При проектирането или разширяването на системи, захранвани с батерии, възниква често срещан въпрос: Могат ли два батерийни пакета с едно и също напрежение да бъдат свързани последователно? Краткият отговор е...дано с едно критично предварително условие:способността на защитната верига да издържа на напрежениетрябва да бъдат внимателно оценени. По-долу обясняваме техническите подробности и предпазните мерки, за да осигурим безопасна и надеждна работа.
Разбиране на границите: Толеранс на напрежението на защитната верига
Литиевите батерии обикновено са оборудвани със защитна платка (PCB), за да се предотврати презареждане, презареждане и късо съединение. Ключов параметър на тази печатна платка еноминално напрежение, издържащо на неговите MOSFET-и(електронните превключватели, които контролират потока на тока).
Примерен сценарий:
Вземете за пример два 4-клетъчни LiFePO4 батерийни пакета. Всеки пакет има пълно напрежение на зареждане от 14,6 V (3,65 V на клетка). Ако са свързани последователно, общото им напрежение става29.2VСтандартната печатна платка за защита на батерията за 12V обикновено е проектирана с MOSFET транзистори, оценени за35–40VВ този случай общото напрежение (29,2 V) попада в безопасния диапазон, което позволява на батериите да функционират правилно последователно.
Рискът от превишаване на лимитите:
Ако обаче свържете четири такива блока последователно, общото напрежение ще надвиши 58,4 V – далеч над допустимото отклонение от 35–40 V за стандартните печатни платки. Това създава скрита опасност:
Науката зад риска
Когато батериите са свързани последователно, напреженията им се сумират, но защитните вериги работят независимо. При нормални условия, комбинираното напрежение захранва товара (напр. устройство с 48 V) без проблеми. Ако обачеедин комплект батерии задейства защита(напр. поради преразреждане или свръхток), неговите MOSFET-ове ще изключат този пакет от веригата.
В този момент пълното напрежение на останалите батерии в серията се прилага към разединените MOSFET транзистори. Например, в конфигурация с четири блока, разединена печатна платка би била изправена пред почти58,4V—надвишаване на номиналното му напрежение от 35–40 V. MOSFET-ите може да се повредят порадипробив на напрежението, като по този начин се деактивира трайно защитната верига и батерията е уязвима за бъдещи рискове.
Решения за безопасни последователни връзки
За да избегнете тези рискове, следвайте тези указания:
1.Проверете спецификациите на производителя:
Винаги проверявайте дали защитната печатна платка на вашата батерия е предназначена за серийни приложения. Някои печатни платки са специално проектирани да работят с по-високи напрежения в конфигурации с множество корпуси.
2.Персонализирани печатни платки за високо напрежение:
За проекти, изискващи множество батерии, свързани последователно (напр. слънчеви акумулатори или системи за електрически превозни средства), изберете защитни вериги с персонализирани MOSFET транзистори за високо напрежение. Те могат да бъдат пригодени да издържат на общото напрежение на вашата последователна система.
3.Балансиран дизайн:
Уверете се, че всички батерийни пакети от серията са с еднакъв капацитет, възраст и състояние, за да се сведе до минимум рискът от неравномерно задействане на защитните механизми.
Заключителни мисли
Въпреки че свързването на батерии с едно и също напрежение последователно е технически осъществимо, истинското предизвикателство се състои в това да се гарантира, че...защитната схема може да се справи с кумулативното напрежениеЧрез приоритизиране на спецификациите на компонентите и проактивния дизайн, можете безопасно да мащабирате батерийните си системи за приложения с по-високо напрежение.
В DALY предлагамеперсонализируеми решения за печатни платкис високоволтови MOSFET транзистори, за да отговорят на съвременните нужди от серийно свързване. Свържете се с нашия екип, за да проектирате по-безопасна и по-надеждна захранваща система за вашите проекти!
Време на публикуване: 22 май 2025 г.
