Quan es dissenyen o s'amplien sistemes alimentats per bateries, sorgeix una pregunta freqüent: es poden connectar en sèrie dues bateries amb el mateix voltatge? La resposta curta éssí, però amb un requisit previ crític:la capacitat de resistència a la tensió del circuit de protecciós'ha d'avaluar acuradament. A continuació, expliquem els detalls tècnics i les precaucions per garantir un funcionament segur i fiable.
Comprensió dels límits: tolerància a la tensió del circuit de protecció
Els paquets de bateries de liti solen estar equipats amb una placa de circuit de protecció (PCB) per evitar la sobrecàrrega, la sobredescàrrega i els curtcircuits. Un paràmetre clau d'aquesta PCB és laClassificació de resistència a la tensió dels seus MOSFET(els interruptors electrònics que controlen el flux de corrent).
Exemple d'escenari:
Prenguem com a exemple dues bateries LiFePO4 de 4 cel·les. Cada bateria té una tensió de càrrega completa de 14,6 V (3,65 V per cel·la). Si es connecten en sèrie, la seva tensió combinada esdevé29,2 VUna placa de circuit imprès estàndard de protecció de bateria de 12 V normalment es dissenya amb MOSFET classificats per a35–40VEn aquest cas, el voltatge total (29,2 V) es troba dins del rang segur, cosa que permet que les bateries funcionin correctament en sèrie.
El risc de superar els límits:
Tanmateix, si connecteu quatre paquets d'aquest tipus en sèrie, el voltatge total superaria els 58,4 V, molt més enllà de la tolerància de 35–40 V de les plaques de circuit imprès estàndard. Això crea un perill ocult:
La ciència darrere del risc
Quan les bateries es connecten en sèrie, els seus voltatges se sumen, però els circuits de protecció funcionen de manera independent. En condicions normals, el voltatge combinat alimenta la càrrega (per exemple, un dispositiu de 48 V) sense problemes. Tanmateix, siuna bateria activa la protecció(per exemple, a causa d'una sobredescàrrega o sobrecorrent), els seus MOSFET desconnectaran aquest paquet del circuit.
En aquest punt, s'aplica el voltatge complet de les bateries restants de la sèrie a través dels MOSFET desconnectats. Per exemple, en una configuració de quatre paquets, una placa de circuit imprès desconnectada s'enfrontaria a gairebé58,4 V—superant la seva classificació de 35–40 V. Els MOSFET poden fallar a causa deruptura de voltatge, desactivant permanentment el circuit de protecció i deixant la bateria vulnerable a riscos futurs.
Solucions per a connexions en sèrie segures
Per evitar aquests riscos, seguiu aquestes pautes:
1.Comproveu les especificacions del fabricant:
Verifiqueu sempre si la placa de circuit imprès de protecció de la bateria està classificada per a aplicacions en sèrie. Algunes plaques imprès estan dissenyades explícitament per gestionar voltatges més alts en configuracions multipaquet.
2.PCB d'alta tensió personalitzades:
Per a projectes que requereixin diverses bateries en sèrie (per exemple, emmagatzematge solar o sistemes de vehicles elèctrics), opteu per circuits de protecció amb MOSFET d'alt voltatge personalitzats. Aquests es poden adaptar per suportar el voltatge total de la vostra configuració en sèrie.
3.Disseny equilibrat:
Assegureu-vos que totes les bateries de la sèrie coincideixin en capacitat, edat i estat per minimitzar el risc d'activació desigual dels mecanismes de protecció.
Reflexions finals
Tot i que connectar bateries del mateix voltatge en sèrie és tècnicament factible, el veritable repte rau en garantir queEl circuit de protecció pot gestionar la tensió acumuladaSi prioritzeu les especificacions dels components i el disseny proactiu, podeu escalar de manera segura els vostres sistemes de bateries per a aplicacions d'alt voltatge.
A DALY, oferimsolucions de PCB personalitzablesamb MOSFETs d'alta tensió per satisfer les necessitats avançades de connexió en sèrie. Poseu-vos en contacte amb el nostre equip per dissenyar un sistema d'alimentació més segur i fiable per als vostres projectes!
Data de publicació: 22 de maig de 2025
