Подключение литиевых батарей параллельно и последовательно

Из-за ограниченного напряжения и емкости отдельного элемента батареи последовательное и параллельное соединение необходимо при фактическом использовании для получения более высокого напряжения и емкости, чтобы удовлетворить фактическую потребность оборудования в мощности.

• Литиевые батареи соединены последовательно
  Добавьте напряжение батарей, емкость останется прежней, а внутреннее сопротивление возрастет.

• Литиевые батареи подключены параллельно
  Постоянное напряжение, дополнительная емкость, пониженное внутреннее сопротивление и увеличенное время подачи питания.

• Литиевые батареи соединены последовательно и параллельно
  Одиночная батарея 3,7 В может быть собрана в аккумуляторную батарею с напряжением 3.7*(N)V по мере необходимости (N: количество отдельных батарей)
  Например, 7.4V, 12V, 24V, 36V, 48V, 60V, 72V, etc.

• Емкость параллельного подключения
  Одиночная батарея 2000 мАч может быть собрана в аккумуляторную батарею емкостью 2*(N)Ah по мере необходимости (N: количество отдельных батарей)
  Например, 4000mAh, 6000mAh, 8000mAh,5Ah, 10Ah, 20Ah, 30Ah, 50Ah, 100Ah, etc.

Литиевый аккумулятор Техника относится к обработке, сборке и упаковке литиевых батарей. Процесс сборки литиевых элементов вместе называется PACK, который может представлять собой отдельную батарею или блок литиевых батарей, соединенных последовательно или параллельно. Блок литиевых батарей обычно состоит из пластикового корпуса, PCM, элемента, выходного электрода, соединительного листа и другой изоляционной ленты, ленты с двойным покрытием и т. Д.

• Литиевая батарея: Ядро готовой батареи

• PCM: Функции защиты от перезарядки, перегрузки, перегрузки по току, короткого замыкания, интеллектуального контроля температуры NTC.

• Пластиковый корпус: несущий каркас всей батареи; Расположите и закрепите PCM; Все остальные части и ограничения, не относящиеся к делу.

• Терминальный вывод: Он может обеспечить различные интерфейсы для зарядки и разрядки клеммных проводов для различных электронных продуктов, устройств для хранения энергии и резервного питания.

• Никелевый лист / кронштейн: Соединительный и крепежный компонент ячейки

Из соображений безопасности литий-ионные батареи нуждаются в внешнем PCM, используемом для мониторинга батареи для каждой батареи. Не рекомендуется использовать батареи параллельно. При параллельном подключении убедитесь, что параметры батареи (емкость, внутреннее сопротивление и т. Д.) Согласованы, другие последовательно включенные батареи должны иметь согласованные параметры, в противном случае производительность аккумуляторной батареи может быть намного хуже, чем производительность батареи. одиночная ячейка.

Критерии соответствия литиевой батареи
разница напряжений ≤ 10 мВ, разница сопротивлений ≤ 5 мОм, разница емкостей ≤20 мА

Цель литиевая батарейка согласование заключается в том, чтобы гарантировать, что каждая ячейка в батарее имеет постоянную емкость, напряжение и внутренний импеданс, поскольку из-за несовместимых характеристик литиевая батарея будет иметь различные параметры во время использования. Произойдет дисбаланс напряжения. После долгой работы аккумулятор разрядится. перезарядка, чрезмерная разрядка, потеря емкости или даже возгорание до взрыва.

Две литиевые батареи соединены последовательно (7.4V Литиевая батарейка)

Три литиевые батареи соединены последовательно (11.1V Литиевая батарейка)

Последовательный и параллельный режимы подключения	18650-3S1 P треугольник	18650-3S1P в соответствии	18650-3S2P	18650-3S3P
Voltage	11.1V	11.1V	11.1V	11.1V
Вместимость	2200/2500/3000mAh	2200/2500/3000mAh	6000mAh	9000mAh
Измерение	66.5*36.6*36.6mm	69.8*55.7*18.8mm	66.8*55.0*40.8mm	60.6*68.0*56.1mm
Масса	155g	158g	285g	425g

Четыре литиевые батареи, подключенные последовательно (14.8V Литиевая батарейка)

Последовательный и параллельный режимы подключения	18650-4S1P square	18650-4S1P In-line	18650-4S2P
Напряжение	14.8V	14.8V	14.8V
Вместимость	2200/2500/3000mAh	2200/2500/3000mAh	6000mAh
Измерение	69.6*37.7*37.7mm	69.3*73.4*17.6mm	70.6*74.2*37.1mm
Масса	181g	191g	371g

Шесть литиевых батарей, подключенных последовательно (22.2V Литиевая батарейка)

Последовательный и параллельный режимы подключения	18650-6S1P In-line	18650-6S2P	18650-6S3P
Напряжение	25.2V	25.2V	25.2V
Вместимость	2000/3000mAh	6000mAh	9000mAh
Измерение	114*72*22mm	114*72*41mm	114*72*60mm
Масса	303g	570g	835g

Длину вилки и вывода литиевого аккумуляторного блока можно настроить в соответствии с электрическим оборудованием заказчика.

Все мы знаем, что напряжение литиевой батареи увеличивается после последовательного подключения, емкость увеличивается после параллельного подключения, тогда как рассчитать количество литиевой батареи при последовательном или параллельном подключении и сколько ячеек?

Перед расчетом нам нужно знать, какая спецификация ячеек аккумуляторной батареи принята для сборки, потому что разные ячейки имеют разное напряжение и емкость. Количество ячеек для последовательного и параллельного соединения, необходимого для сборки определенного блока литиевых батарей, варьируется. Распространенные типы литиевых элементов на рынке: 3,7 В LiCoO2, 3,6 В тройной, 3,2 В LFePO4, 2,4 В титанат лития . Емкость зависит от размера ячейки, материала и производителей.

Возьмем для примера литиевый аккумулятор 48 В 20 Ач.

• Предположим, что размер одной используемой ячейки равен18650 3.7V 2000mAh
• Количество ячеек последовательного подключения: 48V/3.7V=12.97. То есть 13 ячеек последовательно.
• Количество ячеек параллельного подключения: 20Ah/2Ah=10. То есть 10 ячеек параллельно.

Обычно используемые литиевые батареи подключаются последовательно

18650-3S6P/11.1V/15600mAh Процесс сборки литиевой батареи

• Не используйте вместе батарейки разных производителей.
• Не используйте вместе батареи с разным напряжением.
• Не используйте вместе старые и новые литиевые батареи разной емкости.
• Батареи из разных химических материалов нельзя использовать вместе, например, никель-металлогидридные и литиевые батареи.
• Замените все батареи, когда электричество не хватает.
• Используйте PCM литиевой батареи с соответствующими параметрами.
• Выбирайте аккумуляторы с стабильной производительностью. Как правило, для последовательного и параллельного подключения требуется распределение элементов литиевой батареи. Соответствующие стандарты: разница напряжений ≤10 мВ, разница импеданса ≤5 мОм, разница в емкости ≤20 мА

Из-за проблемы согласованности литиевых батарей, когда одна и та же система (например, тройная или литиево-железная) используется для последовательного или параллельного соединения, также необходимо выбирать батареи с одинаковым напряжением, внутренним сопротивлением и емкостью для согласования. Батареи с разными платформами напряжения и различным внутренним сопротивлением, используемые последовательно, заставят определенную батарею полностью заряжаться и разряжаться первой в каждом цикле. Если есть PCM и неисправностей не происходит, емкость всей батареи будет уменьшена. Если нет PCM, аккумулятор будет перезаряжен или разряжен, что приведет к повреждению аккумулятора.

Если разные емкости или старые и новые литиевые батареи используются вместе, может возникнуть утечка, нулевое напряжение и другие проблемы, потому что в процессе зарядки из-за разницы в емкости некоторые батареи перезаряжаются, а некоторые - нет, а во время процесса разряда аккумуляторы большой емкости. не разрядился, но батареи малой емкости чрезмерно разряжены. В таком замкнутом цикле аккумуляторы будут повреждены утечкой или низким (нулевым) напряжением.

Типичные режимы подключения литиевой аккумуляторной батареи - это сначала параллельное соединение, затем последовательное, сначала последовательное, затем параллельное и, наконец, смешивание.
Литиевый аккумулятор для чисто электрических автобусов обычно подключается сначала параллельно, а затем последовательно.
Блок литиевых батарей для хранения энергии в электросети обычно подключается сначала последовательно, а затем параллельно.

• Преимущества литиевых батарей, сначала подключенных параллельно, а затем последовательно
  Если элемент литиевой батареи автоматически выходит из строя, за исключением уменьшения емкости, это не влияет на параллельное соединение;
  При параллельном подключении короткое замыкание элемента литиевой батареи может вызвать короткое замыкание из-за большого тока, чего обычно избегают с помощью технологии защиты плавкими предохранителями.

• Недостатки литиевых батарей, сначала подключенных параллельно, а затем последовательно
  Если элемент литиевой батареи автоматически выходит, за исключением уменьшения емкости, это не влияет на параллельное соединение.;
  При параллельном подключении короткое замыкание элемента литиевой батареи может вызвать короткое замыкание из-за большого тока, чего обычно избегают с помощью технологии защиты плавкими предохранителями.

• Преимущества литиевых батарей, сначала подключенных последовательно, а затем параллельно
  Сначала соединение батарей последовательно в соответствии с емкостью, например, 1/3 всей емкости батареи подключаются последовательно, а затем параллельное соединение остальных уменьшит вероятность отказа модулей литиевых батарей большой емкости. Первое последовательное, а затем параллельное соединение помогает сохранить целостность литиевой аккумуляторной батареи.

• С точки зрения надежности подключения литиевой батареи, тенденции развития несогласованности напряжения и влияния производительности, режим подключения сначала параллельный, а затем последовательный лучше, чем режим первого последовательного, а затем параллельного , а топологическая структура первой последовательной, а затем параллельной литиевой батареи способствует обнаружению и управлению каждым элементом литиевой батареи в системе.

В настоящее время литиевые батареи, как правило, заряжаются последовательно, что в основном связано с их простой структурой, низкой стоимостью и простой реализацией. Но в результате разной емкости, внутреннего сопротивления, характеристик старения и характеристик саморазряда при последовательной зарядке литиевой батареи сначала будет полностью заряжен элемент батареи с наименьшей емкостью, а в этот момент другой элемент батареи не будет полностью заряжен. электричества. Если продолжить последовательную зарядку, полностью заряженный аккумуляторный элемент может перезарядиться.

Избыточная зарядка литиевой батареи ухудшит характеристики батареи и даже приведет к взрыву и травмам, поэтому для предотвращения перезарядки элементов батареи литиевая батарея оснащена системой управления батареями (BMS). Система управления батареями имеет защиту от перезаряда для каждого отдельного элемента литиевой батареи и т. Д. При последовательной зарядке, если напряжение одного элемента литиевой батареи достигает напряжения защиты от перезарядки, система управления батареей отключит всю цепь последовательной зарядки и остановится. зарядка для предотвращения перезарядки одного элемента литиевой батареи, что приведет к невозможности полной зарядки других литиевых батарей.

При параллельной зарядке литиевых батарей каждой литиево-ионной батарее требуется выравнивающий заряд, в противном случае это повлияет на производительность и срок службы всего литиево-ионного аккумуляторного блока. Распространенные технологии выравнивания заряда включают: выравнивающий заряд постоянного шунтирующего сопротивления, выравнивающий заряд двухпозиционного сопротивления шунта, выравнивающий заряд среднего напряжения батареи, выравнивающий заряд переключаемого конденсатора, выравнивающий заряд понижающего преобразователя, выравнивающий заряд индуктивности и т. Д.

При параллельной зарядке литиевых батарей необходимо обратить внимание на несколько проблем.：

• Литиевые батареи с PCM и без него нельзя заряжать параллельно. Батареи без PCM могут быть легко повреждены перезарядкой.
• Батареи, заряжаемые параллельно, обычно необходимо удалить встроенный PCM батареи и использовать унифицированный PCM батареи.
• Если в параллельной зарядке аккумулятора нет PCM, напряжение зарядки должно быть ограничено до 4,2 В, а зарядное устройство 5 В использовать нельзя.

После параллельного подключения литий-ионных аккумуляторов появится микросхема защиты от зарядки для защиты от зарядки литиевых аккумуляторов. Производители литиевых аккумуляторов полностью учли изменение характеристик литиевых аккумуляторов параллельно до производства аккумуляторов. Вышеупомянутые требования к текущему дизайну и выбору батарей очень важны, поэтому пользователям необходимо следовать инструкциям по параллельной зарядке литиевых батарей шаг за шагом, чтобы избежать возможного повреждения из-за неправильной зарядки.

• Для литиевой батареи необходимо использовать специальное зарядное устройство, иначе батарея может не достичь состояния насыщения, что повлияет на ее производительность.
• Перед зарядкой литиевой батареи ее не нужно полностью разряжать.
• Не держите зарядное устройство в розетке долгое время. Снимите зарядное устройство, как только аккумулятор полностью зарядится.
• Батареи следует вынимать из электроприборов, которые не использовались долгое время, и хранить после их полной разрядки.
• Не подключайте анод и катод батареи в противоположном направлении, иначе батарея вздуется или взорвется.
• Никелевое зарядное устройство и литиевое зарядное устройство нельзя использовать вместе.