Λόγω της περιορισμένης τάσης και χωρητικότητας της μονής μπαταρίας, απαιτείται ένας σειριακός-παράλληλος συνδυασμός για να ληφθεί υψηλότερη τάση και χωρητικότητα, που μπορεί να καλύψει τις πραγματικές απαιτήσεις τροφοδοσίας διαφορετικών συσκευών που τροφοδοτούνται από πακέτα μπαταριών λιθίου.

  • Μπαταρίες λιθίου σε σειρά: προστίθεται η τάση, η χωρητικότητα παραμένει ίδια, και η εσωτερική αντίσταση αυξάνεται.
  • Μπαταρίες λιθίου παράλληλα: η τάση παραμένει ίδια, προστίθεται η χωρητικότητα, η εσωτερική αντίσταση μειώνεται, και παρατείνεται η διάρκεια του τροφοδοτικού.
  • Μπαταρίες λιθίου σε σειρά και παράλληλες: Μεταξύ των μπαταριών λιθίου υπάρχουν και παράλληλοι συνδυασμοί και συνδυασμοί σειράς, που αυξάνει τόσο την τάση όσο και τη χωρητικότητα ολόκληρης της μπαταρίας.
  • Μπαταρία Voltage σύνδεσης σειράς: η τάση προστίθεται όταν τα στοιχεία της μπαταρίας συνδέονται σε σειρά. Για παράδειγμα, 3.7Οι μεμονωμένες κυψέλες V μπορούν να συναρμολογηθούν σε μια μπαταρία με τάση ίση με 3.7*(Ν)V όπως απαιτείται (Ν: τον αριθμό των μεμονωμένων κυττάρων), όπως 7,4V, 12V, 24V, 36V, 48V, 60V, 72V, και τα λοιπά.
  • Χωρητικότητα μπαταρίας παράλληλης σύνδεσης: η χωρητικότητα προστίθεται όταν τα στοιχεία της μπαταρίας συνδέονται παράλληλα. Για παράδειγμα, μια μονή μπαταρία 2000 mAh μπορεί να συναρμολογηθεί σε μια μπαταρία χωρητικότητας 2*(Ν)Αχ όπως απαιτείται (Ν: τον αριθμό των μεμονωμένων κυττάρων), όπως 4000 mAh, 6000mAh, 8000mAh, 5Αχ, 10Αχ, 20Αχ, 30Αχ, 50Αχ, 100Αχ, και τα λοιπά.
lithium battery pack parts

Πακέτο μπαταριών λιθίου

Η μπαταρία λιθίου αναφέρεται στην επεξεργασία, συνέλευση, και συσκευασία μπαταριών λιθίου. Η διαδικασία συναρμολόγησης των μπαταριών λιθίου σε μια ομάδα ονομάζεται PACK.

Ένα PACK μπορεί να είναι μια μπαταρία ή μια σειρά και παράλληλη μπαταρία λιθίου. Μια μπαταρία λιθίου συνήθως αποτελείται από ένα πλαστικό κέλυφος, προστατευτική πλάκα, πυρήνα μπαταρίας, ηλεκτρόδιο εξόδου, τεμάχιο επαφής για σύνδεση, και άλλες μονωτικές ταινίες, ταινίες διπλής όψης, και τα λοιπά. Παρακάτω είναι μερικά κύρια συστατικά:

  1. Κυψέλη μπαταρίας λιθίου: το βασικό μέρος της τελικής μπαταρίας
  2. Πίνακας προστασίας (BMS): ονομάζεται επίσης BMS (σύστημα διαχείρισης μπαταρίας), μπορεί να προστατεύσει τη μπαταρία για να αποφύγει την υπερφόρτιση, υπερβολική αποφόρτιση, υπερένταση, βραχυκύκλωμα, και έξυπνη προστασία ελέγχου θερμοκρασίας NTC.
  3. Πλαστικό κέλυφος: τον σκελετό στήριξης ολόκληρης της μπαταρίας; τοποθέτηση και στερέωση της προστατευτικής πλάκας; μεταφορά και περιορισμός όλων των άλλων εξαρτημάτων χωρίς κέλυφος.
  4. Ακροδέκτης: Μπορούν να παρέχονται διάφορες διεπαφές φόρτισης και εκφόρτισης καλωδίων ακροδεκτών για διάφορα ηλεκτρονικά προϊόντα, προϊόντα αποθήκευσης ενέργειας, και εφεδρικά τροφοδοτικά.
  5. Λωρίδα νικελίου/στήριγμα: σύνδεση και στερέωση στοιχείων της κυψέλης

Σειρά μπαταριών λιθίου και παράλληλος συνδυασμός

Για λόγους ασφαλείας, Οι μπαταρίες λιθίου πρέπει να συνδέονται σε εξωτερική πλακέτα προστασίας (BMS) για την παρακολούθηση κάθε μπαταρίας.

Γενικά δεν συνιστάται η παράλληλη χρήση μπαταριών. Αν συνδέονται παράλληλα, τη συνοχή των παραμέτρων της μπαταρίας (ικανότητα, εσωτερική αντίσταση, και τα λοιπά.) πρέπει να διασφαλιστεί. Οι μπαταρίες που χρησιμοποιούνται σε σειρά πρέπει επίσης να έχουν τις ίδιες παραμέτρους, αλλιώς, η απόδοση της μπαταρίας θα είναι πολύ χειρότερη από αυτή μιας μεμονωμένης κυψέλης.

Τυπική σύζευξη μπαταριών λιθίου Διαφορά τάσης≤10mV, διαφορά εσωτερικής αντίστασης≤5mΩ, διαφορά χωρητικότητας≤20mA

Ο σκοπός της σύζευξης μπαταριών λιθίου είναι να διασφαλιστεί ότι η χωρητικότητα, δυναμικό, εσωτερική αντίσταση, και η επίδραση κάθε μπαταρίας στη μπαταρία είναι συνεπής. Η ασυνέπεια θα οδηγήσει σε διάφορες παραμέτρους μπαταρίας κατά τη χρήση της μπαταρίας λιθίου. Εάν η τάση της μπαταρίας δεν είναι ισορροπημένη, η μπαταρία θα υπερφορτιστεί, ή υπερβολική αποφόρτιση, και η χωρητικότητα δεν θα ασκηθεί, προκαλώντας τον κίνδυνο έκρηξης και πυρκαγιάς.

Υπολογισμός σειράς και παράλληλων μπαταριών λιθίου

Όλοι γνωρίζουμε ότι όταν οι μπαταρίες είναι σε σειρά σύνδεσης, η τάση των μπαταριών λιθίου αυξάνεται, και όταν βρίσκονται σε παράλληλη σύνδεση, η χωρητικότητα των μπαταριών λιθίου αυξάνεται, πώς να υπολογίσετε τον αριθμό των σειρών και των παραλλήλων μιας μπαταρίας λιθίου? και πόσα κύτταρα χρειάζονται για τη σύνθεση?

Πριν τον υπολογισμό, πρέπει να γνωρίζουμε τις προδιαγραφές της μπαταρίας που χρησιμοποιούνται για τη συναρμολόγηση αυτού του πακέτου μπαταριών λιθίου. Επειδή διαφορετικές κυψέλες έχουν διαφορετική χωρητικότητα τάσης, ο αριθμός των σειρών και των παραλλήλων που απαιτούνται για τη συναρμολόγηση ενός πακέτου μπαταριών λιθίου συγκεκριμένης προδιαγραφής είναι διαφορετικός.

Οι συνήθεις τύποι μπαταριών λιθίου περιλαμβάνουν 3,7 V για οξείδιο του κοβαλτίου λιθίου, 3.6V για τριαδικό, 3.2V για φωσφορικό σίδηρο λιθίου, και 2,4V για τιτανικό λίθιο.

Η χωρητικότητα ποικίλλει ανάλογα με το μέγεθος, υλικό, και κατασκευαστής της μπαταρίας. Πάρτε για παράδειγμα μια μπαταρία λιθίου 48V 20Ah:

Υποθέτοντας ότι η προδιαγραφή ενός κυττάρου που χρησιμοποιείται είναι 18650 3.7V 2000 mAh

Αριθμός παράλληλων κελιών: 20Αχ/2Αχ= 10 (10 κύτταρα παράλληλα)

Αριθμός κελιών σειράς: 48V/3,7V=13 (13 κελιά σε σειρά)

Όλο το σετ μπαταριών είναι 13 × 10 = 130 κύτταρα

Έτσι για να φτιάξετε μια μπαταρία λιθίου 48V 20AH, χρειαζόμαστε 130 τμχ 18650 3.7Κυψέλες μπαταρίας V 2000mAh για κατασκευή σε 13S10P.

Προφυλάξεις για μπαταρίες λιθίου σε σειρά και παράλληλες

  • Μη χρησιμοποιείτε μπαταρίες διαφορετικής μάρκας μαζί.
  • Μην χρησιμοποιείτε μπαταρίες διαφορετικών τάσεων μαζί.
  • Μην αναμιγνύετε διαφορετικές χωρητικότητες ή παλιές και νέες μπαταρίες λιθίου.
  • Μπαταρίες διαφορετικών χημικών υλικών δεν μπορούν να αναμειχθούν, όπως μπαταρίες υδριδίου νικελίου-μετάλλου και λιθίου.
  • Όταν η ισχύς της μπαταρίας είναι χαμηλή, αντικαταστήστε όλες τις μπαταρίες.
  • Χρησιμοποιήστε την προστατευτική πλακέτα μπαταρίας λιθίου (BMS) με τις αντίστοιχες παραμέτρους.
  • Επιλέξτε μπαταρίες με την ίδια απόδοση. Γενικά, Οι μπαταρίες λιθίου πρέπει να συνδυάζονται σε σειρά και παράλληλα. Πρότυπο αντιστοίχισης: διαφορά τάσης≤10mV, διαφορά εσωτερικής αντίστασης≤5mΩ, διαφορά χωρητικότητας≤20mA