为电池组选择正确的电缆尺寸

选择适合电池组的电缆尺寸

你是否正在为替代能源系统组装电池组？或者只是想知道连接12伏电池应该用多大线径的电线？又或许你正试图确定电池之间以及电池与充电器/逆变器之间的连接电缆的正确尺寸。

电缆应该有多大？什么尺寸？更准确地说，是什么线规（AWG）？继续往下看……或者直接查看页面底部的图表（AWG线规与安培数对照表）。

简短的回答（无论你的应用场景如何）是，要知道流经连接电路的最大潜在电流（安培数）——基于你的电路图。
因此，没有快速且正确的答案。
这要看情况……

我建议你买一个能测量直流电流的钳形表！这将有助于核实实际通过电缆的电流！以下这款万用表钳形表可测量高达400安培的电流。

克莱恩工具数字钳形表

电池组

离网太阳能替代能源系统的电池组将由若干电池及其连接的端子电缆组成。

电池将根据你的电路图设计，以各种串联 - 并联配置方式连接在一起，以达到与逆变器（和充电器）最佳配合所需的电压和容量。

电池将作为能量储存中心，在太阳能电池板处于黑暗中或者由于天气状况发电不足期间提供电力。

我不打算详细阐述串联 - 并联电池布线的建议（另一篇文章再讲）。
不过我会以我自己当前的配置为例：

我的系统示例

所有24节电池都是12伏、100安时额定容量的。
有6组串联（每组4节），它们全部并联起来组成一个48伏、600安时的电池组。
总容量为28.8千瓦时，不过安全可使用的为14.4千瓦时（最大50%）。
也就是说，我的经验法则是，对于铅酸电池，避免放电超过顶部的30%……这样我就有大约10千瓦时可以使用了。
[阅读：如何计算电池组的安时（Ah）和瓦时（Wh）]

这加上近4000瓦的光伏板，足以满足我这个普通家庭的基本用电和重要系统的能源需求。
我的用电需求本来就不高，但我确实需要注意并在秋冬季节减少负载。
除非你的系统非常庞大（而且极其昂贵），否则你无论如何都得留意……

我已经整合了选择让单个负载从“电网”或者“太阳能/电池/逆变器”获取电力的能力。
我安装了两个（Reliance Controls）10电路转换开关箱，用于主配电板的20个电路。
这使得整个系统全年在平衡负载和需求方面具有100%的灵活性。

下面是我安装的两个Reliance Controls A510C转换开关，每个有10个电路。
这让我能够很好地控制因天气和季节导致的季节性负载差异和光伏系统变化。

电池组连接间的直流电缆尺寸

电缆应该有多大？

首先，在选择合适的电缆尺寸之前，你需要计算可能流经各种连接电缆的最大电流。
电缆的尺寸必须能够承载系统可能输出的最大负载。
尺寸过小的电缆会导致过热，甚至熔化连接点。
更糟糕的是，这可能成为潜在的火灾隐患。

有三种最大直流电流规格需要确定：
1. 直流充电器充电电流（充电器到电池组）。

1. 逆变器的直流负载需求（电池组到逆变器）。

2. 电池组内部连接电缆中的直流电流。

电池充电器 - 最大电流

我的太阳能电池充电器是“Midnite Solar Classic 200”。
根据其规格，在48伏电压下它能够向电池组提供的最大充电电流为74安培（约3500瓦）。
使用下面的图表来选择电缆尺寸。
要给自己留出足够的余量！

逆变器 - 最大电池电流

我的逆变器是Outback VFX 3648。
根据其规格，最大过电流安培数为175安培，并且它们要求在直流侧安装一个OBCD - 175断路器。
显然，在直流侧有内置的浪涌处理能力，可达到175安培。
逆变器最大输出功率为3600瓦，正常最大运行时从48伏电池组取电约为75安培。
但考虑到逆变器的过电流额定值，我不得不按照175安培来选择这部分电路的电缆尺寸。
所以我选择了00（2/0）AWG的电缆用于整个电路的这一部分。

电池组内部的电流

你需要确定有多少安培的电流会流经电池组的连接电缆。
这涉及到对串联 - 并联布线以及其对电压和电流影响的一些基本理解。
我假设你已经具备这种基本理解……（例如欧姆定律）

首先，我们知道在我的示例中，最坏情况下可能会有175安培从电池组中抽取（最大过电流情况）。
然而我有6组串联的电池全部并联，所以任何一组串只会有六分之一的最大电流通过，因为各串分担负载。
这样算下来，每组串大约会有30安培（最坏情况过电流最大值）的电流通过。

话虽如此，我不想冒险，总是会留出足够的余量。
实际上，对于我目前的安装，我已经将所有直流电缆的尺寸按照175安培的最坏情况来选择。
因为我正好有这种电缆。
所以所有连接电缆都是基于下面图表选择的00（2/0）AWG。
不过，我其实不需要这么大尺寸的电缆。
继续往下看……

我的电池组内部连接电缆…… 最后我自己制作了连接电缆，在买了一些预制电缆之后。
这样节省了一些钱。
主电缆我确实需要00（2/0）AWG，但我在串联串的连接电缆上做得太过头了。
我用的是同样的电缆（因为我已经批量购买了）。
实际上我本可以使用像6 AWG这样的电缆，即使留出50%的余量也足够了。
唉……至少用2/0的电缆不用担心任何问题！

注意：再次说明，上图中电缆的尺寸对于由24节12伏电池组成的48伏电池组的串联/并联布线来说是“大材小用”。
我有这种电缆，而且它确实能极大地降低电缆电阻（笑）……

电缆尺寸安培数对照表

以下最大安培数与电缆尺寸（AWG）的数据来自《国家电气规范》（NEC）2011年版。
据我所知，这些数值到今天仍然有效。
不过，若要更详细的信息，请查阅《国家电气规范》以及当地的区域法规。

注意：我永远不会设计接近其最大安培数的连接电缆尺寸！对我来说那样太热了！热量损失等于效率损失！要给自己留出很大的余量。

• 基于75°C（167°F）参考温度的铜导体安培数
• 电缆类型：RHW、THHW、THW、THWN、XHHW、USE、ZWCable Size (AWG – Gauge)Amps – Ampacity14 AWG2012 AWG2510 AWG358 AWG506 AWG654 AWG853 AWG1002 AWG1151 AWG1300 (1/0) AWG15000 (2/0) AWG175000 (3/0) AWG2000000 (4/0) AWG230

自己制作电池连接电缆？

最后我决定自己动手制作电池组用的重型电缆。
我购买了批量电缆（只选你需要的尺寸）。
还有一个重型电缆压接工具（以及相关的接线端子）。

Temco批量电缆

Temco锤式接线端子压接工具

接线端子 - 眼圈

[阅读：电池荷电状态图表]

[阅读：离网太阳能的四个基本要素]

引用：https://modernsurvivalblog.com/alternative-energy/battery-bank-cable-size/
原文: https://s4.tttl.online/blog/1736070073/