مقدمة:
تكمن المشكلة الأساسية في تطبيقات إصلاح البطاريات وتوسيع حزم بطاريات الليثيوم في إمكانية توصيل مجموعتين أو أكثر من بطاريات الليثيوم مباشرةً على التوالي أو التوازي. فطرق التوصيل غير الصحيحة لا تؤدي فقط إلى انخفاض أداء البطارية، بل قد تُسبب أيضًا مخاطر أمنية مثل قصر الدائرة وارتفاع درجة الحرارة. بعد ذلك، سنحلل بالتفصيل الطرق والاحتياطات الصحيحة لتوصيل بطاريات الليثيوم من منظوري التوصيل على التوالي والتوازي.
التوصيل المتوازي لحزمة بطارية الليثيوم: التركيز المتساوي على الظروف والحماية
يمكن تقسيم الاتصال الموازي لمجموعات بطاريات الليثيوم إلى حالتين، يكمن جوهرهما في ما إذا كانت معلمات مجموعة البطاريات متسقة وما إذا تم اتخاذ التدابير الوقائية اللازمة.
(1) اتصال موازي مباشر عندما تكون المعلمات متسقة
عندما يكون الجهد والسعة والمقاومة الداخلية ونموذج الخلية والمواصفات الأخرى لمجموعتين من بطاريات الليثيوم متطابقتين تمامًا، يُمكن التشغيل المتوازي مباشرةً. على سبيل المثال، يمكن توصيل مجموعتين من بطاريات الليثيوم، بهيكل من أربع سلاسل وجهد اسمي 12 فولت، عند شحنهما بالكامل وبنفس الجهد، على التوازي عن طريق توصيل القطب الموجب بالقطب الموجب والقطب السالب بالقطب السالب. تجدر الإشارة إلى ضرورة تزويد كل مجموعة بطارية بلوحة حماية مستقلة لضمان وظائف الحماية من الشحن الزائد والتفريغ الزائد والقصر الكهربائي.
(2) مخطط متوازي عندما تكون المعلمات غير متسقة
في عملية الإصلاح، من الشائع مواجهة مجموعات بطاريات مكونة من دفعات مختلفة من الخلايا، حتى مع تساوي الجهد الاسمي (مثل ١٢ فولت)، مع وجود اختلافات في السعة (٥٠ أمبير/ساعة و٦٠ أمبير/ساعة) والمقاومة الداخلية. في هذه الحالة، يُشكل التوصيل المتوازي المباشر مخاطر كبيرة - فعندما يختلف جهد مجموعتي البطاريات (مثل ١٤ فولت و١٢ فولت)، ستشحن مجموعة البطاريات عالية الجهد مجموعة البطاريات منخفضة الجهد بسرعة. ووفقًا لقانون أوم، إذا كانت المقاومة الداخلية لمجموعة بطاريات منخفضة الجهد ٢ أوم، يمكن أن يصل تيار الشحن المتبادل اللحظي إلى ١٠٠٠ أمبير، مما قد يؤدي بسهولة إلى ارتفاع درجة حرارة البطارية أو انتفاخها أو حتى اشتعالها.
للتعامل مع هذا الوضع، لا بد من إضافة أجهزة حماية موازية:
اختر لوحة حماية مزودة بوظيفة تحديد التيار المدمجة: تحتوي بعض لوحات الحماية المتطورة على خصائص تحديد التيار المتوازي، والتي يمكنها تحديد تيار الشحن المتبادل تلقائيًا ضمن نطاق آمن.
تركيب وحدة تحديد التيار الموازية الخارجية: إذا لم تكن لوحة الحماية تحتوي على هذه الوظيفة، فيمكن تكوين وحدة تحديد تيار احترافية إضافية للتحكم في التيار عند مستوى معقول وضمان الاتصال الآمن.
الاتصال التسلسلي لحزمة بطارية الليثيوم: متطلبات عالية وتخصيص
مقارنةً بالتوصيل المتوازي، يتطلب التوصيل التسلسلي لبطاريات الليثيوم متطلبات اتساق أكثر صرامة. عند التوصيل التسلسلي، يُشبه ذلك عملية تجميع خلايا البطارية الداخلية في حزمة بطارية، والتي تتطلب معايير عالية الاتساق، مثل الجهد، والسعة، والمقاومة الداخلية، ومعدل التفريغ الذاتي بين حزمتي البطاريتين. وإلا، فقد يحدث توزيع غير متساوٍ للجهد، مما يُسرّع من شيخوخة البطاريات ضعيفة الأداء.
بالإضافة إلى ذلك، فإن الجهد الإجمالي بعد التوصيل التسلسلي هو مجموع جهد مجموعة واحدة (مثل مجموعتين من بطاريات ١٢ فولت متصلة على التوالي لجهد ٢٤ فولت)، مما يزيد من متطلبات تحمل أنبوب موس في لوحة الحماية. عادةً ما تكون لوحات الحماية العادية مناسبة فقط لمجموعات الجهد المفرد. 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 المتصلة على التوالي أثناء الشحن والتفريغ.
نصائح السلامة والاقتراحات العملية
يُحظر تمامًا التوصيل المتوازي التسلسلي العشوائي: لا يُسمح بتوصيل مجموعات بطاريات الليثيوم من العلامات التجارية والدفعات المختلفة بشكل مباشر دون معالجة بسبب الاختلافات في الخصائص الكيميائية لخلايا البطارية والعمليات.
التفتيش والصيانة المنتظمة: يحتاج النظام الموازي إلى التحقق من جهد حزمة البطارية كل شهر، وإذا تجاوز الفرق 0.3 فولت، فيجب شحنه بشكل منفصل لتحقيق التوازن؛ يوصى بموازنة النظام التسلسلي بشكل نشط من خلال BMS كل ربع سنة.
اختر ملحقات عالية الجودة: من الضروري استخدام لوحات الحماية و BMS المعتمدة من UN38.3 و CE وما إلى ذلك. يجب اختيار سلك التوصيل بقطر السلك المناسب وفقًا للحمل الحالي لتجنب التسخين الناتج عن فقدان السلك.
يجب أن يعتمد التشغيل المتوازي لبطاريات الليثيوم على السلامة، والرقابة الصارمة على ثبات معلمات البطاريات، والتعاون مع أجهزة الحماية الاحترافية. إتقان هذه النقاط الأساسية لا يُحسّن كفاءة إصلاح البطاريات فحسب، بل يضمن أيضًا تشغيلًا مستقرًا وطويل الأمد لبطاريات الليثيوم.
طلب عرض الأسعار:
جاكلين:jacqueline@heltec-energy.com/ +86 185 8375 6538
نانسي:nancy@heltec-energy.com/ +86 184 8223 7713
وقت النشر: ٢٣ مايو ٢٠٢٥