عند تجميع نظام البطارية أو ترقيته، غالبًا ما يواجه المستخدمون سؤالًا عمليًا:هل يمكنني توصيل بطاريتين بسعات مختلفة بالتوازي؟l?
في حين أنه من الممكن كهربائيا للاتصالالبطاريات بنفس الجهد على التوازيغالبًا ما يتم التغاضي عن التحديات الجسدية الناجمة عن الاختلافات في القدرات.
هذه المقالة سوف تتعمق في المنطق الفني وراءالتوصيلات الموازية للبطارياتبقدرات مختلفة، ومخاطر السلامة المحتملة، وكيف كوبو ذكينظام إدارة البطاريةيلعب دورًا وقائيًا رئيسيًا في التكوينات المعقدة.
ما هي البطاريات المتوازية ذات السعات المختلفة؟
ببساطة، توصيل البطاريات ذات السعات المختلفة بالتوازييشير إلى ربط بطاريتين أو أكثر بنفس الجهد المقنن ولكن بسعات طاقة مختلفةعن طريق توصيل الأطراف الموجبة بالأطراف الموجبة والأطراف السالبة بالأطراف السالبة، مما يسمح لها بالعمل معًا على نفس مستوى الجهد.
على الرغم من أن هذا النوع من الاتصال ممكن كهربائيًا من الناحية النظرية، إلا أن البطاريات ذات السعات المختلفة تميل إلى تجربة توزيع تيار غير متساوٍ أثناء الشحن والتفريغ. يمكن أن يؤدي هذا إلى مشكلات مثل الشحن الزائد أو التفريغ الزائد-، مما يزيد من مخاطر السلامة ويسرع من تدهور البطارية.
نتيجة ل،لا يُنصح عمومًا بالتوصيل المتوازي للبطاريات ذات السعات المختلفة إلا في حالة وجود نظام حماية مخصص-مثلنظام إدارة البطارية الذكي (BMS)-في مكانه.
مصدر:هل من الممكن توازي خلايا بطارية LiFePO4 بسعات مختلفة؟
مقالة ذات صلة:ما هو نظام إدارة البطارية LiFePO4؟
المخاطر المحتملة لتوصيل البطاريات بسعات مختلفة
كما ذكرنا سابقًا، على الرغم من أن توصيل البطاريات ذات السعات المختلفة بالتوازي أمر ممكن فعليًا، إلا أنه غالبًا ما ينطوي على مخاطر مختلفة في تطبيقات العالم الحقيقي{{0}، والتي سنوضحها مسبقًا.
1. "تيار الاندفاع" الخطير
هذا هو الخطر الأكثر إلحاحًا وربما الخطورة عند توصيل بطاريات ذات سعات مختلفة بالتوازي.
- مبدأ:إذا لم يكن للبطاريات نفس الجهد (حالة الشحن) تمامًا في لحظة الاتصال، فستبدأ البطارية ذات الجهد العالي-على الفور في شحن البطارية ذات الجهد المنخفض-.
- عواقب:نظرًا لأن المقاومة الداخلية للبطارية منخفضة للغاية، فقد يصل تيار التدفق هذا إلى مئات الأمبيرات. قد يؤدي مثل هذا التدفق العالي للتيار إلى ارتفاع درجة حرارة كابلات التوصيل أو ذوبانها على الفور، وفي الحالات القصوى، يمكن أن يؤدي حتى إلى حرائق البطاريات أو انفجاراتها.
⭐ولهذا السبب يوفر مصنعنا-وحدات بطارية متطابقة مسبقًا. نحن نضمن أن كل خلية في عبواتنا لديها انحراف جهد أقل من 20 مللي فولت قبل التجميع.
2. التدهور المتسارع للبطارية ذات السعة-الأصغر
على الرغم من أن التيار في دائرة متوازية يتم توزيعه تلقائيًا بناءً على المقاومة الداخلية، إلا أن البطاريات ذات السعات المختلفة تظهر خصائص تفريغ مختلفة (منحنيات التفريغ).
- مبدأ:أثناء دورات الشحن والتفريغ، غالبًا ما تتحمل البطارية ذات السعة-الأصغر حملًا أعلى بشكل غير متناسب مقارنة بالبطارية ذات السعة- الأكبر.
- عواقب:تصل البطارية الأصغر حجمًا إلى نهاية دورة حياتها مبكرًا وتكون أكثر عرضة لارتفاع درجة الحرارة. وبمجرد أن يتدهور أدائها، يمكن أن يؤدي ذلك بدوره إلى تقليل كفاءة وموثوقية حزمة البطارية بأكملها.
3. فقدان الطاقة الطفيلية
عندما يكون النظام في حالة راحة، قد توجد اختلافات صغيرة في الجهد بين البطاريات ذات السعات المختلفة أو حالات التقادم المختلفة.
- مبدأ:ستحاول البطارية ذات الأداء الأفضل أو ذات السعة الأكبر باستمرار "شحن" البطارية الأضعف من أجل معادلة الجهد الكهربي.
- عواقب:ويتسبب نقل الطاقة الطفيلي هذا في معدل تفريغ ذاتي -عالي بشكل غير طبيعي أثناء التخزين. مع مرور الوقت، فإنه يقلل بشكل كبير من عمر جميع البطاريات في الحزمة المتوازية.
4. تحديات إدارة الشحن
تم تصميم معظم أجهزة الشحن لحزمة بطارية واحدة ولا يمكنها مراعاة الفروق الفردية داخل دائرة متوازية.
- مخاطرة:يقوم الشاحن بمراقبة الجهد الإجمالي للبطاريات -الموصلة بشكل متوازي. إذا كانت إحدى البطاريات ذات السعة- الأصغر قد زادت من المقاومة الداخلية بسبب التقادم، فقد ترتفع درجة حرارتها أثناء الشحن، في حين أن البطارية ذات السعة الأكبر-لم يتم شحنها بالكامل بعد. يمكن أن يؤدي هذا الخلل إلى ارتفاع درجة حرارة البطارية الأصغر حجمًا.
كيفية مزامنة البطاريات للاتصال المتوازي الآمن؟
لتقليل مخاطر عدم تطابق السعة وضمان -استقرار النظام على المدى الطويل، يعد اتباع بروتوكولات التجميع الاحترافية أمرًا ضروريًا. إذا كنت تقوم بتكوين نظام متوازي، فاستخدم هذه الخطوات لمنع التيارات المتداولة وتلف الأجهزة:
القاعدة الذهبية
مساواة الجهد الطريقة الأكثر موثوقية لمنع إجهاد النظام هي التأكد من أن جميع البطاريات لها جهد متطابق. وهذا يلغي التيارات المتداولة (التيارات الحلقية) بين الوحدات، مما يضمن توصيل الطاقة بكفاءة إلى الحمل بدلاً من إهدارها على التوازن الداخلي.
مزامنة حالة الشحن (SoC).
قبل التجميع النهائي، يجب أن تكون البطاريات "متزامنة". نوصي بإحدى طريقتي التحضير التاليتين:
- طريقة الشحن الكامل:قم بشحن كل بطارية على حدة بنسبة 100% (كاملة) قبل توصيلها.
- طريقة التفريغ الكامل:قم بتفريغ جميع البطاريات بالكامل إلى نقطة القطع الخاصة بها قبل التجميع. يؤدي هذا إلى إنشاء "خط أساسي" موحد، مما يمنع البطارية-ذات الطاقة العالية من دفع التيار بقوة إلى بطارية ذات طاقة أقل-عند الاتصال.
نقطتي فحص حاسمتين قبل{0}الاتصال
- استراتيجية الدولة منخفضة الطاقة:كلما أمكن، قم بتجميع المجموعة المتوازية عندما تكون البطاريات في حالة تفريغها. وهذا يقلل من الشدة المحتملة لدائرة كهربائية قصيرة عرضية أثناء عملية توصيل الأسلاك.
- عتبة الأمان 50 مللي فولت:قبل ربط المسامير الطرفية، استخدم -مقياسًا متعدد الدقة للتأكد من أن فرق الجهد (دلتا) بين البطاريات أقل من 50 مللي فولت (0.05 فولت). إن البقاء ضمن هذا الهامش الضيق هو الطريقة الوحيدة لتجنب التيارات الخطرة بشكل فعال.
⭐هل تخطط لمشروع بطارية محدد؟ إذا استطعتاسمحوا لنا أن نعرف طلبك-مثل تخزين الطاقة الشمسية أو بطاريات عربات الغولف-يمكن لـ Copow توفير المزيد من حلول الأسلاك المستهدفة وتوصيات السلامة لتلبية احتياجاتك.
هل يستطيع BMS إدارة سلوك الخلية غير المتناسق بشكل صحيح؟
في ظل الظروف العادية، يمكن لنظام إدارة البطارية (BMS) توفير مستوى معين من الحماية للبطاريات، ولكنهلا يمكن القضاء بشكل كامل على العيوب الجسدية الناجمة عن عدم تناسق الخلاياحيث أن كل خلية تختلف في القدرة والمقاومة الداخلية ودرجة الشيخوخة.
الدور الأساسي لنظام إدارة المباني هو الحفاظ على خط الأساس للسلامة، وليس التعويض عن أوجه القصور الكامنة في الخلايا. إذا كانت الاختلافات بين الخلايا كبيرة جدًا، فقد تكون القدرة الإدارية لنظام إدارة المباني محدودة.يعتمد إلى حد كبير على التصميم المتكامل لحزمة البطارية بأكملها ودقة نظام إدارة المباني (BMS) الذي تستخدمه الشركة المصنعة.
ولحسن الحظ، مع التقدم الكبير في تكنولوجيا البحث والتطوير،يمكن لـ Coow الآن تجهيز كل منهابطارية LiFePO₄مع نظام ذكي لإدارة البطارية يضم "التوازن النشط"، مما يساعد على تقليل المخاطر الناجمة عن عدم تناسق الخلايا.
| الميزة / الوظيفة | نظام إدارة المباني القياسي | نظام إدارة المباني المتوازن النشط |
|---|---|---|
| إدارة التناقضات الخلية | يمكنه تخفيف اختلافات الجهد جزئيًا ولكن لا يمكنه إزالة التأثيرات الناجمة عن الاختلافات في السعة أو المقاومة الداخلية أو التقادم | ينقل الطاقة الزائدة بشكل فعال من الخلايا- ذات الجهد الأعلى أو- الأعلى إلى الخلايا ذات الجهد- ذات السعة المنخفضة أو- الأقل، مما يقلل من المخاطر الناجمة عن عدم تناسق الخلايا |
| تأثير طويل-على المدى الطويل | قد تؤدي عدم تناسق الخلايا إلى الشيخوخة المبكرة لبعض الخلايا، مما يقلل من العمر الإجمالي للبطارية | تساعد إدارة التوازن على إطالة عمر دورة حزمة البطارية، وإبطاء التدهور، وتحسين الكفاءة الإجمالية |
| أمان | قد تؤدي عدم تناسق الخلايا إلى زيادة خطر الشحن الزائد أو التفريغ الزائد | يقلل بشكل فعال من مخاطر الشحن الزائد/التفريغ الزائد الناتجة عن اختلافات الخلايا، مما يعزز السلامة التشغيلية |
هل تصمم نظامًا ذا سعة كبيرة-؟بدلاً من القلق بشأن عدم تطابق السعة، اسمح لمهندسينا بتصميم حل -عالي السعة أو حزمة واحدة- أو مجموعة متوازية متوازنة لك.[اتصل بنا للحصول على التصميم التخطيطي للنظام]
لماذا تعد أنظمة البطاريات التي تم تكوينها مسبقًا من Copow أكثر أمانًا لدعم تكوينات البطارية المتوازية المعقدة؟
يعد نظام إدارة المباني من كوبو أكثر ذكاءً من أنظمة إدارة البطاريات القياسية الموجودة في السوق، لكنه لا يزال غير قادر على تحدي القوانين الأساسية للفيزياء.
في وقت سابق، قدمنا ميزة "التوازن النشط" لنظام إدارة المباني. ومع ذلك، هناكلا يوجد حاليًا نظام BMS قادر على القضاء تمامًا على المشكلات الناجمة عن عدم تناسق الخلايا. ولا يمكن لجميع الأنظمة التخفيف منها إلا إلى حد معين.
ولذلك، عند اختيار أمورد بطارية LiFePO₄, نوصي باختيار واحد تم تصنيف خلاياه بـ A+ أو أعلى، بدلاً من الاعتماد فقط على BMS للتعويض عن اختلافات الخلايا.
نصائح: لا تتفوق بطاريات LiFePO4 من Copow في أداء BMS فحسب، بل تتفوق أيضًا في اختيار الخلايا. ويستخدمون خلايا بدرجة A+ من العلامات التجارية ذات المستوى الأعلى-.مثل BYD، وCATL، وEVE Energy، وجميعها جديدة تمامًا وغير مفتوحة. إذا كنت مهتمًا، يمكنك الاتصال بـ Copow مباشرة علىاحصل على التكوين الأمثل للبطارية.
الخلاصة: الوجبات السريعة الرئيسية لسلامة البطارية الموازية
بالرغم منموازية البطاريات ذات القدرات المختلفةوهو ممكن من الناحية الفنية، فهو يفرض متطلبات أعلى على استقرار النظام وسلامته. الويعني تأثير "الحلقة الأضعف" المادية أن أداء النظام غالبًا ما يكون محدودًا بأضعف خلية.
بينمانظام إدارة المباني الذكيمثل Copow، المزود بوظيفة التوازن النشط، يمكنه التخفيف بشكل كبير من المخاطر الناجمة عن حالات عدم الاتساق وإطالة عمر البطارية، إلا أنها ليست علاجًا-لكل شيء.
الوقاية خير من العلاج:عند بناء أنظام موازي، مع تحديد-بطاريات عالية الجودة-مثل Copow، التي تستخدمخلايا الصف A+ من BYD أو CATL-هي دائمًا الطريقة الأكثر موثوقية لضمان التشغيل الفعال.
عند السعي إلى توسيع القدرات، قم دائمًا بإعطاء الأولويةاتساق الجهدوخلايا عالية الجودة-.للتأكد من أن نظام الطاقة الخاص بك آمن ودائم وموثوق.
إذا كنت ترغب في ذلكاستكشاف جدوى موازاة البطاريات بمزيد من التفصيللا تتردد فياتصل بـ كوبو-إنها توفر إمكانيات تخصيص متقدمة.
