Czy akumulatory litowo-żelazowo-fosforowe o mocy 12,8 V mogą być podłączone szeregowo lub równolegle?

Tak. Większość akumulatorów LiFePO4 12,8 V można podłączyć zarówno w konfiguracji szeregowej, jak i równoległej, jeśli akumulator i system BMS są do tego zaprojektowane.

• Połączenie szeregowe (do 4S):Zwiększa napięcie z 12,8 V do 51,2 V.
• Połączenie równoległe (do 4P):Zwiększa pojemność ze 100Ah do 400Ah przy zachowaniu napięcia 12,8V.
• Połączona konfiguracja 4S4P:Dostarcza 51,2 V i 400 Ah, co odpowiada20,48 kWhmagazynowania energii.

Właściwe dopasowanie napięcia, kompatybilna ochrona BMS i prawidłowe praktyki okablowania są niezbędne dla bezpiecznej pracy.

Od systemów zasilania pojazdów kempingowych i zastosowań morskich po przemysłowe zasilacze UPS i magazynowanie energii słonecznej, akumulatory litowo-żelazowo-fosforanowe (LiFePO4) 12,8 V stały się preferowanym rozwiązaniem zapewniającym bezpieczne magazynowanie energii o długiej żywotności.

W porównaniu z tradycyjnymi akumulatorami kwasowo-ołowiowymi, technologia LiFePO4 oferuje:

• Doskonała stabilność termiczna
• Płaska krzywa napięcia rozładowania
• Niskie wymagania konserwacyjne
• Ponad 6000 cykli ładowania
• Wysoka wydajność ładowania/rozładowania

Jedną z największych zalet jest skalowalność. Łącząc akumulatory szeregowo lub równolegle, użytkownicy mogą budować systemy spełniające wymagania dotyczące wyższego napięcia lub większej pojemności energetycznej.

Jednakże nieprawidłowe rozszerzenie baterii może spowodować przyspieszone starzenie się, brak równowagi, wyłączenie BMS lub zagrożenie bezpieczeństwa. Zrozumienie prawidłowej konfiguracji ma kluczowe znaczenie przed zbudowaniem banku akumulatorów.

W konfiguracji szeregowej zacisk dodatni jednego akumulatora łączy się z zaciskiem ujemnym następnego.

Napięcie sumuje się, a pojemność pozostaje niezmieniona.

Konfiguracja 4S tworzy standardSystem akumulatorów klasy 48V, powszechnie stosowane w magazynowaniu energii słonecznej, przemysłowych systemach UPS, telekomunikacyjnym zasilaniu awaryjnym, falownikach 48 V.

• Niższy prąd roboczy
• Zmniejszone straty w kablach
• Mniejszy rozmiar przewodnika
• Poprawiona wydajność falownika

W konfiguracji równoległej wszystkie zaciski dodatnie są ze sobą połączone, a wszystkie zaciski ujemne są ze sobą połączone.

Napięcie pozostaje stałe, podczas gdy pojemność wzrasta.

Rozbudowa równoległa jest idealna, gdy napięcie systemu jest już prawidłowe, ale wymagany jest dłuższy czas pracy.

Typowe zastosowania obejmują systemy RV i systemy morskie, kabiny poza siecią, awaryjne systemy rezerwowe, wysokoprądowe obciążenia DC.

• Dłuższy czas działania
• Większe magazynowanie energii
• Wyższa zdolność ciągłego rozładowania
• Łatwiejsza rozbudowa w przyszłości

Można łączyć połączenia szeregowe i równoległe.

AKonfiguracja 4S4Pskłada się z szesnastu akumulatorów 12,8V 100Ah:

Jest to maksymalna zalecana konfiguracja dla wielu systemów akumulatorów LiFePO4 12,8 V.

Przy łączeniu akumulatorów szeregowo, kompatybilność z BMS ma ogromne znaczenie:

Typowy BMS klasy 12 V zawiera tranzystory MOSFET o napięciu znamionowym zaledwie 30–40 V; nie są one w stanie wytrzymać napięcia systemowego wynoszącego około 51,2 V wynikającego z konfiguracji serii 4S. W przypadku rozłączenia może to prowadzić do awarii MOSFET, wyładowania łukowego, przegrzania, a nawet trwałego uszkodzenia. Dlatego do zastosowań 4S należy wybrać BMS wyposażony w wysokonapięciowe tranzystory MOSFET o napięciu znamionowym ≥60 V i wyposażony w funkcje zabezpieczające przed przeładowaniem, nadmiernym rozładowaniem, przetężeniem i zwarciami, a także kontrolę temperatury i możliwości równoważenia ogniw.

Ważny:Nigdy nie mieszaj akumulatorów o różnych konstrukcjach BMS w tej samej serii. Różnice w progach ochrony i strategiach równoważenia mogą powodować niestabilność i skracać żywotność baterii.

Aby zapewnić pomyślne działanie pakietu akumulatorów, należy ściśle przestrzegać trzech zasad dopasowania:

1. Używaj baterii tej samej marki i modelu(aby zapobiec nierównomiernemu rozkładowi prądu i różnicowemu starzeniu spowodowanemu zmianami rezystancji wewnętrznej).

2. Używaj baterii z tej samej partii produkcyjnej(aby zapewnić spójność pojemności, rezystancji wewnętrznej i charakterystyki starzenia, zapobiegając w ten sposób brakowi równowagi spowodowanej mieszaniem nowych i starych ogniw).

3. Przed podłączeniem należy upewnić się, że różnica napięcia w obwodzie jałowym pomiędzy dowolnymi dwoma akumulatorami jest mniejsza niż 0,1 V(aby zapobiec uszkodzeniu zacisków, okablowania, BMS lub poszczególnych ogniw przez duże prądy udarowe).

Przed podłączeniem użyj skalibrowanego multimetru, aby zmierzyć i zapisać napięcie obwodu otwartego każdego akumulatora. W razie potrzeby ładuj akumulator niższym napięciem oddzielnie, aby różnica napięć wszystkich akumulatorów nie przekraczała 0,1 V.

Gdy wymagania systemowe przekraczają limity pakietu akumulatorów 4S4P, nie zaleca się arbitralnego dodawania akumulatorów przekraczających pojemność znamionową producenta. Zamiast tego należy zastosować rozwiązania zaprojektowane specjalnie do zastosowań na większą skalę, takie jak szafy do magazynowania energii wysokiego napięcia wyposażone w zintegrowany system BMS wysokiego napięcia i łatwość instalacji; systemy akumulatorowe wykorzystujące magistralę CAN lub protokoły RS485, które obsługują monitorowanie w czasie rzeczywistym SOC, SOH, napięcia i temperatury; lub wielojednostkowe równoległe systemy szyn prądu stałego z aktywnym podziałem prądu, odpowiednie dla wydajności przekraczających 50–200 kWh.

Jeśli projekt wymaga pojemności przekraczającej 20 kWh, wyższego napięcia szyny prądu stałego lub niestandardowego protokołu komunikacyjnego, należy skonsultować się z inżynierem systemu akumulatorów w celu określenia najbezpieczniejszej i najbardziej wydajnej architektury.

Nie jest to zalecane. Różnice w rezystancji wewnętrznej, pojemności i ustawieniach BMS mogą prowadzić do braku równowagi i skrócenia żywotności.

Większość systemów obsługuje do4 akumulatory szeregowo (4S), tworząc bank akumulatorów 51,2 V. Zawsze sprawdzaj specyfikacje producenta.

Wielu producentów dopuszcza do4 akumulatory równolegle (4P), chociaż niektóre systemy komercyjne obsługują więcej dzięki dodatkowemu sprzętowi równoważącemu.

Różnice napięcia powodują powstawanie prądu rozruchowego pomiędzy akumulatorami, potencjalnie uszkadzając ogniwa, okablowanie lub BMS. Baterie powinny być dopasowane w granicach 0,1 V przed podłączeniem.

Tak, pod warunkiem, że akumulatory są przeznaczone do pracy szeregowo-równoległej, korzystają z kompatybilnego zabezpieczenia BMS i przestrzegają odpowiednich praktyk instalacyjnych.