Dòng LiFePO4 và song song: Hướng dẫn toàn diện

Các tính năng và ứng dụng của LiFePO4

Thuận lợi : Pin lithium sắt photphat (LiFePO4) được biết đến với tuổi thọ dài, cấu trúc ổn định và độ an toàn đáng tin cậy,

Ứng dụng : Trong xe điện, lĩnh vực năng lượng tái tạo, xử lý vật liệu , xe golf , hàng hải ESS lĩnh vực.

Tại sao LiFePO4 cần được kết nối nối tiếp và song song

Pin LiFePO4 được mắc nối tiếp và song song để đạt được điện áp và công suất trong các ứng dụng khác nhau.

 

· Kết nối nối tiếp : Nhiều pin được kết nối từ đầu đến cuối để tăng tổng điện áp.

 

· Kết nối song song : Nhiều pin được kết nối cạnh nhau để tăng công suất và dòng điện đầu ra.

 

Bằng cách sử dụng đúng cách kết nối nối tiếp và song song của pin LiFePO4, người dùng có thể tùy chỉnh cấu hình pin để đáp ứng nhu cầu của các thiết bị cụ thể.

Kết nối dòng 1.LiFePO4

A. Hoạt động của dòng LiFePO4

• Các cell pin LiFePO4 được nối từ đầu đến cuối, với cực dương cực của một ô được nối với cực âm của ô khác.

• Bằng cách mắc nối tiếp, công suất không thay đổi và tổng điện áp tăng lên bằng tổng của tất cả các ô riêng lẻ.

• Danh nghĩa điện áp của LiFePO4 pin thường là 3,2V, ví dụ: 4 pin 3,2V mắc nối tiếp có thể có được bộ pin 12,8V, vì vậy kết nối nối tiếp là điều cần thiết cho các ứng dụng yêu cầu điện áp cao hơn.

BSLBATT LiFePO4 battery Series

Ưu điểm kết nối B.Series

Việc kết nối pin LiFePO4 nối tiếp có một số ưu điểm, bao gồm:

 

• Điện áp đầu ra cao hơn: Nhiều ô nối tiếp làm tăng điện áp đầu ra tổng thể của bộ pin, khiến nó phù hợp với các ứng dụng yêu cầu điện áp cao hơn. Với bốn bộ pin 12V mắc nối tiếp, chúng có thể cung cấp tổng điện áp là 48V.

 

• Lưu trữ năng lượng hiệu quả hơn: Các ô trong bộ pin nối tiếp chia sẻ tải như nhau, đảm bảo mỗi ô sạc và xả ở cùng tốc độ. Kết quả là có hiệu quả cao hơn trong việc lưu trữ năng lượng tổng thể.

 

• Kết nối nối tiếp lý tưởng cho các ứng dụng yêu cầu điện áp cao, chẳng hạn như xe điện và hệ thống năng lượng mặt trời. Ngoài việc cho phép lưu trữ năng lượng hiệu quả, nó còn đảm bảo sạc và xả đều trong bộ pin.

BSLBATT LiFePO4 Series

C. Nhược điểm Kết nối nối tiếp

Pin LiFePO4 được mắc nối tiếp cũng có một số nhược điểm, bao gồm:

 

• Rủi ro tính phí quá mức: Các cell pin khác nhau trong một bộ pin nối tiếp có thể phóng điện ở tốc độ khác nhau, dẫn đến điện áp trong bộ pin không cân bằng. Bộ pin có thể bị giảm tuổi thọ nếu một số cell pin bị sạc quá mức.

 

Công suất thấp hơn: Pin nối tiếp có cùng dung lượng như các pin đơn lẻ trong gói nối tiếp. Bộ pin có kết nối nối tiếp không có tổng dung lượng lớn hơn.

 

Dung lượng và độ tuổi của pin phải giống nhau trong một bộ pin nối tiếp để tránh những vấn đề này. Hơn nữa, việc sạc pin đúng cách và theo dõi điện áp của pin là điều cần thiết để ngăn ngừa sạc quá mức và đảm bảo hiệu quả của pin.

D. Những cân nhắc về loạt bài

Sự cố kết nối loạt

Mất cân bằng tế bào:

Trong kết nối nối tiếp, điều quan trọng là phải đảm bảo rằng tất cả các tế bào đều có các đặc điểm giống nhau, bao gồm công suất và điện trở trong. Nếu có sự mất cân bằng nghiêm trọng giữa các tế bào, một hoặc nhiều tế bào có thể bị sạc quá mức hoặc xả quá mức, dẫn đến suy giảm hiệu suất và có thể gây hư hỏng.

Kiểm soát sạc/xả:

Pin dòng LiFePO4 yêu cầu quản lý cẩn thận quá trình sạc và xả. Nó có thể gây bất lợi cho hiệu suất tổng thể và tuổi thọ của hệ thống pin nếu sự khác biệt về tốc độ sạc hoặc xả giữa các tế bào không được kiểm soát đúng cách.

Cung cấp giải pháp

Sạc cân bằng:

Có thể giải quyết vấn đề các ô không cân bằng nối tiếp bằng cách triển khai hệ thống sạc cân bằng. Bằng cách cân bằng điện tích cho từng ô, các ô sẽ không bị sạc quá mức hoặc xả quá mức. Sự cân bằng có thể đạt được thông qua các mạch chủ động hoặc các phương pháp thụ động, chẳng hạn như các phương pháp dựa trên điện trở.

Hệ thống quản lý pin (BMS):

Đối với pin LiFePO4 loạt, BMS rất được khuyến khích. Mỗi tế bào được BMS giám sát và điều khiển để đảm bảo tế bào hoạt động trong phạm vi an toàn trong quá trình sạc và xả. Điều này giúp kéo dài tuổi thọ của pin và tối ưu hóa hiệu suất của pin bằng cách ngăn chặn việc sạc quá mức, xả quá mức và nhiệt độ khắc nghiệt.

Sạc cân bằng và BMS có thể giảm thiểu một cách hiệu quả các sự cố xảy ra với các kết nối nối tiếp trong hệ thống pin LiFePO4. Nhờ đó, hệ thống ắc quy sẽ hoạt động tối ưu, có tuổi thọ cao hơn và an toàn hơn.

Kết nối song song 2.LiFePO4

A. Hoạt động song song LiFePO4

• Các cell pin LiFePO4 được kết nối cạnh nhau, với tất cả các điện cực dương được kết nối với nhau và tất cả các điện cực âm được kết nối với nhau.

• Trong phương pháp này, tổng dung lượng của pin được tăng lên bằng cách cộng thêm dung lượng của tất cả các pin được kết nối, trong khi điện áp không đổi.

• Ví dụ 2 ắc quy 100ah mắc song song có thể được một bộ ắc quy 200ah. Nên sử dụng kết nối song song khi cần lưu trữ nhiều năng lượng hơn hoặc thời gian phóng điện lâu hơn mà không cần tăng điện áp.

BSLBATT LiFePO4 battery Parallel

B. Ưu điểm của kết nối song song

Có một số ưu điểm của việc kết nối song song pin LiFePO4, bao gồm:

Tăng công suất : Khi nhiều pin được kết nối song song, dung lượng tổng thể của bộ pin sẽ tăng lên, khiến nó phù hợp cho các ứng dụng có công suất cao. Nếu bốn Ắc quy 12,8V 100AH được mắc song song thì điện áp không đổi nhưng công suất tăng lên 400Ah.

Giảm nguy cơ sạc quá mức : Pin trong bộ pin song song sạc và xả độc lập, giảm nguy cơ sạc quá mức. Vì vậy, toàn bộ bộ pin sẽ an toàn hơn và có tuổi thọ cao hơn.

Ứng dụng : Lưu trữ năng lượng hiệu quả thông qua việc sạc và xả đồng đều bộ pin rất phù hợp với các hệ thống điện dự phòng và không nối lưới hệ thống phát điện năng lượng mặt trời .

BSLBATT LiFePO4 Parallel

C. Nhược điểm Kết nối song song

Pin LiFePO4 được mắc nối tiếp cũng có một số nhược điểm, bao gồm:

• Rủi ro tính phí quá mức: Các cell pin khác nhau trong một bộ pin nối tiếp có thể phóng điện ở tốc độ khác nhau, dẫn đến điện áp trong bộ pin không cân bằng. Bộ pin có thể bị giảm tuổi thọ nếu một số cell pin bị sạc quá mức.

Hiệu suất lưu trữ năng lượng thấp: Pin nối tiếp có cùng dung lượng như các pin đơn lẻ trong gói nối tiếp. Bộ pin có kết nối nối tiếp không có tổng dung lượng lớn hơn.

 

Dung lượng và độ tuổi của pin phải giống nhau trong một bộ pin nối tiếp để tránh những vấn đề này. Hơn nữa, việc sạc pin đúng cách và theo dõi điện áp của pin là điều cần thiết để ngăn ngừa sạc quá mức và đảm bảo hiệu quả của pin.

D. Cân nhắc song song

Kết nối song song và các vấn đề tiềm ẩn

 

Sạc/Xả không đồng đều:

Pin LiFePO4 được kết nối song song có thể sạc hoặc xả không đều. Có thể có sự khác biệt về điện trở trong và dung lượng khiến pin sạc nhiều hơn hoặc xả nhanh hơn các pin khác do mất cân bằng. Hiệu suất và tuổi thọ của pin có thể bị ảnh hưởng bởi điều này.

Kiểm soát nhiệt độ:

Kiểm soát nhiệt độ cũng có thể là một thách thức với các kết nối song song. Nhiệt độ chung của hệ thống pin có thể bị ảnh hưởng nếu một hoặc nhiều pin trong kết nối song song tạo ra nhiệt quá mức trong quá trình sạc hoặc xả. Do đó, hiệu quả có thể bị giảm, quá trình lão hóa có thể tăng nhanh và rủi ro về an toàn có thể phát sinh.

Cung cấp giải pháp

 

Xả cân bằng:

Hệ thống pin LiFePO4 có tính năng sạc hoặc xả song song có thể được hưởng lợi từ hệ thống xả cân bằng. Trong trường hợp này, hệ thống quản lý pin (BMS) được sử dụng để giám sát và kiểm soát quá trình xả, đảm bảo rằng mỗi pin đóng góp tỷ lệ thuận với tải. Ngoài việc ngăn chặn việc xả quá mức của từng pin riêng lẻ, nó còn thúc đẩy việc sử dụng dung lượng pin như nhau.

Hệ thống giám sát nhiệt độ:

Để đảm bảo kiểm soát nhiệt độ thích hợp trong các hệ thống pin LiFePO4 song song, cần có hệ thống giám sát nhiệt độ. Nhiệt độ của mỗi pin được theo dõi liên tục bởi các cảm biến nhiệt độ trên các hệ thống này. Có thể giảm tốc độ sạc/xả hoặc cung cấp khả năng làm mát đầy đủ nếu pin vượt quá giới hạn nhiệt độ an toàn.

 

Hệ thống giám sát nhiệt độ và xả cân bằng có thể giải quyết hiệu quả các vấn đề tiềm ẩn với kết nối song song trong pin LiFePO4. Ngoài việc tối đa hóa dung lượng pin, các giải pháp này còn đảm bảo quản lý nhiệt độ phù hợp, từ đó tối ưu hóa hiệu suất, tuổi thọ và độ an toàn.

12v 100ah lithium battery

3. Pin LiFePO4 dòng VS kết nối song song

Điểm tương đồng:

 

① Cải thiện hiệu suất pin:

Pin LiFePO4 có thể được kết nối nối tiếp và song song để cải thiện hiệu suất tổng thể của chúng, với đầu ra điện áp tăng cường kết nối nối tiếp và khả năng nâng cao kết nối song song.

② Phạm vi sử dụng rộng rãi:

Có nhiều ứng dụng cho các kết nối nối tiếp và song song, bao gồm RV, tàu và nhà năng lượng mặt trời. Ngoài xe điện, chúng còn có thể được sử dụng làm nguồn điện không nối lưới.

 

Sự khác biệt:

 

①Điện áp đầu ra:

Đầu ra điện áp của bộ pin được tăng lên bằng cách kết nối nối tiếp các pin LiFePO4. Một bộ pin có bốn pin 12V mắc nối tiếp sẽ tạo ra điện áp 48V khi các pin mắc nối tiếp. Ngược lại, kết nối song song của pin LiFePO4 làm tăng dung lượng tổng thể của bộ pin nhưng điện áp đầu ra vẫn giữ nguyên.

 

② Công suất:

Tổng công suất của bộ pin có thể được tăng lên bằng cách sử dụng song song pin lithium sắt photphat, ví dụ: 4 pin 100Ah được kết nối song song với năng suất 400Ah. Tuy nhiên, việc sử dụng song song pin lithium iron phosphate sẽ chỉ làm tăng điện áp đầu ra của bộ pin chứ không phải tổng công suất của nó.

 

③ Hiệu quả:

Do khả năng sạc và xả độc lập từng cell hoặc bộ pin, pin LiFePO4 thường hoạt động song song hiệu quả hơn so với mắc nối tiếp. Bộ pin sẽ không bị ảnh hưởng bởi sự hỏng hóc hoặc hư hỏng của một cell hoặc bộ pin. Ngược lại, nếu một cell hoặc bộ pin trong bộ pin nối tiếp bị lỗi hoặc bị hỏng thì sẽ ảnh hưởng đến hiệu suất của cả bộ pin.

 

④ Chi phí:

Do cần có thêm hệ thống dây điện và phần cứng để đảm bảo hoạt động bình thường và an toàn của bộ pin, nên việc sử dụng song song các pin LiFePO4 thường đắt hơn so với việc mắc nối tiếp chúng. Tuy nhiên, một số ứng dụng có thể biện minh cho chi phí tăng thêm do công suất và hiệu quả tăng lên.

Pin LiFePO4 có thể được kết nối nối tiếp hoặc song song tùy theo ứng dụng. Bất cứ khi nào cần có đầu ra điện áp cao, kết nối nối tiếp là lựa chọn tốt nhất. Kết nối song song là tốt nhất nếu cần dung lượng cao. Bất chấp những ưu điểm và nhược điểm tương ứng, cả hai cấu hình đều có khả năng cải thiện hiệu suất tổng thể của pin trong nhiều ứng dụng khác nhau, chẳng hạn như RV, tàu thủy và nhà sử dụng năng lượng mặt trời. Chi phí, hiệu quả và điện áp đầu ra của cấu hình cũng phải được xem xét để xác định cấu hình nào phù hợp nhất với nhu cầu của bạn.

4. Xem xét song song và nối tiếp

Để đảm bảo hiệu suất và an toàn tối ưu khi kết nối song song pin LiFePO4, hãy cân nhắc các điểm sau:

 

Tính nhất quán:

Kết nối song song yêu cầu các tế bào hoặc bộ pin có cùng thông số kỹ thuật, bao gồm điện áp, dung lượng và tuổi thọ. Khi các tế bào không khớp nhau, việc sạc và xả có thể không cân bằng, làm tăng nguy cơ hỏng pin.

 

Sự cân bằng:

Việc duy trì sự cân bằng và ngăn ngừa tình trạng sạc quá mức hoặc quá mức của từng ô hoặc bộ pin đòi hỏi phải theo dõi trạng thái sạc của từng ô hoặc bộ pin. Bằng cách này, bộ pin có tuổi thọ dài hơn và an toàn hơn.

 

Đấu dây:

Các kết nối song song phải được nối dây chính xác để bộ pin hoạt động hiệu quả và an toàn. Lỗi nối dây có thể gây ra đoản mạch và các tình trạng nguy hiểm khác.

Cần cân nhắc những điểm sau đây khi kết nối nối tiếp pin LiFePO4:

 

Tính nhất quán:

Khi kết nối nối tiếp, điều quan trọng là phải sử dụng các cell hoặc bộ pin có cùng thông số kỹ thuật, bao gồm điện áp, công suất và tuổi thọ. Do sự phân bổ điện áp không cân bằng, việc sạc quá mức hoặc sạc quá mức của từng ô hoặc bộ pin có thể xảy ra khi các ô không khớp.

 

Sạc:

Quá tải có thể xảy ra trong kết nối nối tiếp khi một ô hoặc bộ pin sạc xong trước các ô khác. Để tránh điều này, nên sử dụng hệ thống quản lý pin (BMS) để theo dõi điện áp của từng cell hoặc bộ pin.

 

Sự an toàn:

Điện giật dễ xảy ra hơn khi mắc nối tiếp vì tổng điện áp đầu ra tăng. Vì lý do an toàn, bộ pin phải được cách điện và nối đất đúng cách.

 

Ngoài ra, không nên kết nối pin mới và cũ (mua trong vòng 3-6 tháng) với nhau vì chúng có thể có điện trở trong khác nhau, điều này sẽ ảnh hưởng đến hiệu suất chung của bộ pin. Điều quan trọng nữa là sử dụng pin lithium-ion có hiệu suất ổn định và không bao giờ sử dụng chung pin lithium-ion của các nhãn hiệu, dung lượng hoặc loại khác nhau. Cuối cùng, hãy đảm bảo rằng độ phân cực của pin là chính xác để tránh hiện tượng sụt áp.

12V LiFeP04 Discharge Current Curve

5. Các trường hợp kết nối nối tiếp và song song

Xe điện:

Để đáp ứng các yêu cầu về điện áp và công suất cho động cơ đẩy hiệu quả, xe điện (EV) thường sử dụng các kết nối nối tiếp và song song. Pin LiFePO4 được mắc nối tiếp để đạt được điện áp cao, trong khi kết nối song song được sử dụng để tăng sản lượng điện và công suất.

Hệ thống lưu trữ năng lượng mặt trời:

Các kết nối nối tiếp và song song thường được sử dụng trong các hệ thống lưu trữ năng lượng mặt trời để tối ưu hóa việc lưu trữ và sử dụng năng lượng. Trong các kết nối nối tiếp, mức điện áp cao hơn đạt được để lưu trữ năng lượng hiệu quả, trong khi ở các kết nối song song, năng lượng của tấm pin mặt trời được lưu trữ nhiều hơn.

Tìm hiểu lý do và hậu quả của việc sử dụng

Xe điện:

Công suất đầu ra và hiệu suất của xe điện được cải thiện nhờ các kết nối nối tiếp, cho phép điện áp cao hơn. Kết quả là tốc độ cao hơn và phạm vi lái xe dài hơn cho xe điện. Tuy nhiên, các kết nối song song sẽ tăng dung lượng của bộ pin, cho phép thời gian lái xe dài hơn và cung cấp điện liên tục. Bằng cách kết hợp các kết nối song song và nối tiếp, xe điện đạt được điện áp, công suất và công suất đầu ra tối ưu, cân bằng hiệu suất và phạm vi hoạt động.

 

Hệ thống lưu trữ năng lượng mặt trời:

Điều cần thiết là phải có các kết nối nối tiếp trong hệ thống lưu trữ năng lượng mặt trời để đạt được điện áp cao hơn cần thiết để lưu trữ năng lượng hiệu quả. Nó cải thiện khả năng tương thích biến tần và tối đa hóa hiệu suất chuyển đổi năng lượng. Ngược lại, song song có thể làm tăng tổng công suất của hệ thống lưu trữ năng lượng, cho phép lưu trữ nhiều năng lượng mặt trời hơn. Các hệ thống sử dụng kết nối nối tiếp và song song có thể lưu trữ và cung cấp năng lượng mặt trời một cách hiệu quả, giảm sự phụ thuộc vào lưới điện và thúc đẩy khả năng tự cung cấp.


Tối ưu hóa điện áp, công suất và công suất đầu ra của hệ thống pin LiFePO4 với kết nối nối tiếp và song song có thể giúp cải thiện hiệu suất, thời gian hoạt động lâu hơn và cải thiện khả năng lưu trữ năng lượng. Kết quả là, xe điện đã có thể đạt tốc độ cao hơn và di chuyển quãng đường dài hơn, đồng thời hệ thống lưu trữ năng lượng mặt trời có thể lưu trữ nhiều năng lượng hơn và cung cấp năng lượng đáng tin cậy trong thời gian cao điểm.

Phần kết luận

 

Kết nối song song và nối tiếp của pin LiFePO4 có thể cải thiện hiệu suất tổng thể và thường được sử dụng trong các ứng dụng khác nhau. Để có hiệu suất và độ an toàn tối ưu, điều quan trọng là phải thực hiện một số biện pháp phòng ngừa khi kết nối các loại pin này.

 

Kết nối song song yêu cầu tính đồng nhất, cân bằng và nối dây chính xác, trong khi kết nối nối tiếp yêu cầu tính đồng nhất, sạc và an toàn.

 

Ngoài ra, điều quan trọng là không kết nối pin cũ và pin mới, sử dụng pin có hiệu suất ổn định và chú ý đến cực tính của chúng. Khi chúng tôi tuân thủ các biện pháp phòng ngừa này, bộ pin LiFePO4 của chúng tôi có thể hoạt động hiệu quả và an toàn.

 

Nếu bạn có bất kỳ câu hỏi nào liên quan đến pin, vui lòng liên hệ với các chuyên gia về pin của chúng tôi.