مقدمة:
تكمن المشكلة الأساسية في إصلاح البطاريات وتطبيقات توسيع حزم بطاريات الليثيوم في إمكانية توصيل مجموعتين أو أكثر من حزم بطاريات الليثيوم مباشرةً على التوالي أو التوازي. لا تؤدي طرق التوصيل غير الصحيحة إلى انخفاض أداء البطارية فحسب، بل قد تتسبب أيضًا في مخاطر تتعلق بالسلامة، مثل حدوث ماس كهربائي وارتفاع درجة الحرارة. فيما يلي، سنحلل بالتفصيل الطرق الصحيحة والاحتياطات اللازمة لتوصيل حزم بطاريات الليثيوم من منظور التوصيل على التوازي والتوالي.
التوصيل المتوازي لحزمة بطاريات الليثيوم: التركيز بالتساوي على الظروف والحماية
يمكن تقسيم التوصيل المتوازي لحزم بطاريات الليثيوم إلى حالتين، ويكمن جوهرهما في مدى اتساق معايير حزمة البطارية وما إذا تم اتخاذ تدابير الحماية اللازمة.
(1) التوصيل المتوازي المباشر عندما تكون المعلمات متسقة
عندما تتطابق مواصفات مجموعتين من بطاريات الليثيوم من حيث الجهد والسعة والمقاومة الداخلية ونوع الخلية وغيرها، يمكن تشغيلهما بالتوازي مباشرةً. على سبيل المثال، يمكن توصيل مجموعتين من بطاريات الليثيوم ذات بنية رباعية وجهد اسمي 12 فولت، عند شحنهما بالكامل وبنفس الجهد، بالتوازي عن طريق توصيل القطب الموجب لكل منهما بالقطب الموجب، والقطب السالب لكل منهما بالقطب السالب. تجدر الإشارة إلى ضرورة تزويد كل مجموعة بطاريات بلوحة حماية مستقلة لضمان وظائف الحماية من الشحن الزائد والتفريغ الزائد وقصر الدائرة.
(2) مخطط متوازي عندما تكون المعلمات غير متسقة
في عملية الإصلاح الفعلية، من الشائع مواجهة حزم بطاريات مكونة من دفعات مختلفة من الخلايا، حتى وإن كان الجهد الاسمي متطابقًا (مثل 12 فولت)، إلا أن هناك اختلافات في السعة (50 أمبير/ساعة و60 أمبير/ساعة) والمقاومة الداخلية. في هذه الحالة، يُشكل التوصيل المتوازي المباشر مخاطر جسيمة؛ فعندما يختلف جهد مجموعتي البطاريات (مثل 14 فولت و12 فولت)، ستشحن مجموعة البطاريات ذات الجهد العالي مجموعة البطاريات ذات الجهد المنخفض بسرعة. ووفقًا لقانون أوم، إذا كانت المقاومة الداخلية لحزمة بطاريات ذات جهد منخفض 2 أوم، فقد يصل تيار الشحن المتبادل اللحظي إلى 1000 أمبير، مما قد يتسبب بسهولة في ارتفاع درجة حرارة البطارية أو انتفاخها أو حتى اشتعالها.
ولمواجهة هذا الوضع، يجب إضافة أجهزة حماية موازية:
اختر لوحة حماية مزودة بوظيفة تحديد التيار المدمجة: تتميز بعض لوحات الحماية المتطورة بخاصية تحديد التيار المتوازي، والتي يمكنها الحد تلقائيًا من تيار الشحن المتبادل ضمن نطاق آمن.
تركيب وحدة تحديد التيار المتوازية الخارجية: إذا لم تكن لوحة الحماية تحتوي على هذه الوظيفة، فيمكن تكوين وحدة تحديد التيار الاحترافية الإضافية للتحكم في التيار عند مستوى معقول وضمان اتصال آمن.
توصيل حزمة بطاريات الليثيوم على التوالي: متطلبات عالية وتخصيص
بالمقارنة مع التوصيل المتوازي، يتطلب التوصيل التسلسلي لحزم بطاريات الليثيوم متطلبات اتساق أكثر صرامة. عند التوصيل التسلسلي، يمكن تشبيهه بعملية تجميع خلايا البطارية الداخلية في حزمة البطاريات، والتي تتطلب معايير متسقة للغاية مثل الجهد والسعة والمقاومة الداخلية ومعدل التفريغ الذاتي بين حزمتي البطاريات. وإلا، فقد يحدث توزيع غير متساوٍ للجهد، مما يُسرّع من تلف حزم البطاريات ذات الأداء الضعيف.
بالإضافة إلى ذلك، فإن الجهد الكلي بعد التوصيل على التوالي هو مجموع جهد مجموعة واحدة (مثل مجموعتين من بطاريات 12 فولت موصلة على التوالي للحصول على 24 فولت)، مما يفرض متطلبات أعلى على قيمة تحمل الجهد لأنبوب MOSFET في لوحة الحماية. عادةً ما تكون لوحات الحماية العادية مناسبة فقط لمجموعات الجهد الواحد. عند استخدامها على التوالي، غالبًا ما يكون من الضروري تخصيص لوحات حماية عالية الجهد أو اختيار أنظمة إدارة بطاريات احترافية (BMS) تدعم سلاسل متعددة لضمان سلامة واستقرار حزمة البطاريات الموصولة على التوالي أثناء الشحن والتفريغ.
نصائح السلامة واقتراحات عملية
يُمنع منعاً باتاً التوصيل العشوائي على التوالي والتوازي: لا يُسمح بتوصيل حزم بطاريات الليثيوم من علامات تجارية ودفعات مختلفة مباشرةً دون معالجة نظراً للاختلافات في الخصائص الكيميائية وعمليات تصنيع خلايا البطارية.
الفحص والصيانة الدورية: يجب فحص جهد حزمة البطاريات في النظام المتوازي شهريًا، وإذا تجاوز الفرق 0.3 فولت، فيجب شحنها بشكل منفصل لتحقيق التوازن؛ ويوصى بموازنة النظام التسلسلي بشكل فعال من خلال نظام إدارة البطارية (BMS) كل ثلاثة أشهر.
اختر ملحقات عالية الجودة: من الضروري استخدام لوحات حماية وأنظمة إدارة بطاريات معتمدة من قبل UN38.3 و CE وما إلى ذلك. يجب اختيار سلك التوصيل بقطر مناسب وفقًا للحمل الحالي لتجنب التسخين الناتج عن فقد الطاقة في السلك.
يجب أن يستند تشغيل حزم بطاريات الليثيوم على التوالي والتوازي إلى معايير السلامة، مع التحكم الدقيق في ثبات معايير حزمة البطارية، والتعاون مع أجهزة الحماية المتخصصة. إن إتقان هذه النقاط الأساسية لا يُحسّن كفاءة إصلاح البطاريات فحسب، بل يضمن أيضًا التشغيل المستقر لحزم بطاريات الليثيوم على المدى الطويل.
طلب عرض أسعار:
جاكلين:jacqueline@heltec-energy.com/ +86 185 8375 6538
نانسي:nancy@heltec-energy.com/ +86 184 8223 7713
تاريخ النشر: 23 مايو 2025