แบตเตอรี่แบบขนานที่มีความจุต่างกัน: เคล็ดลับเพื่อความปลอดภัย

เมื่อประกอบหรืออัพเกรดระบบแบตเตอรี่ ผู้ใช้มักเผชิญกับคำถามเชิงปฏิบัติ:ฉันสามารถเชื่อมต่อแบตเตอรี่สองก้อนที่มีความจุต่างกันแบบขนานได้หรือไม่l?

ในขณะที่สามารถเชื่อมต่อด้วยระบบไฟฟ้าได้แบตเตอรี่ที่มีแรงดันไฟฟ้าเท่ากันขนานกันความท้าทายทางกายภาพที่เกิดจากความแตกต่างของความจุมักถูกมองข้าม

บทความนี้จะเจาะลึกถึงตรรกะทางเทคนิคที่อยู่เบื้องหลังการเชื่อมต่อแบบขนานของแบตเตอรี่ด้วยขีดความสามารถที่แตกต่างกัน ความเสี่ยงด้านความปลอดภัยที่อาจเกิดขึ้น และCopow ฉลาดแค่ไหนระบบการจัดการแบตเตอรี่มีบทบาทสำคัญในการป้องกันในการกำหนดค่าที่ซับซ้อน.

แบตเตอรี่แบบขนานที่มีความจุต่างกันคืออะไร?

พูดง่ายๆ ก็คือเชื่อมต่อแบตเตอรี่ที่มีความจุต่างกันแบบขนานหมายถึงการเชื่อมโยงแบตเตอรี่ตั้งแต่ 2 ก้อนขึ้นไปที่มีแรงดันไฟฟ้าเท่ากันแต่มีความจุพลังงานต่างกันโดยการเชื่อมต่อขั้วบวกเข้ากับขั้วบวกและขั้วลบเข้ากับขั้วลบเพื่อให้ทำงานด้วยกันได้ที่ระดับแรงดันไฟฟ้าเท่ากัน

แม้ว่าการเชื่อมต่อประเภทนี้จะเป็นไปได้ทางไฟฟ้าในทางทฤษฎี แต่แบตเตอรี่ที่มีความจุต่างกันมักจะประสบกับการกระจายกระแสไฟที่ไม่สม่ำเสมอระหว่างการชาร์จและการคายประจุ ซึ่งอาจนำไปสู่ปัญหาต่างๆ เช่น การชาร์จไฟมากเกินไปหรือการคายประจุมากเกินไป- เพิ่มความเสี่ยงด้านความปลอดภัย และการเร่งการเสื่อมสภาพของแบตเตอรี่

เป็นผลให้โดยทั่วไปไม่แนะนำให้เชื่อมต่อแบตเตอรี่ที่มีความจุต่างกันแบบขนาน เว้นแต่มีระบบป้องกันเฉพาะ-เช่นระบบจัดการแบตเตอรี่อัจฉริยะ (BMS)-อยู่ในสถานที่แล้ว

แหล่งที่มา:เป็นไปได้หรือไม่ที่เซลล์แบตเตอรี่ LiFePO4 แบบขนานที่มีความจุต่างกัน

บทความที่เกี่ยวข้อง:ระบบการจัดการแบตเตอรี่ LiFePO4 คืออะไร?

ความเสี่ยงที่อาจเกิดขึ้นจากการเชื่อมต่อแบตเตอรี่ที่มีความจุต่างกัน

ดังที่กล่าวไว้ข้างต้น แม้ว่าการเชื่อมต่อแบตเตอรี่ที่มีความจุต่างกันแบบขนานนั้นมีความเป็นไปได้ทางกายภาพ แต่มักจะเกี่ยวข้องกับความเสี่ยงต่างๆ มากมายในการใช้งานจริง- ซึ่งเราจะสรุปไว้ล่วงหน้า

1. "กระแสไหลเข้า" ที่เป็นอันตราย

นี่เป็นความเสี่ยงที่เกิดขึ้นทันทีและอาจเป็นอันตรายได้เมื่อเชื่อมต่อแบตเตอรี่ที่มีความจุต่างกันแบบขนาน

• หลักการ:หากแบตเตอรี่มีแรงดันไฟฟ้า (สถานะการชาร์จ) ไม่เท่ากันในขณะที่เชื่อมต่อ แบตเตอรี่ที่มีแรงดันไฟฟ้าสูงกว่า-จะเริ่มชาร์จแบตเตอรี่ที่มีแรงดันไฟฟ้าต่ำกว่า-ทันที
• ผลที่ตามมา:เนื่องจากความต้านทานภายในของแบตเตอรี่ต่ำมาก กระแสไฟกระชากนี้จึงสูงถึงหลายร้อยแอมแปร์ กระแสไฟพุ่งสูงดังกล่าวอาจทำให้สายเชื่อมต่อร้อนเกินไปหรือละลายทันที และในกรณีร้ายแรง อาจทำให้เกิดเพลิงไหม้หรือการระเบิดของแบตเตอรี่ได้

⭐นี่คือเหตุผลว่าทำไมโรงงานของเราจึงจัดหาโมดูลแบตเตอรี่ที่ตรงกันล่วงหน้า- เรารับรองว่าทุกเซลล์ในชุดของเรามีค่าเบี่ยงเบนแรงดันไฟฟ้าน้อยกว่า 20mV ก่อนการประกอบ

2. การเร่งการเสื่อมสภาพของแบตเตอรี่ความจุขนาดเล็ก-

แม้ว่ากระแสในวงจรขนานจะถูกกระจายโดยอัตโนมัติตามความต้านทานภายใน แต่แบตเตอรี่ที่มีความจุต่างกันจะแสดงลักษณะการคายประจุที่แตกต่างกัน (เส้นโค้งการคายประจุ)

• หลักการ:ในระหว่างรอบการชาร์จและการคายประจุ แบตเตอรี่ที่มีความจุน้อยกว่า-มักจะรับภาระที่สูงกว่าอย่างไม่เป็นสัดส่วนเมื่อเปรียบเทียบกับแบตเตอรี่ที่มีความจุมากกว่า-
• ผลที่ตามมา:แบตเตอรี่ขนาดเล็กจะหมดอายุการใช้งานเร็วขึ้น และมีแนวโน้มที่จะเกิดความร้อนสูงเกินไป เมื่อประสิทธิภาพลดลง ก็จะสามารถลดประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือของแบตเตอรี่ทั้งหมดได้

3. การสูญเสียพลังงานของปรสิต

เมื่อระบบหยุดนิ่ง อาจมีความแตกต่างแรงดันไฟฟ้าเล็กน้อยระหว่างแบตเตอรี่ที่มีความจุต่างกันหรือสถานะอายุการใช้งานต่างกัน

• หลักการ:แบตเตอรี่ที่มีประสิทธิภาพดีกว่าหรือมีความจุมากขึ้นจะพยายาม "ชาร์จ" แบตเตอรี่ที่อ่อนกว่าอย่างต่อเนื่องเพื่อปรับแรงดันไฟฟ้าให้เท่ากัน
• ผลที่ตามมา:การถ่ายโอนพลังงานของปรสิตนี้ทำให้อัตราการคายประจุตัวเอง-สูงผิดปกติระหว่างการเก็บรักษา เมื่อเวลาผ่านไป อายุการใช้งานของแบตเตอรี่ทั้งหมดในแพ็คคู่ขนานจะสั้นลงอย่างมาก

4. ความท้าทายในการจัดการการชาร์จ

ที่ชาร์จส่วนใหญ่ได้รับการออกแบบสำหรับแบตเตอรี่ก้อนเดียว และไม่สามารถคำนึงถึงความแตกต่างระหว่างบุคคลภายในวงจรขนานได้

• เสี่ยง:เครื่องชาร์จจะตรวจสอบแรงดันไฟฟ้าโดยรวมของแบตเตอรี่ที่เชื่อมต่อแบบขนาน- หากแบตเตอรี่ที่มีความจุน้อยกว่า-หนึ่งก้อนมีความต้านทานภายในเพิ่มขึ้นเนื่องจากการเสื่อมสภาพ อาจเกิดความร้อนมากเกินไปในระหว่างการชาร์จ ในขณะที่แบตเตอรี่ที่มีความจุมากกว่า-นั้นยังไม่ได้ชาร์จจนเต็ม ความไม่สมดุลนี้อาจส่งผลให้แบตเตอรี่ขนาดเล็กเกิดความร้อนมากเกินไป

จะซิงโครไนซ์แบตเตอรี่เพื่อการเชื่อมต่อแบบขนานอย่างปลอดภัยได้อย่างไร

ถึงลดความเสี่ยงของความจุที่ไม่ตรงกันและรับประกันความเสถียรของระบบในระยะยาว-การปฏิบัติตามโปรโตคอลการประกอบแบบมืออาชีพถือเป็นสิ่งสำคัญ หากคุณกำลังกำหนดค่าระบบขนาน ให้ใช้ขั้นตอนเหล่านี้เพื่อป้องกันกระแสหมุนเวียนและความเสียหายของฮาร์ดแวร์:

กฎทอง

ความเท่าเทียมกันของแรงดันไฟฟ้า วิธีที่เชื่อถือได้มากที่สุดในการป้องกันความเครียดของระบบคือการตรวจสอบให้แน่ใจว่าแบตเตอรี่ทุกก้อนมีแรงดันไฟฟ้าเท่ากัน ซึ่งช่วยลดกระแสหมุนเวียน (กระแสลูป) ระหว่างยูนิต ทำให้มั่นใจได้ว่าพลังงานจะถูกส่งไปที่โหลดอย่างมีประสิทธิภาพ แทนที่จะสิ้นเปลืองไปกับการปรับสมดุลภายใน

การซิงโครไนซ์สถานะการชาร์จ (SoC)

ก่อนการประกอบขั้นสุดท้าย แบตเตอรี่จะต้อง "ซิงค์กัน" เราขอแนะนำหนึ่งในสองวิธีการเตรียมการต่อไปนี้:

• วิธีการชาร์จเต็ม:ชาร์จแบตเตอรี่แต่ละก้อนทีละ 100% (เต็ม) ก่อนเชื่อมต่อ
• วิธีการปลดปล่อยแบบเต็ม:คายประจุแบตเตอรี่ทั้งหมดไปยังจุดตัดจนสุดก่อนการประกอบ ซึ่งจะสร้าง "เส้นฐาน" ที่เป็นหนึ่งเดียวกัน เพื่อป้องกันไม่ให้แบตเตอรี่พลังงานสูง-พุ่งกระแสอย่างรุนแรงไปสู่พลังงาน-ที่ต่ำกว่าเมื่อมีการเชื่อมต่อ

จุดตรวจสอบการเชื่อมต่อล่วงหน้าที่สำคัญสองจุด-

• ยุทธศาสตร์รัฐพลังงานต่ำ:หากเป็นไปได้ ให้ประกอบคลัสเตอร์แบบขนานเมื่อแบตเตอรี่อยู่ในสถานะคายประจุ ซึ่งจะช่วยลดความรุนแรงที่อาจเกิดขึ้นจากการลัดวงจรโดยไม่ตั้งใจในระหว่างกระบวนการเดินสายไฟ
• เกณฑ์ความปลอดภัย 50mV:ก่อนที่จะขันสลักเกลียวขั้วต่อให้แน่น ให้ใช้มัลติมิเตอร์ที่มีความแม่นยำสูง-เพื่อตรวจสอบว่าแรงดันไฟฟ้าที่แตกต่างกัน (เดลต้า) ระหว่างแบตเตอรี่น้อยกว่า 50mV (0.05V) การอยู่ในระยะขอบแคบนี้เป็นวิธีเดียวที่จะหลีกเลี่ยงกระแสน้ำไหลเข้าที่เป็นอันตรายได้อย่างมีประสิทธิภาพ

⭐คุณกำลังวางแผนโครงการแบตเตอรี่เฉพาะหรือไม่? ถ้าทำได้แจ้งให้เราทราบใบสมัครของคุณ-เช่น ที่เก็บพลังงานแสงอาทิตย์หรือแบตเตอรี่รถกอล์ฟ-Copow สามารถจัดหาโซลูชันการเดินสายที่ตรงเป้าหมายมากขึ้นและคำแนะนำด้านความปลอดภัยสำหรับความต้องการของคุณ.

BMS สามารถจัดการพฤติกรรมของเซลล์ที่ไม่สอดคล้องกันอย่างเหมาะสมได้หรือไม่

ภายใต้สถานการณ์ปกติ ระบบจัดการแบตเตอรี่ (BMS) สามารถให้การป้องกันแบตเตอรี่ในระดับหนึ่งได้ไม่สามารถกำจัดข้อบกพร่องทางกายภาพที่เกิดจากความไม่สอดคล้องกันของเซลล์ได้อย่างสมบูรณ์เนื่องจากแต่ละเซลล์มีความแตกต่างกันในด้านความจุ ความต้านทานภายใน และระดับความชรา

บทบาทหลักของ BMS คือการรักษาพื้นฐานด้านความปลอดภัย ไม่ใช่เพื่อชดเชยข้อบกพร่องโดยธรรมชาติของเซลล์ หากความแตกต่างระหว่างเซลล์ใหญ่เกินไป ความสามารถในการจัดการของ BMS อาจถูกจำกัดขึ้นอยู่กับการออกแบบชุดแบตเตอรี่ทั้งหมดและความแม่นยำของ BMS ที่ผู้ผลิตใช้เป็นหลัก

โชคดีที่มีความก้าวหน้าทางเทคโนโลยี R&Dตอนนี้ Copow สามารถสวมใส่แต่ละอันได้แล้วแบตเตอรี่ LiFePO₄ด้วยระบบจัดการแบตเตอรี่อัจฉริยะที่มี "การปรับสมดุลที่ใช้งานอยู่" ซึ่งช่วยลดความเสี่ยงที่เกิดจากความไม่สอดคล้องกันของเซลล์

คุณกำลังออกแบบระบบความจุขนาดใหญ่-ใช่หรือไม่แทนที่จะกังวลเกี่ยวกับความจุที่ไม่ตรงกัน ให้วิศวกรของเราออกแบบโซลูชันแพ็คเดี่ยว-ความจุสูง- หรือคลัสเตอร์คู่ขนานที่สมดุลสำหรับคุณ[ติดต่อเราเพื่อออกแบบแผนผังระบบ]

เหตุใดระบบแบตเตอรี่ที่กำหนดค่าไว้ล่วงหน้า-ของ Copow จึงปลอดภัยกว่าในการรองรับการกำหนดค่าแบตเตอรี่แบบขนานที่ซับซ้อน

BMS ของ Copow มีความชาญฉลาดมากกว่าระบบจัดการแบตเตอรี่มาตรฐานในท้องตลาด แต่ก็ยังไม่สามารถท้าทายกฎพื้นฐานของฟิสิกส์ได้

ก่อนหน้านี้ เราได้แนะนำคุณลักษณะ "การปรับสมดุลที่ใช้งานอยู่" ของ BMS อย่างไรก็ตามก็มีในปัจจุบันไม่มี BMS ที่สามารถขจัดปัญหาที่เกิดจากความไม่สอดคล้องกันของเซลล์ได้อย่างสมบูรณ์ ทุกระบบสามารถบรรเทาได้ในระดับหนึ่งเท่านั้น

ดังนั้นเมื่อเลือกกผู้จำหน่ายแบตเตอรี่ LiFePO₄, เราขอแนะนำให้เลือกเซลล์ที่มีคะแนน A+ หรือสูงกว่า แทนที่จะอาศัย BMS เพียงอย่างเดียวเพื่อชดเชยความแปรผันของเซลล์

เคล็ดลับ:แบตเตอรี่ LiFePO4 ของ Copow ไม่เพียงแต่มีประสิทธิภาพ BMS ที่ยอดเยี่ยมเท่านั้น แต่ยังรวมถึงการเลือกเซลล์ด้วย พวกเขาใช้เซลล์เกรด A+ จากแบรนด์ชั้นนำ-เช่น BYD, CATL และ EVE Energy ทั้งหมดเป็นของใหม่และยังไม่ได้เปิด หากสนใจสามารถติดต่อโคโปว์ได้โดยตรงที่รับการกำหนดค่าแบตเตอรี่ที่เหมาะสมที่สุด.

สรุป: ประเด็นสำคัญสำหรับความปลอดภัยของแบตเตอรี่แบบขนาน

แม้ว่าขนานแบตเตอรี่ที่มีความจุต่างกันมีความเป็นไปได้ทางเทคนิค โดยมีความต้องการความเสถียรและความปลอดภัยของระบบมากขึ้น ที่เอฟเฟกต์ "ลิงก์ที่อ่อนแอที่สุด" ทางกายภาพหมายความว่าประสิทธิภาพของระบบมักจะถูกจำกัดโดยเซลล์ที่อ่อนแอที่สุด

ในขณะที่บีเอ็มเอสอัจฉริยะเช่น Copow ซึ่งมาพร้อมกับฟังก์ชันการปรับสมดุลแบบแอคทีฟ สามารถลดความเสี่ยงที่เกิดจากความไม่สอดคล้องกันและยืดอายุการใช้งานแบตเตอรี่ได้อย่างมาก ซึ่งไม่ได้ช่วย{0}}ได้ทั้งหมด

การป้องกันย่อมดีกว่าการแก้ไข:เมื่อสร้างกระบบขนานโดยเลือก-แบตเตอรี่คุณภาพสูง-เช่น Copow ซึ่งใช้เซลล์เกรด A+ จาก BYD หรือ CATL-เป็นวิธีที่เชื่อถือได้มากที่สุดเพื่อให้มั่นใจถึงการดำเนินงานที่มีประสิทธิภาพ

เมื่อดำเนินการขยายกำลังการผลิต ให้จัดลำดับความสำคัญเสมอความสม่ำเสมอของแรงดันไฟฟ้าและเซลล์คุณภาพสูง-เพื่อให้ระบบพลังงานของคุณปลอดภัย ทนทาน และเชื่อถือได้

หากคุณต้องการที่จะสำรวจความเป็นไปได้ของการขนานแบตเตอรี่โดยละเอียดยิ่งขึ้นรู้สึกอิสระที่จะติดต่อโคโปว์-มีความสามารถในการปรับแต่งขั้นสูง