Prilikom projektiranja ili proširenja sustava na baterije, postavlja se često pitanje: Mogu li se dva baterijska sklopa istog napona spojiti serijski? Kratak odgovor jeDa, ali uz ključni preduvjet:naponsku otpornost 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 kruga
Litijeve baterije obično su 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(elektroničke sklopke koje kontroliraju protok struje).
Primjer scenarija:
Uzmimo za primjer dva LiFePO4 baterijska paketa s 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) pada unutar sigurnog raspona, što omogućuje baterijama da ispravno funkcioniraju 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-ove. To stvara skrivenu opasnost:
Znanost koja stoji iza rizika
Kada su baterije spojene serijski, njihovi naponi se zbrajaju, ali zaštitni krugovi rade neovisno. U normalnim uvjetima, kombinirani napon napaja opterećenje (npr. uređaj od 48 V) bez problema. Međutim, akojedna baterija aktivira zaštitu(npr. zbog prekomjernog pražnjenja ili prekomjerne struje), njegovi MOSFET-ovi će isključiti taj paket iz strujnog kruga.
U ovom trenutku, puni napon preostalih baterija u seriji primjenjuje se na nepovezane MOSFET-ove. Na primjer, u konfiguraciji s četiri baterije, nepovezana PCB bi bila okrenuta prema gotovo58,4 V—prelazi nazivni napon od 35–40 V. MOSFET-ovi tada mogu otkazati zbogproboj napona, trajno onemogućavajući zaštitni krug i ostavljajući bateriju ranjivom na buduće rizike.
Rješenja za sigurne serijske spojeve
Kako biste izbjegli ove rizike, slijedite ove smjernice:
1.Provjerite specifikacije proizvođača:
Uvijek provjerite je li zaštitna tiskana pločica vaše baterije predviđena za serijsku primjenu. Neke tiskane pločice su izričito 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 sustavi za pohranu energije ili EV sustavi), odlučite se za zaštitne krugove s prilagođenim visokonaponskim MOSFET-ima. Oni se mogu prilagoditi da izdrže ukupni napon vaše serijske postavke.
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 izvediv, pravi izazov leži u osiguravanju da...zaštitni sklop može podnijeti kumulativni naponski stresDavanjem prioriteta specifikacijama komponenti i proaktivnom dizajnu možete sigurno skalirati svoje baterijske sustave za primjene višeg napona.
U DALY-u nudimoprilagodljiva PCB rješenjas visokonaponskim MOSFET-ima kako bi se zadovoljile napredne potrebe serijskog spajanja. Kontaktirajte naš tim kako biste dizajnirali sigurniji i pouzdaniji sustav napajanja za svoje projekte!
Vrijeme objave: 22. svibnja 2025.
