كيفية توصيل بطاريات الليثيوم بالتوازي أو التسلسل

أحد الاستفسارات الأكثر شيوعًا هو "أحتاج إلى المزيد من القوة! هل لديك بطارية يمكنها أن تعطيني فولتًا أو أمبيرًا أكثر؟" الجواب هو نعم. يمكن توصيل جميع بطارياتنا لإنتاج المزيد من الطاقة لتشغيل محركات أكبر (الجهد - v)، أو سعة إضافية (أمبير في الساعة - آه). وهذا ما يسمى توصيل البطارية على التوالي أو في بطاريات الليثيوم المتوازية.

يعد توصيل البطارية على التوالي طريقة لزيادة جهد البطارية. على سبيل المثال، إذا قمت بتوصيل بطاريتين من بطارياتنا بقوة 12 فولت و10 أمبير على التوالي، فسوف تقوم بإنشاء بطارية واحدة بها 24 فولت و10 أمبير في الساعة. نظرًا لأن العديد من المحركات الكهربائية في قوارب الكاياك والدراجات الهوائية والدراجات البخارية تعمل بجهد 24 فولت، فهذه طريقة شائعة لتوصيل البطاريات.

بطاريات الليثيوم أيون بالتوازي لزيادة ساعات أمبير البطارية (أي المدة التي ستعمل فيها البطارية بشحنة واحدة). على سبيل المثال، إذا قمت بتوصيل بطاريتين من بطارياتنا بقدرة 12 فولت و10 أمبير بالتوازي، فسوف تقوم بإنشاء بطارية واحدة بها 12 فولت و20 أمبير في الساعة. نظرًا لأن العديد من المحركات الكهربائية الصغيرة والألواح الشمسية والمركبات الترفيهية والقوارب ومعظم الأجهزة الإلكترونية المنزلية تعمل بجهد 12 فولت، فهذه طريقة شائعة لإنشاء بطارية تدوم لفترة طويلة جدًا.

تتضمن التوصيلات المتسلسلة توصيل بطاريتين أو أكثر معًا لزيادة جهد نظام البطارية، ولكنها تحافظ على نفس معدل الأمبير في الساعة. ضع في اعتبارك أنه في التوصيلات المتسلسلة، تحتاج كل بطارية إلى نفس تصنيف الجهد والسعة، وإلا قد ينتهي بك الأمر إلى إتلاف البطارية. لتوصيل البطاريات على التوالي، يمكنك توصيل الطرف الموجب لبطارية واحدة بالسالب لبطارية أخرى حتى يتم الوصول إلى الجهد المطلوب. عند شحن البطاريات على التوالي، تحتاج إلى استخدام شاحن يتوافق مع جهد النظام. ننصحك بشحن كل بطارية على حدة، باستخدام شاحن متعدد البنوك، لتجنب عدم التوازن بين البطاريات.

إذا كنت تفكر في الكهرباء على أنها مياه تتدفق عبر نظام من الأنابيب، فمن الأفضل اعتبار الجهد الكهربي بمثابة ضغط الماء، وكذلك المقياس الذي يمكننا من خلاله قياس مدى قوة تدفق التيار الكهربائي. الأمبير هو حجم الأنبوب الذي يتدفق من خلاله الماء، وبالتالي فهو المقياس الذي نقيس به مقدار الطاقة التي يمكننا إنتاجها في لحظة معينة. ساعات أمبير إذن، في هذا المثال من تشبيهات السباكة، هي مقياس لعدد جالونات الماء التي تتحرك عبر الأنابيب الخاصة بك مع مرور الوقت.

لقد وجدت دائمًا هذه الصورة (والكثيرون يحبونها على الإنترنت) مفيدة في شرح الكهرباء.

الأساسيات

تم تصميم حزم البطاريات من خلال توصيل خلايا متعددة في سلسلة؛ تضيف كل خلية جهدها إلى الجهد الطرفي للبطارية. الشكل 1 يوضح أدناه تكوين خلية بطارية BSLBATT 13.2V LiFePO4 النموذجية.

قد تتكون البطاريات من مجموعة من التوصيلات المتسلسلة والمتوازية. زيادة الخلايا بالتوازي التعامل مع التيار؛ تضيف كل خلية إلى إجمالي أمبير ساعة (Ah) للبطارية. يعد BSLBATT B-LFP12V 12AH مثالاً على التكوين المتوازي لبطاريات الليثيوم والسلسلة. يظهر تكوين B-LFP12V 12AH، 13.2V / 12.4Ah، في الشكل 2.

قد تتسبب الخلية الأضعف في الخلايا المتصلة المتسلسلة في حدوث خلل في التوازن. يعد هذا أمرًا بالغ الأهمية بشكل خاص في تكوين السلسلة لأن قوة البطارية تعادل قوة أضعف خلية (مماثلة للحلقة الضعيفة في السلسلة). قد لا تفشل الخلية الضعيفة على الفور ولكن قد يتم تصريفها (انخفاض الجهد إلى ما دون المستوى الآمن، 2.8 فولت لكل خلية) بسرعة أكبر من الخلايا القوية عند التفريغ. عند الشحن، قد تمتلئ الخلية الضعيفة قبل الخلايا السليمة ويتم شحنها بشكل زائد (جهد يتجاوز 3.9 فولت لكل خلية). على عكس الحلقة الضعيفة في تشبيه السلسلة، تسبب الخلية الضعيفة ضغطًا على الخلايا السليمة الأخرى في البطارية. يجب مطابقة الخلايا الموجودة في العبوات المتعددة، خاصة عند تعرضها لتيارات شحن وتفريغ عالية. الشكل 3 يظهر أدناه مثال على بطارية ذات خلية ضعيفة.

حماية خلايا نظام إدارة البطارية (BMS).

يقوم نظام BMS بمراقبة جهد كل خلية بشكل مستمر. إذا تجاوز جهد الخلية الخلايا الأخرى، فستعمل دوائر BMS على تقليل مستوى شحن تلك الخلية. وهذا يضمن بقاء مستوى الشحن لجميع الخلايا متساويًا، حتى مع التفريغ العالي (> 100 أمبير) وتيار الشحن (> 10 أمبير).

يمكن أن تتضرر الخلية بشكل دائم في حالة الشحن الزائد (الجهد الزائد) أو الإفراط في التفريغ (الاستنزاف) مرة واحدة فقط. يحتوي نظام BMS على دوائر لمنع الشحن إذا تجاوز الجهد 15.5 فولت (أو إذا تجاوز جهد أي خلية 3.9 فولت). يقوم نظام إدارة المباني (BMS) أيضًا بفصل البطارية عن الحمل إذا تم استنزافها إلى أقل من 5% من الشحن المتبقي (حالة الإفراط في التفريغ). عادةً ما يكون جهد البطارية المفرطة التفريغ أقل من 11.5 فولت (<2.8 فولت لكل خلية).

بطاريات متعددة على التوالي أو على التوازي (كل بطارية لها نظام إدارة المباني الخاص بها)

يمكن استخدام بطاريات BSLBATT بقدرة 13.2 فولت على التوالي أو بالتوازي لتحقيق جهد تشغيل أعلى و/أو سعات لتطبيقك المحدد. من المهم استخدام نفس طراز البطارية بجهد وسعة متساويين (Ah) وعدم خلط بطاريات من عمر مختلف أبدًا.

ما لم يُنص على خلاف ذلك، تمت الموافقة على استخدام بطاريات BSLBATT في ما يصل إلى سلسلتين و/أو اثنتين من عمليات بطاريات الليثيوم المتوازية، مع عدم وجود إلكترونيات خارجية إضافية. يتم تطبيق هذا القيد نظرًا لحقيقة أن معدلات المعاوقة أو السعة أو التفريغ الذاتي بين الخلايا قد تختلف. يسمح التقييد بالتغيرات الطبيعية في بطارية واحدة دون التأثير سلبًا على البطارية الأخرى.

بالإضافة إلى ذلك، تسمح حدود التقييد والتشغيل بوجود ظروف غير طبيعية، مثل الخلية الضعيفة أو الفاشلة في بطارية واحدة. لاحظ أن التصنيفات الخاصة ببطارية معينة تختلف عند استخدامها في عملية متسلسلة. راجع القسم أدناه "حدود التشغيل الآمنة القصوى" لمعرفة تقييمات البطارية.

يُفضل دائمًا استخدام بطارية واحدة بقوة 26.4 فولت مقابل بطاريتين متتاليتين بقوة 13.2 فولت، حيث يمكن للبطارية الواحدة مراقبة كل خلية من الخلايا الثمانية المتسلسلة داخليًا والتأكد من توازن مستوى الشحن لجميع الخلايا.

يجب أن يكون حجم الأسلاك والموصلات المستخدمة في صنع مجموعة بطاريات الليثيوم/السلسلة المتوازية مناسبًا للتيارات المتوقعة.

لا تقم بتوصيل بطاريات الليثيوم من سلسلة BSLBATT ببطاريات كيميائية أخرى.

في الصورة أدناه، هناك نوعان بطاريات 12 فولت متصلة في سلسلة مما يحول بنك البطارية هذا إلى نظام 24 فولت. يمكنك أيضًا أن ترى أن البنك لا يزال يتمتع بقدرة إجمالية قدرها 100 Ah.

تتضمن التوصيلات المتوازية توصيل بطاريتين أو أكثر معًا لزيادة سعة أمبير ساعة لبنك البطارية، لكن الجهد الكهربي الخاص بك يظل كما هو. لتوصيل البطاريات على التوازي، يتم توصيل الأطراف الموجبة معًا عبر كابل ويتم توصيل الأطراف السالبة معًا بكابل آخر حتى تصل إلى السعة المطلوبة.

لا يُقصد من التوصيل المتوازي لبطاريات الليثيوم السماح لبطارياتك بتشغيل أي شيء أعلى من خرج الجهد القياسي، بل زيادة المدة التي يمكنها خلالها تشغيل المعدات. من المهم ملاحظة أنه عند شحن البطاريات المتصلة ببطاريات الليثيوم بشكل متوازٍ، فإن زيادة سعة الأمبير في الساعة قد تتطلب وقتًا أطول للشحن.

في المثال أدناه، لدينا بطاريتين بقوة 12 فولت، لكنك ترى زيادة أمبير الساعة إلى 200 أمبير.

نصل الآن إلى السؤال: "هل يمكن توصيل بطاريات BSLBATT على التوالي أو بالتوازي؟"

خط الإنتاج القياسي: يمكن توصيل بطاريات الليثيوم القياسية الخاصة بنا إما في سلسلة أو بالتوازي بناءً على ما تحاول إنجازه في تطبيقك المحدد. BSLBATT تشير أوراق البيانات إلى عدد البطاريات التي يمكن توصيلها بالتسلسل حسب الطراز. نوصي عادةً باستخدام 4 بطاريات كحد أقصى بالتوازي مع منتجنا القياسي، ولكن قد تكون هناك استثناءات تسمح بالمزيد اعتمادًا على التطبيق الخاص بك.

من المهم فهم الفرق بين التكوينات المتوازية والمتسلسلة وتأثيراتها على أداء بنك البطارية لديك. سواء كنت تبحث عن زيادة في الجهد الكهربي أو سعة أمبير/ساعة، فإن معرفة هذين التكوينين أمر مهم للغاية في زيادة عمر بطارية الليثيوم والأداء العام.

هل لديك المزيد من الأسئلة؟
قم بزيارة موقعنا الأسئلة الشائعة صفحة للأسئلة الأكثر شيوعًا حول بطاريات الليثيوم.

هل أنت مستعد لشراء بنك البطاريات التالي؟
تحقق من خطنا الكامل من بطاريات الليثيوم .