1. Паралельне і послідовне з'єднання акумуляторів - що це таке?
П ри паралельному з'єднанні, 
акумулятори з'єднують так, щоб позитивні клеми всіх акумуляторів були підключені до однієї точки електричної схеми ( "плюса"), а негативні клеми всіх акумуляторів були підключені до іншої точки схеми ( "мінуса").
П олучая при паралельному з'єднанні акумуляторна батарея 
має той же напруга, що і у одиночного акумулятора , а ємність такий акумуляторної батареї дорівнює сумі ємностей що входять в неї акумуляторів . Тобто якщо акумулятори мають однакові ємності , то ємність акумуляторної батареї дорівнює ємності одного акумулятора , Помноженої на кількість акумуляторів в батареї .
Д ля послідовного з'єднання акумуляторів , До "плюса" електричної схеми підключають позитивну клему першого 
акумулятора . До його негативної клеми підключають позитивну клему другого акумулятора і т.д. Негативну клему останнього акумулятора підключають до "мінуса" електричної схеми.
П олучая при послідовному з'єднанні акумуляторна батарея 
має ту ж ємність , Що і у одиночного акумулятора , А напруга такої акумуляторної батареї дорівнює сумі напруг входять до неї акумуляторів . Тобто якщо акумулятори мають однакові напруги, то напруга батареї дорівнює напрузі одного акумулятора , Помноженому на кількість акумуляторів в акумуляторної батареї .
Е лектріческая енергія, накопичена в акумуляторної батареї 
дорівнює сумі енергій окремих акумуляторів (Твору енергій окремих акумуляторів , якщо акумулятори однакові), незалежно від того, як з'єднані акумулятори - паралельно або послідовно.
У будь-яких електричних системах або пристроях є омические втрати: частина електричної енергія перетворюється в тепло, не проводячи корисної роботи. Чим більша напруга електросистеми, тим (при тій же потужності) менше струм, менше омические втрати і менше ціна системи. Тобто вигідно мати електричні системи високої напруги. Причому, чим більше потужність системи, тим більше виграш високовольтної системи в порівнянні з нізковольного. Тому в невеликих UPS (На кілька сотень ВА) зазвичай коштує один акумулятор на 12 вольт (так виходить дешевше), в UPS на кілька кВА використовується акумуляторна батарея напругою в десятки вольт, а в потужних ДБЖ на десятки кіловат напруга акумуляторної батареї може перевищувати 500 В.
З ледовательно, мета використання акумуляторних батарей 
з послідовним з'єднанням акумуляторів - зменшення втрат і збільшення коефіцієнта корисної дії (ККД).
І Іноді ємності одного акумулятора недостатньо, і потрібно збільшити ємність . Іноді зручніше не ставити замість акумулятор більшої місткості, а поставити ще один такий же акумулятора паралельно, щоб сумарна ємність акумуляторної батареї акумуляторної батареї подвоїлася.
Н апример, для збільшення часу роботи висококласного ДБЖ Eaton Powerware 9130 від акумуляторної батареї паралельно існуючої батареї підключають ще одну або кілька таких же акумуляторних батарей .
Відомо що внутрішній опір акумуляторів , Виготовлених за однією технологією, приблизно обернено пропорційно ємності акумулятора . Тому, при протіканні струму через послідовну акумуляторну батарею , на свинцевих акумуляторах різної ємності будуть різні напруги. Чи небезпечно це для окремих акумуляторів і для акумуляторної батареї в цілому? Розглянемо по-окремо режими розряду та зарядки свинцевих акумуляторів .
П редположім, ми заряджаємо послідовну акумуляторну батарею , Що складається з семи 12-вольтів свинцевих акумуляторів ємністю по 10 А * год і одного 12-вольта свинцевого акумулятора ємністю 8 А * год. На початку все акумулятори розряджені. Зарядний пристрій реалізує алгоритм зарядки IU з початковим струмом 1 А і кінцевим напругою 110 В (13.8 В в середньому на акумулятор ).
П про даними виробника, при зарядці акумуляторів постійним струмом, напруга на акумуляторі 
змінюється відповідно до графіка праворуч. На початку процесу зарядки , зарядний пристрій підтримує струм 1 А, а сумарна напруга на акумуляторної батареї складеться з напруг на окремих акумуляторах , Напруга для кожного акумулятора можна визначити за його зарядної характеристиці (графіку залежності напруги акумулятора від часу, який приводиться виробником в його технічних характеристиках). На початку зарядки на свинцевому акумуляторі в 8 А * год буде близько 12.3 В, а на всіх акумуляторах ємністю 10 А * год - приблизно по 12 В на кожному. початок зарядки абсолютно безпечно для всіх 8 акумуляторів .
П рімерно через 10 годин напруга на акумуляторі ємністю 8 А * год досягне 13.8 вольт. акумулятор в цей момент буде заряджений приблизно на 80%. решта акумулятори будуть заряджені приблизно на 70%, а напруга на кожному з них буде близько 13.2 В. акумулятор ємністю 8 А * год вже потрібно переводити в режим стабілізації напруги, але це неможливо - адже сумарна напруга на акумуляторної батареї ще не досягло кінцевого напруги 110 В, а складає приблизно 13.2 * 7 + 13.8 = 106.2 В. Тому все акумулятори ємністю 10 А * год продовжуватимуть заряджатися , Сумарна напруга продовжить рости, а разом з ним і напруга на акумуляторі ємністю 8 А * год.
Е ще через 3-4 години, напруга на акумуляторної батареї досягне межі - 110 В. Ця напруга розділиться наступним чином: на акумуляторах ємністю 10 А * год буде трохи більше 13.5 В, а на акумуляторі ємністю 8 А * год - більше 15 В. Система рекомбінації газів, що виділяються в цьому акумуляторі, перестане справлятися c навантаженням, запобіжні клапани акумулятора відкриються, акумулятор почне втрачати воду, а з нею і ємність . У той же час, всі акумулятори ємністю 10 А * год будуть недозаряжени. Отже, при зарядці свинцевих акумуляторів з'єднані послідовно акумулятори різної ємності будуть все більше і більше розходитися по своїх параметрах - "розбігатися".
Р ассмотрім тепер розряд все тієї ж акумуляторної батареї з 8 свинцевих акумуляторів струмом 1 А. Нехай система побудована так, що при зменшенні напруги до 84 В спрацьовує захист від глибокого розряду, і розряд припиняється. Початковий стан всіх свинцевих акумуляторів - "повністю заряджені". Через 7-8 годин після початку розряду, акумулятор ємністю 8 А * год повністю розрядиться. Напруга на ньому складе 10.5 В. Напруга на інших акумуляторах батареї буде в цей час трохи більше 11 В на кожному. Значить сумарне напруга на акумуляторної батареї ще далеко від кінцевого напруги розряду 84 В і становить приблизно 10.5 * 7 + 11.1 = 88,2 В. Тому вся акумуляторна батарея продовжить розряджатися, в тому числі і багатостраждальний акумулятор ємністю 8 А * год. Напруга на ньому буде дуже швидко падати, в той час, як інші свинцеві акумулятори практично не будуть розряджатися. Коли напруга на ньому досягне приблизно 7 В, система відключить навантаження, але буде вже пізно - акумулятор буде в стані глибокого розряду і втратить частину ємності .
Т Тепер стає зрозуміло, що послідовно можна з'єднувати тільки свинцеві акумулятори однаковою ємності , інакше акумуляторна батарея буде швидко виходити з ладу. Рекомендується використовувати для послідовного з'єднання свинцеві акумулятори одного типу, одного заводу і з однієї партії. Якщо в акумуляторну батарею передбачається об'єднати більше двох свинцевих акумуляторів послідовно, дуже бажаний ще й попередній підбір акумуляторів по ємності і напрузі за допомогою тестерів акумуляторів
Д ля паралельно з'єднаних свинцевих кислотних акумуляторів немає небезпеки появи на клемах акумулятора різних напруг. Напруги на всіх паралельно з'єднаних акумуляторах однакові в силу самого характеру з'єднання. Значить паралельно з'єднані акумулятори не можуть "розбігтися" - вони будуть розряджатися або заряджатися синхронно.
Н про у свинцевих акумуляторів є обмеження не тільки по максимальному і мінімальному напрузі, але і по струмів. Наприклад, для акумулятора CSB GP тисяча двісті сімдесят два (GP1272) виробником встановлені наступні обмеження по струмів.
М аксімальний розрядний струм не повинен перевищувати 100 А для акумуляторів з клемами шириною 3/16 "(4.75 мм) і 130 А для акумуляторів з клемами 1/4" (6,35 мм) - 130 А (18С). Перебіг такого великого струму через акумулятор ємністю всього 7.2 А * год буде обмежено й за часом: не більше 5 с. Чому обмежений розрядний струм, зрозуміло - клеми акумулятора не можуть надійно передати більший струм (хоча сам акумулятор, ймовірно, міг би).
Е слі ми подивимося технічні характеристики акумуляторів різних виробників (правда не всі вказують максимально допустимий струм), нам відкриється досить строката картина. Для стаціонарних (промислових) свинцевих акумуляторів , Максимальний струм обмежений значенням, яке чисельно (в амперах) становить від 5 до 25 ємностей акумулятора (В А * год). Деякі виробники вказують ще й струм короткого замикання (іноді з обмеженням часу - 0.1 с) - він чисельно становить від 15 до 70 ємностей акумулятора (15С .... 70С). Підсумовуючи ці дані, можна сказати, що свинцевий акумулятор може безпечно розряджатися дуже великими струмами, аж до десятків С, причому чим менше час розряду, тим більше допустимий струм.
Ж есткого обмеження максимального зарядного струму виробник CSB GP тисячі двісті сімдесят дві (GP1272) не дає, він тільки рекомендує обмежити максимальний струм зарядного пристрою значенням 2.16 А (це чисельно дорівнює 30% ємності акумулятора - 0.3С). Це обмеження абсолютно точно не пов'язано з можливостями провідників (клем і решітки пластин акумулятора), - провідники цього акумулятора, як ми вже знаємо, можуть передати в 50 разів більший струм. Тоді з чим же пов'язане це обмеження?
В процесі зарядки свинцевого акумулятора , Сірчанокислий свинець перетворюється в свинець або окис свинцю (в залежності від того, на позитивною або негативною пластині відбувається реакція), а сірка, яка входила до складу сірчанокислого свинцю, переходить в електроліт. Для ефективного протікання електрохімічної реакції зарядки свинцевого аккумуляторав , Потрібно весь час підводити в поверхні, на якій відбувається реакція, свіжий електроліт і відводити продукти реакції (все той же електроліт, але вже містить більше сірки). Активна маса пластини свинцевого акумулятора має пористу структуру (це збільшує активну поверхню і ємність свинцевого акумулятора ). До відкритої частини активної поверхні дуже легко підводити (і відводити) речовини, які беруть участь в реакції, а перенесення свіжого електроліту вглиб пористої пластини утруднений - у міру віддалення від поверхні, пори стають все вже і глибше. Тому на початку зарядки свинцевого акумулятора , Електрохімічна реакція відбувається головним чином на відкритій поверхні пластин і тільки потім поширюється вглиб активної маси. На початку зарядки , Акумулятор здатний безпечно сприйняти досить великий зарядний струм - адже до поверхні пластини можна швидко доставити скільки завгодно свіжого електроліту. Але в міру того, як процес зарядки переміщається вглиб активної масии, зарядний струм потрібно зменшувати, інакше замість електрохімічної реакції зарядки акумулятора буде відбуватися розкладання електроліту (акумулятор "закипить"). свинцевий акумулятор може бути і не вийде з ладу відразу, але його старіння прискориться і він раніше втратить ємність.
З облюденіе загального обмеження струму зарядного пристрою (2.16 А для акумулятора CSB GP тисячі двісті сімдесят дві (GP1272) , Встановленого виробником, дозволяє безпечно заряджати акумулятор, незалежно від глибини і характеру його розряду і температури (в певних виробником межах). Проте, на початку зарядки свинцевого акумулятора , Припустимо і більший зарядний струм.
У ернемся тепер до паралельно з'єднаним свинцевим акумуляторів . Зрозуміло, що, якщо сумарний струм через паралельну акумуляторну батарею не перевищує обмежень, встановлених для кожного акумулятора батареї , То ніякої небезпеки для акумуляторів немає. Зрозуміло також, що, якщо ми з'єднаємо паралельно 5 акумуляторів CSB GP тисячі двісті сімдесят дві (GP1272) з однієї партії і будемо їх заряджати струмом 5 х 2 = 10 А, то знову-таки немає ніякої небезпеки - акумулятори абсолютно однакові, струми розділяться порівну, і струм через кожен акумулятор не перевищить встановленого виробником обмеження.
Н про якщо ми з'єднаємо в паралельну батарею різні акумулятори, і сумарний розрядний або зарядний струм помітно перевищить обмеження, встановлені для окремого свинцевого акумулятора , То через якийсь акумулятор може потекти струм, що перевищує можливості цього акумулятора. Подивимося тепер, як розподіляються струми між свинцевими акумуляторами паралельної акумуляторної батареї , Складеної з акумуляторів різних типів.
На початку зарядки або розряду паралельної акумуляторної батареї , Струми (зарядний або розрядний) розділяться між акумуляторами обернено пропорційно їх внутрішньому опору . якщо свинцеві акумулятори сильно розрізняються по місткості, конструкції, складу пластин або технології виготовлення, то внутрішній опір акумуляторів може виявитися не зовсім обернено пропорційним їх ємності . В цьому випадку, і струми на початку розряду або зарядки свинцевих акумуляторів можуть розподілитися не зовсім пропорційно їх ємності.
З оедіненние паралельно свинцеві акумулятори мають однакову напругу на своїх клемах. Тому їх розряд або зарядка відбуваються синхронно: неможлива ситуація, коли один з паралельно з'єднаних акумуляторів розрядився (або зарядився) наполовину, а інший - повністю. Тому, через деякий час після початку розряду або зарядки, струми починають перерозподілятися між акумуляторами так, щоб компенсувати можливе мала на початку процесу місце диспропорцію. В кінцевому рахунку (або, вірніше сказати, в середньому), струми розподіляються між акумуляторами пропорційно їх реальної ємності, навіть якщо внутрішній опір акумуляторів не зовсім обернено пропорційно ємності акумуляторів .
З ледовательно, потенційну небезпеку становить початок розряду або зарядки свинцевих акумуляторів , З'єднаних паралельно. Але на початку розряду або зарядки, як ми вже з'ясували, свинцеві акумулятори можуть без шкоди для себе розряджатися або заряджатися струмами, які перевищують встановлені виробником обмеження. Тому можна було б сказати, що паралельне з'єднання різнорідних акумуляторів не представляє небезпеки. Але ми будемо обережніше, і скажімо, що такої небезпеки майже немає - але при паралельному з'єднанні свинцевих акумуляторів різної ємності або виготовлених за різними технологіями потрібно уникати ситуацій, коли зарядний або розрядний струм акумуляторної батареї в кілька разів перевищує встановлений виробником граничне значення зарядного або розрядного струму одного акумулятора.
Тоді з чим же пов'язане це обмеження?