Wie verbindet man zwei 12-Volt-Batterien parallel und in Reihe?

Das Anschließen von 12V-Batterien in Parallel- und Reihenschaltung ist eine effektive Lösung, die Ihren Kunden ein besseres Erlebnis bietet. Ihre verschiedenen Anwendungen, wie Solarstromanlagen, unterbrechungsfreie Stromversorgungen, Golfwagen und Wohnmobile, sind mit modularen Batteriepacks in Parallel- und Reihenschaltung ausgestattet.

Wir geben Richtlinien, wie man zwei 12-Volt-Batterien parallel oder in Reihe schaltet, um 12 oder 24 Volt zu erhalten.

Was bedeutet es, Batterien parallel und in Reihe zu schalten?

Das Anschließen von Batterien in Reihe und parallel bedeutet, die Spannung oder Kapazität eines Batteriesystems zu erhöhen. Wenn Sie Batterien parallel verdrahten, bleibt die Spannung gleich, aber die Kapazität erhöht sich.

Beispielsweise ergibt der Anschluss zweier 12V-Batterien mit einer Kapazität von 100Ah eine 12V-Batterie mit einer Kapazität von 200Ah. Wenn Sie dagegen Batterien in Reihe schalten, erhöht sich die Spannung, während die Kapazität gleich bleibt.

Daher ergibt der Anschluss derselben beiden 12V-Batterien eine 24V-Batterie mit einer Kapazität von 100Ah. Dies ist der Unterschied zwischen Reihen- und Parallelschaltung bei Batterien.

Die gesamte verfügbare Energie (Wattstunden) bleibt unabhängig von der Art der Verbindung gleich. Sie berechnen Wattstunden, indem Sie Spannung mit Kapazität multiplizieren. Die gesamte Gesamtenergie für beide Systeme beträgt 2400 Wattstunden.

Es ist wichtig zu beachten, dass Batterien, die in Parallel- und Reihenschaltung verbunden werden, die gleichen Spannungs- und Kapazitätswerte haben sollten. Das Mischen und Nichtübereinstimmen von Spannungen und Kapazitäten würde die Batterien beschädigen.

Spannungsunterschiede zwischen parallel geschalteten Batterien führen zu Ausgleichsströmen und damit zu Energieverlust, Überladung oder Tiefentladung. Kapazitätsunterschiede zwischen in Reihe geschalteten Batterien führen bei der Entladung zu einer Umpolung der Batterie mit geringerer Kapazität, was irreversible Schäden am Elektrodenmaterial verursacht.

Wie schließt man 12V-Batterien sicher parallel und in Reihe an?

Bevor Sie Batterien parallel (für erhöhte Kapazität) oder in Reihe (für höhere Spannung) anschließen, befolgen Sie diese wichtigen Sicherheits- und Einrichtungsrichtlinien, um ein zuverlässiges und gefahrloses System zu gewährleisten.

1. Bereiten Sie die richtigen Werkzeuge und Sicherheitsausrüstung vor: Stellen Sie sicher, dass Sie vor Beginn Folgendes zur Hand haben: Batteriekabel (Plus und Minus), Abisolierzangen, Schraubenschlüssel oder Steckschlüssel, Sicherheitsbrille und Handschuhe. Arbeiten Sie außerdem in einem gut belüfteten Bereich, um das Einatmen schädlicher Gase zu vermeiden, die während des Vorgangs entstehen können.
2. Führen Sie vor dem Einschalten eine abschließende Sicherheitsüberprüfung durch, indem Sie sicherstellen, dass alle Verbindungen die richtige Polarität und feste Anschlüsse haben, Spannung und Kapazität mit einem Multimeter testen und auf freiliegende Drähte oder lose Komponenten prüfen.

Wie schließt man zwei 12-Volt-Batterien parallel an?

Ein 12-Volt-System umfasst zwei oder mehr 12-Volt-Batterien, die parallel geschaltet sind (Plus an Plus, Minus an Minus). Diese Konfiguration erhöht die Batteriekapazität (Ah), während die Spannung gleich bleibt.

Die Batteriekabel sollten für Parallelschaltungen die gleiche Länge haben, um sicherzustellen, dass der Betriebsstrom für jeden Batteriepack gleich ist; der Abgleich des Innenwiderstands ist ebenfalls entscheidend. Nach dem Ohmschen Gesetz (I = V/R) führt bereits ein kleiner Widerstandsunterschied zu einer ungleichen Stromverteilung. Batterien mit niedrigerem Innenwiderstand ziehen mehr Strom und riskieren eine Überlastung.

Mischen Sie niemals neue und alte Batterien parallel. Alte Batterien haben typischerweise einen höheren Innenwiderstand, was dazu führt, dass neuere Batterien eine unverhältnismäßige Stromlast übernehmen. Dies kann zu Überhitzung, schnellerer Degradation und kürzerer Lebensdauer der neueren Batterien führen.

Parallelschaltungen sind dort üblich, wo höhere Stromanforderungen oder längere Laufzeiten erforderlich sind. Beispiele sind Anwendungen wie Wohnmobile, Schifffahrt, Golfwagenund Notstromversorgung.

Wie in Abbildung 1 gezeigt, wird der Minuspol der ersten Batterie mit dem Minuspol der zweiten Batterie verbunden, und der Pluspol wird ebenfalls mit dem Pluspol verbunden. Zwei 12-Volt-Batterien parallel zu schalten bedeutet, zwei 12V 100Ah-Batterien zu einer 12V 200Ah-Batterie parallel zu schalten.

Was sind die Vorteile einer Parallelschaltung von Batterien?

Die Vorteile der Parallelschaltung von Batterien sind folgende: Wenn eine der Batterien leer wird oder eine Fehlfunktion aufweist, können die verbleibenden Batterien im System immer noch Strom liefern. Es ist möglich, die mögliche Laufzeit des Systems zu erhöhen, während die Spannung erhalten bleibt. Da die Amperestunden-Kapazität sich addiert, kann der Anschluss von zwei Batterien in Parallelschaltung die Laufzeit verdoppeln, drei Batterien können sie verdreifachen, und so weiter.

Parallel geschaltete Batterien haben eine niedrigere Systemspannung als in Reihe geschaltete Batterien für Anwendungen mit höherem Strom. Folglich erfordert ein höherer Strom größere Kabel und einen größeren Spannungsabfall.

Bei niedrigeren Spannungen sind größere elektrische Geräte und Stromerzeuger schwieriger zu betreiben und weniger effizient.

Der Ausgangsstrom von 4 12V-Batterien in Parallelschaltung wird auf mehrere Zweige aufgeteilt, wodurch die Wärmeentwicklung pro Zelle reduziert wird. Dies minimiert das Risiko eines thermischen Durchgehens durch lokale Überhitzung und reduziert die Kapazitätsabnahme. Darüber hinaus begrenzen Schutzschaltungen in Parallelsystemen Überstromrisiken und verhindern lokale Überlastungen aufgrund von Fehlanpassungen des Innenwiderstands.

Wie schließt man zwei 12-Volt-Batterien an, um 24 Volt zu erhalten?

Um zwei 12-Volt-Batterien anzuschließen und 24 Volt  zu erhalten, müssen sie in Reihe geschaltet werden. Das bedeutet, dass Sie den Pluspol einer Batterie mit dem Minuspol der nächsten Batterie verbinden. Setzen Sie diese Verbindung fort, bis alle Batterien angeschlossen sind.

Die endgültige Verbindung sollte der Pluspol der letzten Batterie zum Minuspol der ersten Batterie sein. Bei CM Batteries ermöglicht unser modularer Batteriepack den Anschluss von bis zu 4 Lithium-Batterien in Reihe, um ein 48-Volt-System zu erstellen. Stellen Sie sicher, dass Sie die empfohlene Grenze für die Anzahl der in Reihe geschalteten Batterien nicht überschreiten.

Die Gesamtspannung des Batteriepacks ist die Summe der Spannungen der einzelnen Zellen. In diesem Fall beträgt die Spannung des Batteriepacks 24 Volt. Wie in Abbildung 2 gezeigt, sehen Sie zwei 12V 100Ah Lithium-Eisenphosphat-Batterien in Reihe geschaltet.

Wie in Abbildung 1 gezeigt, sehen Sie zwei 12V 100 Ah LiFePO4-Batterien in Reihe geschaltet. Wenn Sie den Pluspol der ersten Batterie mit dem Minuspol der zweiten Batterie verbinden, bilden die Batterien eine Reihenschaltung. Dies addiert ihre Spannungen und erzeugt eine Gesamtsystemspannung von 24 Volt. Die Kapazitäten der Batterien bleiben gleich, die Gesamtsystemkapazität beträgt also 100 Ah.

Was sind die Vorteile der Reihenschaltung von zwei 12-Volt-Batterien?

• Wenn zwei Batterien in Reihe geschaltet werden, sind nicht alle Batterien an dieselbe Spannungsquelle angeschlossen. Dies hilft, Überladung oder Tiefentladung der Batterien zu verhindern, was sie beschädigen und das Brandrisiko erhöhen kann.
• Wenn Sie den Batteriepack zur Stromversorgung eines 24-Volt-Geräts wie einem Solarmodul oder einem Wohnmobil verwenden, erhalten Sie durch die Reihenschaltung der Batterien die benötigte Spannung.
• Die Reihenschaltung von zwei Batterien trägt dazu bei, die Kosten Ihres Batteriesystems zu senken. Denn Sie können weniger Batterien verwenden, was den Anschaffungspreis sowie die Wartungs- und Austauschkosten senkt.
• Eine höhere Systemspannung erfordert weniger Strom, um ein Gerät zu betreiben. Dies kann in vielerlei Hinsicht vorteilhaft sein. Es kann beispielsweise die Größe und die Kosten der Verkabelung sowie den Spannungsabfall im System verringern.
• Eine höhere Systemspannung ermöglicht es Ihnen, während des Ladevorgangs mehr Leistung an die Batterien zu liefern. Dies ist besonders nützlich, wenn Sie ein Solarladegerät oder ein anderes Ladegerät verwenden, das durch seine Stromstärke begrenzt ist.
• Die Erhöhung der Systemspannung kann die Effizienz der Batteriebank verbessern. Dies liegt an der Fähigkeit der Batterien, mit einem niedrigeren Strom zu arbeiten.

Hier ist ein Beispiel, wie der Betrieb von Batterien in Reihe einer realen Situation zugutekommen kann.

1. Ein 360-Watt-Gerät, das mit 12 Volt betrieben wird, zieht 30 Ampere. Das bedeutet, dass die Verkabelung im System in der Lage sein muss, 30 Ampere Strom zu führen, ohne zu überhitzen oder einen Spannungsabfall zu verursachen. Wenn dasselbe Gerät mit 24 Volt betrieben würde, würde es nur 15 Ampere Strom ziehen. Dies würde die Verwendung dünnerer Kabel ermöglichen, was Geld sparen und das System kompakter machen würde.
2. Ein MPPT-Solarladeregler mit einer Nennleistung von 50 Ampere kann bei 600 Volt nur 12 Watt Solarleistung verarbeiten. Bei 24 Volt kann derselbe Regler jedoch 1200 Watt Solarleistung verarbeiten. Das bedeutet, dass Sie eine größere Solaranlage zum Laden der Batterien verwenden können, wodurch die verfügbare Energie des Systems erhöht wird. Das Verständnis von Solarenergie erfordert die Auseinandersetzung mit mehreren Begriffen wie VA, Watt, Ampere und Volt, was oft zu Verwirrung führt.

Das Reihenschalten von zwei 12-Volt-Batterien hat jedoch auch einige Nachteile. Diese Methode ist komplizierter als Parallelschaltungen, da Sie die Batterien in der richtigen Reihenfolge anschließen müssen, um sicherzustellen, dass sich die Spannungen korrekt addieren. Eine falsche Verkabelung kann die Batterien oder die vom Batteriepack versorgten Geräte beschädigen.

Was sind die besten Methoden, um 12-Volt-Batterien in Reihe und parallel zu schalten?

Das Anschließen von Batterien in Reihe und parallel mag kompliziert aussehen, aber keine Sorge, wir werden Sie Schritt für Schritt anleiten.

Der erste Schritt besteht darin, die Spannung des benötigten Batteriepacks zu bestätigen.

Ich verwende 24 Volt als Beispiel: Wie in Abbildung 3 gezeigt, teilen wir die vier 12V 100Ah LiFePO4-Batterien in 2 Strings auf, die jeweils 2 in Reihe geschaltete Batterien enthalten. Das ergibt zwei 24V 100Ah Batteriepacks.

Dann werden wir die 2 Reihenschaltungen parallel schalten, indem wir den Pluspol mit dem Pluspol und den Minuspol mit dem Minuspol verbinden. Wie in Abbildung 4 gezeigt, werden zwei Batterien in Reihe geschaltet, um 24V zu erhalten, und dann werden zwei 24V 100Ah Batteriepacks parallel geschaltet, um einen 24V 200Ah Batteriepack zu erhalten.

Denken Sie daran, alle Verbindungen doppelt zu überprüfen, stellen Sie sicher, dass die Anschlüsse sicher und fest angezogen sind, und überprüfen Sie die Spannungs- und Kapazitätswerte mit einem Multimeter, bevor Sie den Batterieaufbau verwenden.

Interaktives Tool: Batterie-Konfigurator für Reihen- & Parallelschaltung

Bei der Entwicklung eines Batteriesystems verbinden Ingenieure Zellen oft in Reihe (S) und parallel (P), um die erforderliche Spannung und Kapazität zu erreichen. Reihenschaltungen erhöhen die Batteriespannung und Parallelschaltungen erhöhen die Kapazität.

Gesamtspannung (V) = Zellspannung × Anzahl in Reihe
Gesamtkapazität (Ah) = Zellkapazität × Anzahl parallel
Energie (Wh) = Spannung × Kapazität

Hier haben wir einen Rechner entwickelt, um zu simulieren, wie verschiedene Batteriekonfigurationen Systemspannung, Gesamtkapazität (Ah) und Energiespeicherung (Wh) beeinflussen..

Tipps zur Batteriepack-Entwicklung

Bei der Konfiguration von Batterien in Reihe und parallel:

• Verwenden Sie immer identische Batterien (gleiche Marke, Kapazität und Alter)
• Installieren Sie ein Batteriemanagementsystem (BMS)
• Sorgen Sie für ein angemessenes thermisches Management
• Stellen Sie sicher, dass Verkabelung und Anschlüsse den erforderlichen Strom verarbeiten können

FAQ zum Anschließen von zwei 12-Volt-Batterien parallel & in Reihe

Kann ich Batterien mit unterschiedlichen Kapazitäten oder Größen anschließen?

Nein. Denn dies würde zu einer ungleichmäßigen Entladung der Batterie führen und die schwächere Batterie beschädigen. In Reihe geschaltete Batterien mit geringerer Kapazität werden vollständig entladen. Wenn die Batterie mit der höheren Kapazität weiter entladen wird, wird die Batterie mit der niedrigeren Spannung umgepolt. Dies kann dazu führen, dass die Batterie überhitzt oder explodiert.

Ist es sicher, Batterien parallel oder in Reihe zu schalten?

Ja, befolgen Sie unbedingt die Tipps in diesem Leitfaden, um sicher zu bleiben. Das Anschließen von Batterien in Reihe kann die Spannung jedoch auf gefährliche Werte erhöhen. Tragen Sie daher beim Anschließen unbedingt eine Schutzbrille und Handschuhe.

Was sind die Grenzen für Parallel- und Reihenschaltungen?

Dies hängt vom Typ der angeschlossenen Batterie ab. Die Grenze für die CMB 12V 100Ah LiFePO4-Batterie ist maximal 4 in Reihe und begrenzte Parallelschaltung.

Welche Anschlussoption ist besser für meine Anwendung?

Batterien für Wohnmobile, Golfwagen, Elektroangelsmotoren und Fahrgeschäfte in Vergnügungsparks eignen sich alle für eine Parallelschaltung, um die Spannung zu erhöhen und mehr Leistung bereitzustellen.

Kann ich die Batteriepacks nach dem Reihen- und Parallelschalten direkt in meinen Haushaltsgeräten verwenden?

Nein, da Lithiumbatterien Gleichstrom erzeugen, den die meisten Geräte nicht direkt nutzen können. Sie müssen einen reinen Sinuswechselrichter ausstatten, um Gleichstrom in Wechselstrom umzuwandeln, bevor Sie ihn verwenden können. Am wichtigsten ist, dass Sie Strom und Spannung berechnen müssen, um Schäden an Ihren Geräten zu vermeiden.

Kann ich 12V 100Ah und 12V 200Ah Batterien parallel für ein 12V-System schalten?

Ja, Sie können eine 12V 100Ah und eine 12V 200Ah Batterie parallel für ein 12V-System schalten. Stellen Sie jedoch sicher, dass beide Batterien eine ähnliche Chemie, ein ähnliches Alter und einen ähnlichen Ladezustand haben, um Ungleichgewichte zu vermeiden. Die Gesamtkapazität beträgt 300Ah.

Fazit

Wir müssen noch einmal betonen, dass Sie während des Anschlussvorgangs die erforderlichen Sicherheitsvorkehrungen beachten und die richtigen Werkzeuge und Materialien bereithalten müssen. CMB ist spezialisiert auf kundenspezifische Lithium-Ionen-Batteriepacks. Wenn Sie spezielle Anforderungen oder Fragen zum Anschließen von zwei 12-Volt-Batterien parallel oder in Reihe haben, helfen Ihnen die professionellen Ingenieure von CMB gerne weiter. Das Anschließen von 12V-Batterien in Parallel- und Reihenschaltung erhöht die Spannung und Kapazität in Ihrem Batteriesystem.