مقدمه:
مسئله اصلی در تعمیر باتری و کاربردهای توسعه باتری لیتیومی این است که آیا میتوان دو یا چند مجموعه از باتریهای لیتیومی را مستقیماً به صورت سری یا موازی به هم متصل کرد. روشهای اتصال نادرست نه تنها میتواند منجر به کاهش عملکرد باتری شود، بلکه به طور بالقوه باعث خطرات ایمنی مانند اتصال کوتاه و گرمای بیش از حد نیز میشود. در ادامه، روشها و اقدامات احتیاطی صحیح برای اتصال باتریهای لیتیومی را از دو منظر موازی و سری به طور مفصل تجزیه و تحلیل خواهیم کرد.
اتصال موازی باتری لیتیومی: تأکید یکسان بر شرایط و حفاظت
اتصال موازی باتریهای لیتیومی را میتوان به دو حالت تقسیم کرد که هسته اصلی آن در این است که آیا پارامترهای باتری ثابت هستند و آیا اقدامات حفاظتی لازم انجام شده است یا خیر.
(1) اتصال موازی مستقیم زمانی که پارامترها ثابت هستند
وقتی ولتاژ، ظرفیت، مقاومت داخلی، مدل سلول و سایر مشخصات دو مجموعه باتری لیتیومی دقیقاً یکسان باشد، میتوان مستقیماً عملیات موازی را انجام داد. به عنوان مثال، دو مجموعه باتری لیتیومی با ساختار سری ۴ و ولتاژ اسمی ۱۲ ولت، در صورت شارژ کامل و با ولتاژ یکسان، میتوانند با اتصال قطب مثبت کل به قطب مثبت کل و قطب منفی کل به قطب منفی کل، به صورت موازی به هم متصل شوند. باید تأکید کرد که هر مجموعه باتری باید به یک برد محافظ مستقل مجهز باشد تا از عملکرد محافظت در برابر شارژ بیش از حد، دشارژ بیش از حد و اتصال کوتاه باتری اطمینان حاصل شود.
(2) طرح موازی زمانی که پارامترها ناسازگار هستند
در فرآیند تعمیر واقعی، معمولاً با بستههای باتری متشکل از دستههای مختلف سلول مواجه میشویم، حتی اگر ولتاژ اسمی یکسان باشد (مانند ۱۲ ولت)، تفاوتهایی در ظرفیت (۵۰ آمپر ساعت و ۶۰ آمپر ساعت) و مقاومت داخلی وجود دارد. در این حالت، اتصال موازی مستقیم خطرات بزرگی را به همراه خواهد داشت - هنگامی که ولتاژ دو گروه باتری متفاوت باشد (مانند ۱۴ ولت و ۱۲ ولت)، گروه باتری ولتاژ بالا به سرعت گروه باتری ولتاژ پایین را شارژ میکند. طبق قانون اهم، اگر مقاومت داخلی یک بسته باتری ولتاژ پایین ۲ اهم باشد، جریان شارژ متقابل لحظهای میتواند به ۱۰۰۰ آمپر برسد که به راحتی میتواند باعث گرم شدن، برآمدگی یا حتی آتش گرفتن باتری شود.
برای مقابله با این وضعیت، باید دستگاههای حفاظت موازی اضافه شوند:
یک برد محافظ با عملکرد محدودکننده جریان داخلی انتخاب کنید: برخی از بردهای محافظ رده بالا دارای ویژگیهای محدودکننده جریان موازی هستند که میتوانند به طور خودکار جریان شارژ متقابل را در یک محدوده ایمن محدود کنند.
نصب یک ماژول محدودکننده جریان موازی خارجی: اگر برد حفاظتی این عملکرد را نداشته باشد، میتوان یک ماژول محدودکننده جریان حرفهای اضافی را طوری پیکربندی کرد که جریان را در سطح معقولی کنترل کرده و اتصال ایمن را تضمین کند.
اتصال سری باتری لیتیومی: الزامات بالا و سفارشیسازی
در مقایسه با اتصال موازی، اتصال سری باتریهای لیتیومی نیازمند الزامات سختگیرانهتری برای سازگاری باتری است. اتصال سری را میتوان به فرآیند مونتاژ سلولهای باتری داخلی در یک باتری تشبیه کرد که نیازمند پارامترهای بسیار پایداری مانند ولتاژ، ظرفیت، مقاومت داخلی و نرخ دشارژ خودکار بین دو باتری است. در غیر این صورت، توزیع ولتاژ ناهموار ممکن است رخ دهد و پیری باتریهای با عملکرد ضعیف را تسریع کند.
علاوه بر این، ولتاژ کل پس از اتصال سری، مجموع ولتاژ یک گروه واحد (مانند دو مجموعه باتری ۱۲ ولتی متصل به صورت سری برای ۲۴ ولت) است که الزامات بالاتری را بر مقدار ولتاژ قابل تحمل لوله Mos در برد محافظ قرار میدهد. بردهای محافظ معمولی معمولاً فقط برای گروههای ولتاژ تکی مناسب هستند. هنگام استفاده به صورت سری، اغلب لازم است بردهای محافظ ولتاژ بالا سفارشی شوند یا سیستمهای مدیریت باتری (BMS) حرفهای انتخاب شوند که از چندین رشته پشتیبانی میکنند تا ایمنی و پایداری بسته باتری متصل به صورت سری در حین شارژ و دشارژ تضمین شود.
نکات ایمنی و پیشنهادات کاربردی
اتصال سری تصادفی و موازی اکیداً ممنوع است: به دلیل تفاوت در ویژگیها و فرآیندهای شیمیایی سلول باتری، اتصال مستقیم و بدون عملیات حرارتی باتریهای لیتیومی از برندها و دستههای مختلف مجاز نیست.
بازرسی و نگهداری منظم: سیستم موازی باید هر ماه ولتاژ باتری را بررسی کند و اگر اختلاف بیش از 0.3 ولت باشد، برای متعادلسازی باید جداگانه شارژ شود. توصیه میشود سیستم سری را هر سه ماه یکبار از طریق BMS به طور فعال متعادل کنید.
لوازم جانبی با کیفیت بالا را انتخاب کنید: استفاده از تابلوهای محافظ و BMS دارای گواهینامه UN38.3، CE و غیره ضروری است. سیم اتصال باید با قطر سیم مناسب با توجه به بار فعلی انتخاب شود تا از گرم شدن ناشی از قطع سیم جلوگیری شود.
عملکرد سری و موازی باتریهای لیتیومی باید بر اساس ایمنی، کنترل دقیق پارامترهای باتری و همکاری با دستگاههای حفاظتی حرفهای باشد. تسلط بر این نکات کلیدی نه تنها میتواند راندمان تعمیر باتری را بهبود بخشد، بلکه عملکرد پایدار بلندمدت باتریهای لیتیومی را نیز تضمین میکند.
درخواست قیمت:
ژاکلین:jacqueline@heltec-energy.com/ +۸۶ ۱۸۵ ۸۳۷۵ ۶۵۳۸
نانسی:nancy@heltec-energy.com/ +۸۶ ۱۸۴ ۸۲۲۳ ۷۷۱۳
زمان ارسال: ۲۳ مه ۲۰۲۵
