Choisir la bonne configuration de batteries : séries, parallèles et séries-parallèles

Configuration des batteries en série, parallèle et série-parallèle

Introduction aux connexions de batteries

On peut se demander quel est le but des connexions en série, parallèle ou série-parallèle de batteries ou quelle est la bonne configuration pour le stockage de charge, système de banc de batteries, système hors réseau ou installation de panneaux solaires. Eh bien, cela dépend des exigences du système : augmenter la tension par connexion en série, augmenter les ampères-heures des batteries (car les batteries sont notées en Ah au lieu d'Ampères) ou simplement le courant ou la puissance des batteries en les connectant en parallèle ou série-parallèle pour maintenir le système selon vos besoins. Si vous voulez savoir comment faire, lisez le tutoriel pas à pas suivant sur les batteries primaires (non-rechargeables comme piles AAA) et secondaires (rechargeables comme plomb-acide, nickel-cadmium, nickel-métal-hydrure, lithium-ion, etc.) et leurs configurations.

Nous avons reçu quelques schémas confus sur le sujet et on nous demande si les connexions de batteries sont en série, parallèle ou série-parallèle et laquelle choisir. Nous allons donc discuter en détail des connexions série, parallèle et série-parallèle de batteries avec schémas et applications.

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Commençons maintenant…

Types de connexions de batteries

Il existe trois types de base de connexions de batteries :

1. Connexion en série
2. Connexion en parallèle
3. Connexion série-parallèle

• Tutoriel connexe : Introduction aux connexions série, parallèle et série-parallèle

Voici les détails complets sur chaque type de connexion.

Connexion en série des batteries

Si nous connectons la borne positive (+) d'une batterie à la borne négative (-) et la négative à la positive comme indiqué sur le schéma ci-dessous, alors la configuration des batteries serait en série.

Bon à savoir :

Dans une connexion en série de batteries, le courant est le même dans chaque fil ou section tandis que la tension est différente, c'est-à-dire que les tensions sont additives :

V₁ + V₂ + V₃ … Vn

Dans le schéma ci-dessous, deux batteries de 12V, 200Ah chacune sont connectées en série. La capacité effective en ampères-heures (Ah) reste la même tandis que la tension s'additionne.

= 12V + 12V = 24V, 200Ah

• Tutoriel connexe : Guide complet sur l'installation de panneaux solaires avec batteries. Procédure pas à pas avec calculs et schémas

Quand et comment connecter des batteries en série ?

Lorsque vous avez besoin de doubler le niveau de tension selon vos besoins système tout en maintenant la même capacité ou le même ampérage-heure (Ah) des batteries.

Par exemple, si vous avez deux batteries 12V, 200Ah et vous avez besoin d'un système 24V pour l'installation. Simplement, connectez les deux batteries en série où vous obtiendrez 24V et le même ampérage-heure, c'est-à-dire 200Ah.

Gardez à l'esprit que les batteries se déchargent plus lentement en connexion série comparé aux batteries en parallèle.

Vous pouvez le faire avec n'importe quel nombre de batteries pour obtenir 36V, 48V, 72V DC, etc. en connectant des batteries en série.

Ce système est utilisé dans différentes installations de panneaux solaires et autres applications.

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Connexion en parallèle des batteries

Si nous connectons la borne positive (+) d'une batterie à la positive et la négative (-) à la négative. Alors la configuration des batteries serait en parallèle.

Bon à savoir :

Dans une connexion en parallèle, la tension sera la même dans chaque fil ou section, tandis que le courant sera différent, c'est-à-dire que le courant est additif.

I₁ + I₂ + I₃ … + In

Dans le schéma ci-dessous, deux batteries de 12V, 200Ah chacune sont connectées en parallèle. La tension effective totale serait la même tandis que l'ampérage-heure est additif.

= 200Ah + 200Ah = 400Ah, 12V

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• Article connexe : Comment calculer le temps et le courant de charge de batterie – Exemples

Quand et comment connecter des batteries en parallèle ?

Lorsque vous avez besoin de doubler la capacité de la batterie ou l'ampérage-heure (Ah) selon vos besoins système tout en maintenant le même niveau de tension.

Par exemple, si vous avez deux batteries 12V, 200Ah et vous avez besoin d'un système 12V pour l'installation. Simplement, connectez les deux batteries en parallèle où la capacité globale serait 400Ah et le même niveau de tension, c'est-à-dire 12V.

Gardez à l'esprit que les batteries se déchargent plus rapidement en parallèle comparé aux batteries en série.

Vous pouvez le faire avec n'importe quel nombre de batteries pour obtenir le même niveau de tension tout en augmentant la capacité de la batterie en ampères-heures en connexion parallèle.

Ce système est utilisé dans différentes installations de panneaux solaires et autres applications.

• Article connexe : Différence entre une batterie et un condensateur

Connexion série-parallèle des batteries

Si nous connectons deux paires de deux batteries en série et puis connectons ces batteries connectées en série en parallèle, alors cette configuration serait appelée connexion série-parallèle de batteries.

En d'autres termes, ce n'est ni un circuit série, ni un circuit parallèle, mais connu comme circuit série-parallèle. Certains composants sont en série et d'autres en parallèle ou circuit complexe de dispositifs et batteries connectés en série et parallèle.

Article connexe :

• Connexion série de panneaux solaires et batteries avec système UPS auto
• Connexion parallèle de batteries avec panneaux solaires et UPS auto

Dans le schéma ci-dessous :

Six (6) batteries de 12V, 200Ah chacune sont connectées en configuration série-parallèle.

• B₁ & B₂ en série … 12V + 12V = 24V, 200Ah … Connexion série
• B₃ & B₄ en série … 12V + 12V = 24V, 200Ah … Connexion série
• B₅ & B₆ en série … 12V + 12V = 24V, 200Ah … Connexion série

Et puis ces paires de batteries sont connectées en parallèle, c'est-à-dire deux ensembles parallèles de trois batteries connectées en série.

c'est-à-dire :

Ensemble 1 = B₁, B₃, B₅ = Série

Ensemble 2 = B₂, B₄, B₆ = Série

Et puis,

Ensemble 1 & Ensemble 2 = En Parallèle.

Donc la tension effective et l'ampérage-heure seraient :

Ampère-heure (Ah) = 200Ah + 200Ah + 200Ah = 600Ah

Tensions = 12V + 12V = 24V. (Connexion parallèle)

Calculateurs liés aux batteries :

• Calculateur de durée de vie de batterie
• Calculateur de capacité de batterie

Quand et comment connecter des batteries en série-parallèle ?

Lorsque vous avez besoin de doubler la capacité de la batterie ou l'ampérage-heure (Ah) ainsi que les tensions des batteries selon vos besoins système.

Par exemple, si vous avez six batteries de 12V, 200Ah chacune et vous avez besoin de 600Ah de capacité et d'un système 24V pour l'installation. Maintenant vous avez deux ensembles de trois batteries, simplement, connectez deux ensembles de trois batteries en série et puis connectez les deux ensembles en parallèle (comme montré sur le schéma ci-dessus) où la capacité globale serait 600Ah et le niveau de tension serait 24V.

Vous pouvez le faire avec n'importe quel nombre de batteries pour obtenir différents niveaux de tension ainsi qu'augmenter la capacité de la batterie en ampères-heures en connexion série-parallèle.

Ce système est utilisé dans différentes installations de panneaux solaires et autres applications.

Comparaison des connexions série, parallèle et série-parallèle

Le tableau ci-dessous montre les principales différences entre les connexions série et parallèle.

• Tutoriels connexes : Câblage et schémas d'installation de batteries

Précautions générales et instructions pour le câblage et l'installation des batteries

Avertissements et instructions :

• Ne court-circuitez jamais et ne touchez jamais la borne positive (+) d'une batterie avec la borne négative (-) pour éviter court-circuit, dommages, blessures, explosion ou incendie.
• Connectez toujours des batteries de même tension et capacité pour éviter problèmes de charge et durée de vie réduite.
• Ne vous laissez pas perturber (car cela peut être dangereux) par le câblage complexe et les connexions de batteries en série-parallèle. Faites toujours des calculs appropriés et réalisez des schémas et diagrammes de connexions de banc de batteries avant de les implémenter en pratique pour être en sécurité.
• Une attention particulière doit être portée à la polarité lors de la charge des batteries secondaires pour éviter court-circuit et conditions dangereuses.
• Lorsque la batterie est complètement chargée, retirez le chargeur pour éviter la surchauffe (en cas de chargeur non automatique ou contrôleur de charge).
• Chargez toujours la batterie à température ambiante.
• N'essayez pas de charger les cellules primaires, c'est-à-dire ne chargez pas les batteries non-rechargeables.
• Débranchez la batterie de la charge connectée si plus utilisée pour éviter corrosion et fuites.
• Débranchez la source de charge de la batterie et la charge avant de connecter ou déconnecter les bornes.

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