Соединение литий ионных аккумуляторов в батарею: Особенности последовательного и параллельного подключения литиевых аккумуляторов

Особенности последовательного и параллельного подключения литиевых аккумуляторов

---

---

Статья обновлена: 2021-03-24

---

Для получения аккумуляторной батареи с заданными значениями емкости и напряжения аккумуляторы соединяются по определенной схеме – последовательно, параллельно или последовательно-параллельно. Для увеличения вольтажа сборки элементы питания соединяются последовательно, а для набора нужной емкости и суммирования силы тока ячеек – параллельно.

Количество последовательных соединений в сборке указывается числом возле буквы S (от английского слова series), а количество параллельных соединений – числом возле буквы Р (от слова parallel). Например, если АКБ собрана по схеме 12S14P, то она состоит из 12 последовательных и 14 параллельных соединений.

Особенности последовательного подключения литиевых аккумуляторов

Для последовательной сборки нужно брать элементы одного типа и равных размеров, с идентичными величинами емкости и напряжения, желательно – с совпадающими датами выпуска и номерами моделей. Если в сборке окажется «слабое звено», оно приведет к дисбалансу батареи. Но проблемный элемент питания может проявить себя не сразу.

Поэтому нужно раз в полугодие измерять напряжение на каждом элементе системы и при выявлении дисбаланса выполнять балансировку:

1. если разброс по напряжению не превышает 0,1 В, это отлично, но в целях профилактики рекомендуется 1 раз в полугодие делать выравнивающий заряд;
2. если разброс превышает 0,1 В, рекомендуется выполнить балансировку;
3. если разброс превышает 0,2 В, балансировка обязательна.

Балансировка аккумуляторов

Эта процедура не допускает избыточного заряда одних элементов и недостаточной зарядки других. Такой дисбаланс приводит к преждевременному износу аккумуляторов, а балансировка не допускает этого. Для автоматического выравнивания заряда на ячейках используются специальные устройства – балансиры.

Простейший метод балансировки – провести цикл выравнивающего заряда при увеличенном зарядном напряжении на протяжении суток. Напряжение выравнивающего заряда берется около 2,4 В на ячейку вольтажом 2 В, 14,4 В – на аккумулятор 12 В, 28,8 В – на батарею 24 В и т.д. Точные значения напряжения выравнивающего заряда для конкретной батареи следует уточнить у производителя.

Альтернативный вариант балансировки (если 1 метод не помогает) – выравнивающая зарядка АКБ по отдельности с использованием зарядного устройства и сети 220 В. Если после этого разбалансировка составит более 0,1 В, необходимо повторно зарядить батарею с меньшим напряжением.

Особенности параллельного подключения Li-Ion батарей

Для параллельного соединения желательно брать аккумуляторы равной емкости и идентичной модели. И хотя требования в этом случае менее строгие, различия в характеристиках аккумуляторов провоцируют неравномерное распределение зарядных токов и снижение ресурса батареи.

При параллельном подключении Li-Ion аккумуляторов или батарей необходимо правильно подключать нагрузку «по диагонали» и использовать перемычки равной длины. Это необходимо для балансировки токов заряда-разряда каждого элемента и увеличения ресурса батареи.

Комбинированное соединение

При последовательно-параллельном соединении элементов учитываются рекомендации по обоим способам подключения. Литий-ионные аккумуляторы отлично подходят для создания батарей с любыми характеристиками, но нужно строго контролировать напряжение и силу тока каждого элемента. Для этого используются специальные платы защиты и мониторинга элементов – BMS.

2021-03-24

Комментарии: 0

Просмотры: 5626

Комментарии

Как подключить литиевые батареи параллельно или последовательно » вики полезноБСЛБАТТ

Здесь в Сила мудрости БСЛБАТТ Литий мы гордимся отечественным производством прочных и надежных аккумуляторов LiFePO4. Вероятно, неудивительно, что мы получаем много вопросов, связанных с батареями.

Один из самых распространенных запросов: «Мне нужно больше мощности!У вас есть батарея, которая может дать мне больше вольт или больше ампер?»Ответ положительный.Все наши аккумуляторы могут быть подключены друг к другу для получения большей мощности для работы более крупных двигателей (напряжение — v) или дополнительной емкости (ампер-часы — Ач).Это называется подключением батареи последовательно или параллельно с литиевыми батареями.

Последовательное соединение батарей — это способ увеличить напряжение батареи.Например, если вы соедините два наших аккумулятора на 12 В и 10 Ач последовательно, вы получите один аккумулятор на 24 В и на 10 ампер-часов.Поскольку многие электродвигатели в байдарках, велосипедах и скутерах работают от 24 вольт, это распространенный способ подключения аккумуляторов.

Подключение батареи к литиевым батареям Параллельное подключение — это способ увеличить ампер-часы батареи (т. е. как долго батарея будет работать без подзарядки).Например, если вы соедините две наши батареи 12 В, 10 Ач параллельно, вы получите одну батарею с напряжением 12 В и емкостью 20 ампер-часов.Поскольку многие небольшие электродвигатели, солнечные батареи, RV, лодки и большая часть бытовой электроники работают от 12 вольт, это распространенный способ создания батареи, которая прослужит очень долго.

Последовательные соединения включают соединение 2 или более батарей вместе для увеличения напряжения аккумуляторной системы, но при этом сохраняется тот же номинал в ампер-часах.Имейте в виду, что при последовательном соединении каждая батарея должна иметь одинаковое напряжение и номинальную емкость, иначе вы можете повредить батарею.Чтобы соединить батареи последовательно, вы соединяете положительную клемму одной батареи с отрицательной клеммой другой до тех пор, пока не будет достигнуто желаемое напряжение.При последовательной зарядке аккумуляторов необходимо использовать зарядное устройство, соответствующее напряжению системы. Мы рекомендуем заряжать каждую батарею отдельно с помощью зарядного устройства для нескольких батарей, чтобы избежать дисбаланса между батареями.

Если вы думаете об электричестве как о воде, протекающей по системе труб, напряжение лучше всего рассматривать как давление воды, а также метрику, с помощью которой мы можем измерить, насколько сильно течет электрический ток.Амперы — это размер трубы, по которой течет вода, и, таким образом, это метрика, по которой мы измеряем, сколько энергии мы можем выдать в данный момент.Таким образом, ампер-часы, в данном случае аналогии с сантехникой, являются мерой того, сколько галлонов воды проходит через ваши трубы с течением времени.

Я всегда находил это изображение (и многим оно нравится в Интернете) полезным для объяснения электричества.

Основы

Аккумуляторные блоки спроектированы путем последовательного соединения нескольких элементов;каждая ячейка добавляет свое напряжение к напряжению на клеммах батареи. фигура 1 ниже показана типичная конфигурация элемента стартерной батареи BSLBATT LiFePO4 13,2 В.

Батареи могут состоять из комбинации последовательных и параллельных соединений.Ячейки параллельно увеличили ток;каждая ячейка добавляет к общему количеству ампер-часов (Ач) батареи BSLBATT B-LFP12V 12AH является примером последовательной и параллельной конфигурации литиевых батарей.Конфигурация B-LFP12V 12 Ач, 13,2 В / 12,4 Ач, показана на Фигура 2.

Более слабая ячейка в последовательно соединенных ячейках вызовет дисбаланс.Это особенно важно в последовательной конфигурации, потому что мощность батареи равна мощности самого слабого элемента (аналогично слабому звену в цепи).Слабая ячейка может выйти из строя не сразу, но может разрядиться (напряжение упадет ниже безопасного уровня, 2,8 В на ячейку) быстрее, чем сильные при разрядке.При зарядке слабая ячейка может заполниться раньше здоровых и оказаться перезаряженной (напряжение более 3,9 В на ячейку). В отличие от слабого звена в цепной аналогии, слабая ячейка вызывает нагрузку на другие здоровые ячейки в батарее.Аккумуляторы в мультиупаковках должны быть подобраны, особенно при воздействии больших токов заряда и разряда. Рисунок 3 ниже показан пример батареи со слабой ячейкой.

Система управления батареями (BMS) Защита ячеек

BMS постоянно контролирует напряжение каждой ячейки.Если напряжение ячейки превышает другие, схемы BMS будут работать, чтобы уменьшить уровень заряда этой ячейки.Это гарантирует, что уровень заряда всех элементов остается одинаковым даже при высоком токе разряда (> 100 А) и заряда (> 10 А).

Ячейка может быть необратимо повреждена, если ее перезарядить (перенапряжение) или переразрядить (осушить) всего один раз.BMS имеет схему, блокирующую зарядку, если напряжение превышает 15,5 В (или если напряжение любого элемента превышает 3,9 В).BMS также отключает аккумулятор от нагрузки, если он разряжен до менее чем 5% остаточного заряда (состояние чрезмерного разряда). Переразряженная батарея обычно имеет напряжение менее 11,5 В (

Несколько батарей последовательно или параллельно (каждая батарея со своей собственной BMS)

Аккумуляторы BSLBATT на 13,2 В можно использовать последовательно и/или параллельно для достижения более высоких рабочих напряжений и/или емкости для вашего конкретного применения.Важно использовать одну и ту же модель батареи с одинаковым напряжением и емкостью (Ач) и никогда не смешивать батареи разного возраста.

Если не указано иное, батареи BSLBATT одобрены для использования в двух последовательных и/или двух параллельных литиевых батареях без дополнительной внешней электроники.Это ограничение применяется из-за того, что импеданс, емкость или скорость саморазряда между элементами могут различаться.Ограничение допускает нормальные изменения в одной батарее, не оказывая отрицательного влияния на другую батарею.

Кроме того, ограничения и рабочие пределы допускают нештатные ситуации, такие как слабый или неисправный элемент в одной батарее. Обратите внимание, что номиналы для конкретной батареи отличаются, когда она используется в последовательном режиме.См. ниже раздел «Максимальные безопасные рабочие пределы» для номиналов аккумуляторов.

Всегда предпочтительнее использовать одну батарею на 26,4 В вместо двух последовательно соединенных батарей на 13,2 В, поскольку одна батарея может внутренне контролировать каждую из 8 последовательных ячеек и обеспечивать сбалансированный уровень заряда всех ячеек.

Провода и соединители, используемые для соединения последовательно соединенных/литиевых батарей с параллельными батареями, должны быть рассчитаны на ожидаемые токи.

Не подключайте литиевые батареи серии BSLBATT к другим химическим батареям.

На изображении ниже есть два 12В батареи подключены последовательно, что превращает этот блок батарей в систему 24 В.Вы также можете видеть, что банк по-прежнему имеет общую емкость 100 Ач.

Параллельные соединения включают соединение 2 или более батарей вместе, чтобы увеличить емкость аккумуляторной батареи в ампер-часах, но ваше напряжение остается прежним. Чтобы подключить батареи параллельно, положительные клеммы соединяются вместе с помощью кабеля, а отрицательные клеммы соединяются вместе с другим кабелем, пока не будет достигнута желаемая емкость.

Параллельное соединение литиевых батарей не предназначено для того, чтобы ваши батареи могли питать что-либо выше стандартного выходного напряжения, а скорее увеличивает продолжительность, в течение которой они могут питать оборудование.Важно отметить, что при зарядке батарей, соединенных параллельно литиевым батареям, увеличенная емкость в ампер-часах может потребовать более длительного времени зарядки.

В приведенном ниже примере у нас есть две батареи на 12 В, но вы видите, что ампер-часы увеличиваются до 200 Ач.

Теперь мы подходим к вопросу: «Можно ли подключать батареи BSLBATT последовательно или параллельно?»

Стандартная линейка продуктов: наши стандартные литиевые батареи могут быть соединены последовательно или параллельно в зависимости от того, чего вы пытаетесь достичь в своем конкретном приложении. BSLBATT В технических характеристиках указано количество аккумуляторов, которые можно соединить последовательно в зависимости от модели.Как правило, для нашего стандартного продукта мы рекомендуем не более 4 батарей, подключенных параллельно, однако могут быть исключения, которые позволяют использовать больше батарей в зависимости от вашего приложения.

Важно понимать разницу между параллельной и последовательной конфигурациями и их влияние на производительность вашего аккумулятора.Независимо от того, ищете ли вы увеличение напряжения или емкости в ампер-часах, знание этих двух конфигураций чрезвычайно важно для максимального увеличения срока службы литиевой батареи и общей производительности.

Есть еще вопросы?
Посетите наш Часто задаваемые вопросы страницу с наиболее часто задаваемыми вопросами о литиевых батареях.

Готовы купить свой следующий банк батарей?
Ознакомьтесь с нашей полной линейкой литиевых аккумуляторов .

Как подключить литий-ионный аккумулятор последовательно и параллельно?

Как подключить литий-ионный аккумулятор последовательно и параллельно? ПАНДА

ПАНДА

Возобновляемая литий-ионная батарея, решение для аккумуляторов ESS, батарея второго срока службы, энергосберегающая. Зарядное устройство ACDC

Опубликовано 26 мая 2022 г.

+ Подписаться

Как работает последовательное и параллельное соединение литиевых батарей? Каковы преимущества и недостатки этих схем для накопления энергии?

Последовательное соединение (также называемое последовательным соединением) увеличивает рабочее напряжение. Если требуется большая емкость накопителя электроэнергии, необходимо параллельное подключение банка литиевых батарей.

В некоторых приложениях для хранения энергии также используются комбинации последовательного и параллельного соединения.

Литиевые батареи соединяются последовательно следующим образом

Любое количество литиевых батарей обычно соединяют последовательно. Отрицательный полюс одной литиевой батареи соединен с положительным полюсом другой литиевой батареи, так что через все батареи протекает одинаковый ток. Результирующее общее напряжение является суммой парциальных напряжений. Последовательное соединение литиевых аккумуляторов часто называют последовательным соединением.

Пример: Если две батареи емкостью 200 Ач (ампер-часы) и 24 В (вольты) соединены последовательно, результирующее выходное напряжение составит 48 В при емкости 200 Ач.

Преимущества и недостатки последовательного соединения литиевых батарей

Последовательное соединение литиевых батарей позволяет таким образом получать более высокие общие напряжения. Однако недостатком является то, что самый слабый элемент литий-ионного аккумулятора влияет на производительность всей серии. В худшем случае неисправная литиевая солнечная батарея может привести к выходу из строя всей серии литиевых аккумуляторов. Следовательно, дополнительные предохранители должны быть добавлены последовательно.

В случае с компактными системами накопления солнечной энергии также бывает, что при выходе из строя элемента ионно-литиевой батареи требуется замена целиком. Управление (балансировка ячеек) резервного литий-ионного аккумулятора на основе последовательного соединения также приводит к потерям производительности. Как правило, последовательно могут быть соединены только аккумуляторные элементы одного производителя, типа и технологии литий-ионных аккумуляторов.

Вот как литиевые батареи соединяются параллельно  

При параллельном соединении литиевых батарей положительная клемма соединяется с положительной клеммой, а отрицательная клемма подключается к отрицательной клемме. Зарядная емкость (Ач) отдельных ионно-литиевых аккумуляторов затем складывается, а общее напряжение равно напряжению отдельных ионно-литиевых аккумуляторов. Как правило, параллельно должны соединяться только литий-ионные аккумуляторы с одинаковым напряжением и плотностью кислоты с одинаковым состоянием заряда, а сечения и длины проводов также должны быть точно такими же.

Пример: если две батареи, каждая по 200 Ач и 51,2 В, соединены параллельно, это приводит к выходному напряжению 51,2 В и общей емкости 600 Ач.

Преимущества и недостатки параллельного подключения литиевой батареи

Таким образом, при параллельном подключении блока литиевых батарей производительность, а также срок службы могут быть увеличены. Параллельное соединение литиевых солнечных батарей, используемое в качестве накопителя энергии для фотоэлектрической энергии, может снизить стоимость домашней системы хранения батарей и создать новые возможности в строительстве накопителей энергии, в отличие от последовательного соединения.

Тем не менее, контроль заряда литиевых солнечных батарей, соединенных параллельно, не является простым, поскольку каждая батарея также подвержена старению и, таким образом, является потенциальным источником ошибок. Следовательно, также может быть выгодно запланировать один большой банк литиевых батарей вместо нескольких небольших ионно-литиевых батарей.

Если, тем не менее, выполняется параллельное соединение, следует соблюдать осторожность, как и при последовательном соединении, использовать литиевые батареи того же типа, емкости, возраста и уровня заряда. Кроме того, следует использовать как можно более короткие кабельные трассы, чтобы предотвратить большие потери напряжения.

Однако более новая электроника, размещенная на каждом элементе литий-ионной батареи, позволяет комбинировать литиевые батареи независимо от размера, производителя, технологии хранения и производительности в системе накопления энергии путем постоянного измерения емкости во время работы. Таким образом, параллельно соединенные литиевые солнечные батареи можно постепенно модернизировать в процессе эксплуатации.

Последовательное и параллельное соединение систем хранения с литиевыми батареями

Комбинация последовательного и параллельного соединения обеспечивает большую гибкость для достижения определенного напряжения и мощности со стандартными батареями. Параллельное соединение обеспечивает требуемую общую емкость, а последовательное соединение обеспечивает требуемое более высокое рабочее напряжение аккумуляторной системы.

Пример: 4 батареи по 24 В и 75 Ач каждая дают 48 В и 150 Ач при последовательно-параллельном соединении.

Для накопления энергии может быть целесообразно объединить большее количество (идентичных) литиевых батарей в последовательно соединенные блоки и соединить эти блоки параллельно, чтобы избежать разности напряжений между параллельно соединенными блоками литиевых батарей. Затем следует установить предохранитель между блоками, соединенными параллельно. В зависимости от приложения может иметь смысл заряжать и разряжать блоки попеременно, а не параллельно.

Параллельное соединение литиевых батарей

Параллельное соединение литиевых батарей

Джессика Джеймисон 28 июля 2021 г. 34 971 просмотров

Полезная информация , Аккумуляторы и электрооборудование для жилых автофургонов

Иногда одного аккумулятора недостаточно . Может быть, вам нужно увеличить емкость аккумуляторной батареи? Или увеличить время работы приборов, когда они отключены от сети.

Хорошие новости! Есть способы соединить литиевые батареи параллельно, чтобы удвоить емкость, сохраняя при этом одинаковое напряжение.

Это означает, что две батареи 12 В 120 Ач, подключенные параллельно, дадут вам только 12 В. Но увеличивает емкость до 240Ач.

Параллельное подключение литиевых батарей требует некоторой подготовки, чтобы не нанести дорогостоящих повреждений.

Перед подключением аккумуляторов следуйте нашему основному руководству.

Расширение емкости Enerdrive B-TEC: параллельное подключение аккумуляторов Enerdrive

–

Параллельное подключение литиевых аккумуляторов

1. Зарядите их

Прежде чем начать, убедитесь, что все батареи, которые вы собираетесь использовать параллельно, полностью заряжены по отдельности соответствующими зарядными устройствами.

–

2. Проверьте напряжение холостого хода

Напряжение холостого хода (OCV) между каждой батареей не должно отличаться больше, чем <0,2 В.
После зарядки отложите их на 8 часов.

–

3. Найдите подходящие соединительные кабели

Кабели, которые вы используете для соединения аккумуляторов, играют важную роль в работе ваших аккумуляторов. Вы должны убедиться, что ваши кабели имеют правильный размер (диаметр) для передачи требуемого тока — они должны быть того же размера, что и ваши максимальные требования, обычно соответствующие вашему инвертору. Поэтому сделайте их такого же размера или больше, чем кабели вашего инвертора.

Они также должны быть подходящей длины для повышения эффективности. В идеале убедитесь, что ваши кабели как можно короче, а батареи Близко к друг другу.

Чтобы подобрать правильный размер кабеля, воспользуйтесь удобной таблицей кабелей Enerdrive.

Затем убедитесь, что кабели между каждой батареей имеют одинаковую длину. Это соединяет батареи с одинаковым сопротивлением кабеля, поэтому все батареи в системе работают вместе одинаково.

–

4. Проверьте основные системные кабели

Где основные системные кабели подключены к блоку батарей? Системные кабели, питающие нагрузки, обычно подключаются к аккумулятору, доступ к которому проще всего или в первую очередь, что просто приводит к снижению производительности и срока службы.

Эти основные системные кабели должны быть подключены по всей банка, чтобы батареи заряжались и разряжались одинаково для оптимального производительность.

Опять же, убедитесь, что основные системные кабели и кабели, соединяющие аккумуляторы, достаточно велики, чтобы выдержать общий ток системы. Это означает, что если у вас есть большое зарядное устройство или инвертор, кабели должны выдерживать потенциально большие токи от этих устройств, а также от других ваших нагрузок.

–

5. Подключите батареи

Соедините положительные полюса друг с другом и сделайте то же самое с Отрицательные полюса. Затем соедините плюс первой батареи и Минус последней батареи к системе.

–

Будьте осторожны, не перепутайте плюс и минус.

–

6. Старайтесь избегать 100% разрядки

После параллельного подключения литиевых аккумуляторов необходимо заряжать и разряжать их как всю систему, поэтому старайтесь избегать 100% разряда. Монитор батареи может помочь вам в этом, отключая нагрузки на безопасном уровне задолго до того, как ваша батарея близка к разрядке. Большинство литиевых батарей, представленных на рынке, имеют встроенную систему управления батареями, которая предотвращает переразряд.

–

Различия между брендами литиевых батарей при параллельном подключении

Enerdrive:

Enerdrive поддерживает параллельную работу литиевых аккумуляторов B-TEC. Он рекомендует максимальный размер блока батарей из двух литиевых батарей одинакового напряжения и силы тока. Например, вы можете подключить две литиевые батареи емкостью 200 Ач параллельно.

–

Invicta:

Invicta работает на двух лучше, чем Enerdrive, позволяя параллельно подключать до 4 аккумуляторов. Все литиевые батареи Invicta могут быть подключены к параллельной конфигурации, если вы выполняете условия производителя. Например, Invicta рекомендует, чтобы все батареи в параллельной конфигурации были полностью заряжены по отдельности соответствующими зарядными устройствами.

Всегда проверяйте условия производителя перед параллельным подключением аккумуляторов.

Как подключить литиевые батареи параллельно?

–

Victron:

Литиевая батарея Victron LiFePO4 Smart может быть подключена параллельно до 5 батарей. Это значительно увеличивает ток разряда и хранение при глубоком цикле.

При параллельном подключении 3 литиевых батарей Victron LiFePO4 12,8 В/200 А·ч-a рекомендуемый ток непрерывного разряда ≤600 А. Вы можете безопасно запустить инвертор мощностью 6000 Вт из этой установки. Это огромная возможность, предназначенная для серьезных установок в автоприцепах и домах на колесах. Victron также может похвастаться большим сроком службы при различной глубине разряда:

• 80% глубина разряда 2500 циклов
• 70% глубина разряда 3000 циклов
• 50% глубина разряда 5000 циклов

Ваша батарея будет работать дольше, чем у конкурентов при тех же условиях.