Bij het ontwerpen of uitbreiden van batterijgevoede systemen komt vaak de vraag naar voren: kunnen twee batterijpakketten met dezelfde spanning in serie worden geschakeld? Het korte antwoord is:Jamaar met een cruciale voorwaarde:het spanningsbestendigheidsvermogen van het beveiligingscircuitMoet zorgvuldig worden geëvalueerd. Hieronder leggen we de technische details en voorzorgsmaatregelen uit om een veilige en betrouwbare werking te garanderen.
De grenzen begrijpen: Tolerantie van de beveiligingsspanning
Lithiumbatterijpakketten zijn doorgaans voorzien van een beveiligingsprintplaat (PCB) om overladen, overontladen en kortsluiting te voorkomen. Een belangrijke parameter van deze printplaat is despanningsbestendigheid van de MOSFET's(de elektronische schakelaars die de stroomtoevoer regelen).
Voorbeeldscenario:
Neem bijvoorbeeld twee 4-cellige LiFePO4-accu's. Elke accu heeft een laadspanning van 14,6 V (3,65 V per cel). Als ze in serie worden geschakeld, wordt hun gecombineerde spanning29,2VEen standaard printplaat voor de beveiliging van een 12V-batterij is meestal ontworpen met MOSFET's die geschikt zijn voor35–40VIn dit geval valt de totale spanning (29,2V) binnen het veilige bereik, waardoor de batterijen correct in serie kunnen functioneren.
Het risico van overschrijding van limieten:
Als je echter vier van zulke pakketten in serie schakelt, zou de totale spanning meer dan 58,4V bedragen – ver boven de tolerantie van 35-40V van standaard printplaten. Dit brengt een verborgen gevaar met zich mee:
De wetenschap achter het risico
Wanneer batterijen in serie worden geschakeld, tellen hun spanningen bij elkaar op, maar de beveiligingscircuits werken onafhankelijk van elkaar. Onder normale omstandigheden voedt de gecombineerde spanning de belasting (bijvoorbeeld een 48V-apparaat) zonder problemen. Echter, alséén batterijpakket activeert de beveiliging(bijv. door overontlading of overstroom) zullen de MOSFET's dat pakket van het circuit loskoppelen.
Op dit punt wordt de volledige spanning van de resterende batterijen in serie aangelegd over de losgekoppelde MOSFET's. Bijvoorbeeld, in een opstelling met vier batterijen zou een losgekoppelde printplaat bijna de volledige spanning te verduren krijgen.58,4V—waardoor de nominale spanning van 35-40V wordt overschreden. De MOSFET's kunnen dan defect raken als gevolg vanspanningsdoorslagwaardoor het beveiligingscircuit permanent wordt uitgeschakeld en de batterij kwetsbaar wordt voor toekomstige risico's.
Oplossingen voor veilige serieschakelingen
Om deze risico's te vermijden, volg deze richtlijnen:
1.Controleer de specificaties van de fabrikant:
Controleer altijd of de beveiligingsprintplaat van uw batterij geschikt is voor serieschakelingen. Sommige printplaten zijn specifiek ontworpen om hogere spanningen in configuraties met meerdere batterijen aan te kunnen.
2.Op maat gemaakte hoogspanningsprintplaten:
Voor projecten waarbij meerdere batterijen in serie geschakeld moeten worden (bijvoorbeeld zonne-energieopslag of elektrische voertuigsystemen), kies dan voor beveiligingscircuits met op maat gemaakte hoogspannings-MOSFET's. Deze kunnen worden aangepast om de totale spanning van uw serieschakeling te weerstaan.
3.Evenwichtig ontwerp:
Zorg ervoor dat alle accupakketten in de serie qua capaciteit, leeftijd en conditie op elkaar zijn afgestemd om het risico op ongelijkmatige activering van de beveiligingsmechanismen te minimaliseren.
Slotgedachten
Hoewel het technisch mogelijk is om batterijen met dezelfde spanning in serie te schakelen, ligt de echte uitdaging in het garanderen van een goede werking van de batterijen.De beveiligingsschakeling kan de cumulatieve spanningsbelasting aan.Door prioriteit te geven aan componentspecificaties en proactief ontwerp, kunt u uw batterijsystemen veilig schalen voor toepassingen met hogere spanningen.
Bij DALY bieden we aanaanpasbare PCB-oplossingenMet hoogspannings-MOSFET's om te voldoen aan de eisen van geavanceerde serieschakelingen. Neem contact op met ons team om een veiliger en betrouwbaarder voedingssysteem voor uw projecten te ontwerpen!
Geplaatst op: 22 mei 2025
