هل يمكن توصيل بطاريات فوسفات الحديد الليثيوم 12.8 فولت على التوالي أو بالتوازي؟

نعم. يمكن توصيل معظم بطاريات LiFePO4 بقدرة 12.8 فولت في كل من التكوينات المتسلسلة والمتوازية عندما تكون البطارية ونظام إدارة المباني مصممين لدعمها.

• اتصال السلسلة (حتى 4S):يزيد الجهد من 12.8 فولت إلى 51.2 فولت.
• اتصال متوازي (حتى 4P):زيادة السعة من 100 أمبير إلى 400 أمبير مع الحفاظ على 12.8 فولت.
• تكوين 4S4P المدمج:يوفر 51.2 فولت و400 أمبير، أي ما يعادل20.48 كيلو واط ساعيمن تخزين الطاقة.

تعد مطابقة الجهد المناسب وحماية BMS المتوافقة وممارسات الأسلاك الصحيحة ضرورية للتشغيل الآمن.

من أنظمة الطاقة RV والتطبيقات البحرية إلى UPS الصناعية وتخزين الطاقة الشمسية، أصبحت بطاريات ليثيوم فوسفات الحديد (LiFePO4) بقدرة 12.8 فولت هي الحل المفضل لتخزين الطاقة بشكل آمن وطويل العمر.

بالمقارنة مع بطاريات الرصاص الحمضية التقليدية، توفر تقنية LiFePO4 ما يلي:

• استقرار حراري ممتاز
• منحنى جهد التفريغ المسطح
• متطلبات صيانة منخفضة
• أكثر من 6000 دورة شحن
• كفاءة شحن/تفريغ عالية

واحدة من أكبر المزايا هي قابلية التوسع. من خلال توصيل البطاريات على التوالي أو بالتوازي، يمكن للمستخدمين بناء أنظمة تلبي متطلبات الجهد العالي أو سعة الطاقة الأكبر.

ومع ذلك، يمكن أن يؤدي توسيع البطارية بشكل غير مناسب إلى تسارع عمر البطارية، أو عدم التوازن، أو إيقاف تشغيل نظام إدارة المباني (BMS)، أو مخاطر تتعلق بالسلامة. يعد فهم التكوين الصحيح أمرًا بالغ الأهمية قبل بناء بنك البطاريات.

في التكوين المتسلسل، يتصل الطرف الموجب لإحدى البطاريات بالطرف السالب للبطارية التالية.

يضيف الجهد معًا بينما تظل السعة دون تغيير.

تكوين 4S يخلق معيارًانظام بطارية فئة 48 فولت، يشيع استخدامها لتخزين الطاقة الشمسية، وأنظمة UPS الصناعية، والطاقة الاحتياطية للاتصالات، ومحولات 48 فولت.

• انخفاض التشغيل الحالي
• تقليل خسائر الكابلات
• حجم موصل أصغر
• تحسين كفاءة العاكس

في التكوين المتوازي، يتم توصيل جميع الأطراف الموجبة معًا وجميع الأطراف السالبة متصلة معًا.

يظل الجهد ثابتًا مع زيادة السعة.

يعد التوسيع المتوازي مثاليًا عندما يكون جهد النظام صحيحًا بالفعل ولكن يلزم وقت تشغيل أطول.

تشمل التطبيقات النموذجية أنظمة المركبات الترفيهية والأنظمة البحرية، والكبائن خارج الشبكة، وأنظمة النسخ الاحتياطي للطوارئ، وأحمال التيار المستمر عالية التيار.

• وقت تشغيل أطول
• تخزين طاقة أكبر
• قدرة أعلى على التفريغ المستمر
• سهولة التوسع في المستقبل

يمكن الجمع بين الاتصالات التسلسلية والمتوازية.

أتكوين 4S4Pتتكون من ستة عشر بطارية 12.8 فولت 100 أمبير:

هذا هو الحد الأقصى للتكوين الموصى به للعديد من أنظمة بطاريات LiFePO4 بقدرة 12.8 فولت.

عند توصيل البطاريات على التوالي، يكون توافق BMS ذا أهمية قصوى:

يتميز نظام BMS النموذجي من فئة 12 فولت بوحدات MOSFET ذات جهد مقدر يبلغ 30-40 فولت فقط؛ هذه غير قادرة على تحمل جهد النظام البالغ حوالي 51.2 فولت الناتج عن تكوين سلسلة 4S. أثناء أحداث انقطاع الاتصال، يمكن أن يؤدي ذلك إلى تعطل MOSFET، أو حدوث قوس كهربائي، أو ارتفاع درجة الحرارة، أو حتى تلف دائم. لذلك، بالنسبة لتطبيقات 4S، يجب على المرء اختيار نظام إدارة المباني (BMS) المجهز بوحدات MOSFET عالية الجهد مصنفة عند ≥60V، وتتميز بوظائف الحماية ضد الشحن الزائد، والإفراط في التفريغ، والتيار الزائد، والدوائر القصيرة، بالإضافة إلى التحكم في درجة الحرارة وقدرات موازنة الخلايا.

مهم:لا تخلط أبدًا البطاريات مع تصميمات BMS مختلفة في نفس سلسلة السلسلة. يمكن أن تؤدي الاختلافات في حدود الحماية واستراتيجيات التوازن إلى عدم الاستقرار وتقصير عمر البطارية.

لضمان التشغيل الناجح لحزمة البطارية، يجب اتباع ثلاث قواعد مطابقة بدقة:

1. استخدم بطاريات من نفس العلامة التجارية والطراز(لمنع التوزيع الحالي غير المتكافئ والشيخوخة التفاضلية الناجمة عن الاختلافات في المقاومة الداخلية).

2. استخدم البطاريات من نفس دفعة الإنتاج(لضمان الاتساق في القدرة والمقاومة الداخلية وخصائص الشيخوخة، وبالتالي منع الاختلالات الناجمة عن خلط الخلايا الجديدة والقديمة).

3. قبل التوصيل، تأكد من أن فرق جهد الدائرة المفتوحة بين أي بطاريتين أقل من 0.1 فولت(لمنع التيارات المفاجئة الكبيرة من إتلاف المحطات الطرفية أو الأسلاك أو BMS أو الخلايا الفردية).

قبل التوصيل، استخدم مقياسًا متعددًا تمت معايرته لقياس وتسجيل جهد الدائرة المفتوحة لكل بطارية. إذا لزم الأمر، قم بشحن البطارية بالجهد المنخفض بشكل منفصل للحفاظ على فرق الجهد لجميع البطاريات في حدود 0.1 فولت.

عندما تتجاوز متطلبات النظام حدود حزمة بطارية 4S4P، فمن غير المستحسن إضافة بطاريات بشكل تعسفي بما يتجاوز السعة المقدرة للشركة المصنعة. وبدلا من ذلك، ينبغي للمرء أن يتبنى حلولا مصممة خصيصا للتطبيقات واسعة النطاق - مثل خزانات تخزين الطاقة ذات الجهد العالي التي تتميز بنظام إدارة المباني المدمج عالي الجهد وسهولة التركيب؛ أنظمة البطاريات التي تستخدم بروتوكولات CAN bus أو RS485 التي تدعم المراقبة في الوقت الفعلي لـ SOC وSOH والجهد ودرجة الحرارة؛ أو أنظمة حافلات DC متوازية متعددة الوحدات مع مشاركة تيار نشطة، مناسبة للسعات التي تتجاوز 50-200 كيلووات في الساعة.

إذا كان المشروع يتطلب قدرة تتجاوز 20 كيلووات في الساعة، أو جهد ناقل تيار مستمر أعلى، أو بروتوكول اتصال مخصص، فيجب استشارة مهندس نظام البطاريات لتحديد البنية الأكثر أمانًا وكفاءة.

لا ينصح به. يمكن أن تؤدي الاختلافات في المقاومة الداخلية والسعة وإعدادات نظام إدارة المباني إلى اختلال التوازن وتقليل العمر الافتراضي.

تدعم معظم الأنظمة ما يصل إلى4 بطاريات في سلسلة (4S)، إنشاء بنك بطارية 51.2 فولت. تحقق دائمًا من مواصفات الشركة المصنعة.

تسمح العديد من الشركات المصنعة بما يصل إلى4 بطاريات على التوازي (4P)على الرغم من أن بعض الأنظمة التجارية تدعم المزيد من خلال أجهزة موازنة إضافية.

تؤدي اختلافات الجهد إلى إنشاء تيار تدفق بين البطاريات، مما قد يؤدي إلى إتلاف الخلايا أو الأسلاك أو نظام إدارة المباني. يجب أن تكون البطاريات متطابقة ضمن 0.1 فولت قبل التوصيل.

نعم، بشرط أن تكون البطاريات مصممة للتشغيل المتوازي، واستخدام حماية متوافقة مع نظام إدارة المباني (BMS)، واتباع ممارسات التثبيت الصحيحة.