63 v
يجب حساب هذا النطاق الديناميكي عند اختيار وحدات التحكم في المحركات والمحولات وأنظمة حماية الشحن.
قدرة الطاقة
يتم حساب إجمالي محتوى الطاقة على النحو التالي:
الطاقة (WH)=الجهد (V) × السعة (AH)
مثال:
بطاريات 6 × 12V 100AH في السلسلة → 72V 100AH = 7200 WH (7.2KWH)
هذه هي الطاقة القابلة للاستخدام (مع مراعاة كفاءة النظام) التي يمكن أن تعمل على تشغيل جهاز 1000W لمدة 7.2 ساعة تقريبًا في ظل ظروف مثالية.
خاتمة
لإنشاء نظام بطارية 72 فولت باستخدام وحدة 12V ، تحتاج إلى ست بطاريات متصلة في السلسلة. هذا التكوين واضح ومباشر ولكنه يتطلب الانضباط الفني في ضمان توحيد البطارية والأسلاك الصحيحة وبروتوكولات السلامة.
إلى جانب الوصول إلى 72 فولت ، يجب على المستخدمين أيضًا مراعاة:
- السعة المطلوبة (AH) لوقت التشغيل المطلوب
- تحميل التيار ، لتحديد البطاريات المناسبة تصنيف التفريغ
- كيمياء البطارية وتكلفة الموازنة والأداء ودورة الحياة
- سلامة النظام ، خاصة مع خلايا الليثيوم
في أنظمة الجهد العالي ، يمكن أن تؤثر الرقابة البسيطة في التصميم أو التثبيت بشكل كبير على الأداء أو السلامة. سواء بالنسبة للنقل الكهربائي أو التخزين الثابت ، فإن التخطيط المدروس والمكونات عالية الجودة غير قابلة للتفاوض.
عن المؤلف
GEB هي علامة تجارية لشركة General Electronics Technology Co. ، Ltd. GEB هي رائدةالشركة المصنعة لبطاريات ليثيوم Ebikeفي الصين ، مع التركيز على بطاريات الليثيوم للدراجات الكهربائية وتوفير حلول بطارية الدراجات الكهربائية 72 فولت. تأسست GEB في عام 2009 ومقرها في Shenzhen ، وقد نما إلى علامة تجارية موثوق بها في الصناعة مع أكثر من 180 موظفًا ومبيعات سنوية تزيد عن 30 مليون دولار.
بصفتها الشركة المصنعة للبطارية المباشرة ، يلغي GEB الحاجة إلى الوسطاء ، مما يوفر تسعيرًا مباشرًا تنافسيًا مع ضمان إمدادات بطارية عالية الجودة ومستقرة. من خلال إمكانات تصميم الحزم والتجميع الداخلية ، إلى جانب سلسلة التوريد الكاملة في المنبع والمصب ، توفر GEB حلول بطارية مخصصة بالكامل من الخلايا إلى المنتجات النهائية. سواء كنت تقوم ببناء سيارة كهربائية أو تقوم بتطوير مشروع OEM على نطاق واسع ، يوفر GEB الخبرة الفنية وقوة التصنيع وموثوقية العرض لتحقيق أهداف أدائك وتكلفة.
