Prilikom projektovanja ili proširenja sistema na baterije, postavlja se često pitanje: Mogu li se dva baterijska paketa istog napona spojiti serijski? Kratak odgovor jeda, ali uz ključni preduslov:naponsku izdržljivost zaštitnog krugamoraju se pažljivo procijeniti. U nastavku objašnjavamo tehničke detalje i mjere opreza kako bismo osigurali siguran i pouzdan rad.
Razumijevanje ograničenja: Tolerancija napona zaštitnog kola
Litijumske baterije su obično opremljene zaštitnom pločom (PCB) kako bi se spriječilo prekomjerno punjenje, prekomjerno pražnjenje i kratki spoj. Ključni parametar ove PCB ploče jenazivni naponski otpor njegovih MOSFET-ova(elektronski prekidači koji kontrolišu protok struje).
Primjer scenarija:
Uzmimo za primjer dva LiFePO4 baterijska paketa sa 4 ćelije. Svaki paket ima puni napon punjenja od 14,6 V (3,65 V po ćeliji). Ako se spoje serijski, njihov ukupni napon postaje29,2 VStandardna PCB ploča za zaštitu 12V baterije obično je dizajnirana s MOSFET-ima ocijenjenim za35–40 VU ovom slučaju, ukupni napon (29,2 V) je unutar sigurnog raspona, što omogućava baterijama da ispravno funkcionišu u seriji.
Rizik od prekoračenja ograničenja:
Međutim, ako spojite četiri takva paketa u seriju, ukupni napon bi premašio 58,4 V - daleko iznad tolerancije od 35-40 V za standardne PCB ploče. To stvara skrivenu opasnost:
Nauka koja stoji iza rizika
Kada su baterije spojene serijski, njihovi naponi se zbrajaju, ali zaštitni krugovi rade nezavisno. Pod normalnim uvjetima, kombinirani napon napaja opterećenje (npr. uređaj od 48 V) bez problema. Međutim, akojedna baterija aktivira zaštitu(npr. zbog prekomjernog pražnjenja ili prevelike struje), njegovi MOSFET-ovi će isključiti taj paket iz strujnog kola.
U ovom trenutku, puni napon preostalih baterija u seriji se primjenjuje na nepovezane MOSFET-ove. Na primjer, u konfiguraciji sa četiri baterije, nepovezana PCB ploča bi bila okrenuta prema gotovo58,4 V—prelazi svoju nazivnu vrijednost od 35–40 V. MOSFET-ovi tada mogu otkazati zbogproboj napona, trajno onemogućavajući zaštitni krug i ostavljajući bateriju podložnom budućim rizicima.
Rješenja za sigurne serijske veze
Da biste izbjegli ove rizike, slijedite ove smjernice:
1.Provjerite specifikacije proizvođača:
Uvijek provjerite da li je zaštitna PCB ploča vaše baterije predviđena za serijsku primjenu. Neke PCB ploče su eksplicitno dizajnirane za rukovanje višim naponima u konfiguracijama s više baterija.
2.Prilagođene visokonaponske PCB ploče:
Za projekte koji zahtijevaju više baterija u seriji (npr. solarni skladišni sistemi ili sistemi za električna vozila), odaberite zaštitne krugove s prilagođenim visokonaponskim MOSFET-ima. Oni se mogu prilagoditi da izdrže ukupni napon vaše serijske konfiguracije.
3.Uravnoteženi dizajn:
Osigurajte da su svi baterijski paketi u seriji usklađeni po kapacitetu, starosti i ispravnosti kako biste smanjili rizik od neravnomjernog aktiviranja zaštitnih mehanizama.
Završne misli
Iako je serijski spoj baterija istog napona tehnički izvodljiv, pravi izazov leži u osiguravanju da...Zaštitni sklopovi mogu podnijeti kumulativni naponski stresDavanjem prioriteta specifikacijama komponenti i proaktivnom dizajnu, možete sigurno skalirati svoje baterijske sisteme za primjene višeg napona.
U DALY-u nudimoprilagodljiva PCB rješenjasa visokonaponskim MOSFET-ima kako bi se zadovoljile napredne potrebe serijskog povezivanja. Kontaktirajte naš tim kako biste dizajnirali sigurniji i pouzdaniji sistem napajanja za vaše projekte!
Vrijeme objave: 22. maj 2025.
