При проектирането или разширяването на системи, захранвани от 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. 48V устройство) 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 високоволтови MOSFET транзистори. 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.
