Akkukäyttöisten järjestelmien suunnittelussa tai laajentamisessa herää usein kysymys: voidaanko kaksi saman jännitteen akkupakettia kytkeä sarjaan? Lyhyt vastaus onkyllä, mutta kriittisellä ennakkovaatimuksella:suojauspiirin jännitekestokykyon arvioitava huolellisesti. Alla selitämme tekniset yksityiskohdat ja varotoimet turvallisen ja luotettavan toiminnan varmistamiseksi.
Rajojen ymmärtäminen: Suojauspiirin jännitteen toleranssi
Litium-akkupaketit on tyypillisesti varustettu suojapiirilevyllä (PCB), joka estää ylilatauksen, ylipurkautumisen ja oikosulut. Tämän piirilevyn keskeinen parametri onsen MOSFET-transistorien jännitekestoluokitus(elektroniset kytkimet, jotka säätelevät virran kulkua).
Esimerkkiskenaario:
Otetaan esimerkiksi kaksi 4-kennoista LiFePO4-akkupakettia. Kummankin paketin täysi latausjännite on 14,6 V (3,65 V kennoa kohden). Jos ne kytketään sarjaan, niiden yhdistetty jännite on29,2 VTavallinen 12 V:n akunsuojauspiirilevy on yleensä suunniteltu MOSFET-transistoreilla, jotka on mitoitettu ...35–40 VTässä tapauksessa kokonaisjännite (29,2 V) on turvallisen alueen sisällä, jolloin akut toimivat oikein sarjaan kytkettyinä.
Rajojen ylittämisen riski:
Jos kuitenkin kytket neljä tällaista pakettia sarjaan, kokonaisjännite ylittäisi 58,4 V – paljon yli standardipiirilevyjen 35–40 V:n toleranssin. Tämä luo piilevän vaaran:
Riskin taustalla oleva tiede
Kun akut kytketään sarjaan, niiden jännitteet summautuvat, mutta suojauspiirit toimivat itsenäisesti. Normaaliolosuhteissa yhdistetty jännite syöttää kuormalle (esim. 48 V:n laitteelle) virtaa ongelmitta. Jos kuitenkinyksi akku laukaisee suojauksen(esim. ylipurkauksen tai ylivirran vuoksi), sen MOSFETit irrottavat kyseisen pakan piiristä.
Tässä vaiheessa sarjassa olevien jäljellä olevien akkujen täysi jännite johdetaan irrotettujen MOSFETien yli. Esimerkiksi neljän akun pakkauksessa irrotettu piirilevy olisi lähes58,4 V—ylittää sen 35–40 V:n nimellisjännitteen. MOSFETit voivat tällöin vikaantua johtuenjännitehäviö, mikä poistaa suojauspiirin pysyvästi käytöstä ja jättää akun alttiiksi tuleville riskeille.
Ratkaisuja turvallisiin sarjaliitäntöihin
Näiden riskien välttämiseksi noudata seuraavia ohjeita:
1.Tarkista valmistajan tekniset tiedot:
Tarkista aina, onko akun suojapiirilevy tarkoitettu sarjakäyttöön. Jotkut piirilevyt on erityisesti suunniteltu käsittelemään korkeampia jännitteitä monipakkauskokoonpanoissa.
2.Mukautetut korkeajännitteiset piirilevyt:
Projekteissa, jotka vaativat useita akkuja sarjaan kytkettyinä (esim. aurinkoenergian varastointi tai sähköautojärjestelmät), valitse suojauspiirit, joissa on räätälöidyt korkeajännitteiset MOSFET-transistorit. Nämä voidaan räätälöidä kestämään sarjaan kytketyn kokoonpanon kokonaisjännite.
3.Tasapainoinen muotoilu:
Varmista, että kaikkien sarjan akkujen kapasiteetti, ikä ja kunto vastaavat toisiaan, jotta suojausmekanismien epätasaisen laukeamisen riski minimoidaan.
Loppuajatukset
Vaikka samanjännitteisten akkujen sarjaan kytkeminen on teknisesti mahdollista, todellinen haaste on varmistaa, ettäsuojauspiiri pystyy käsittelemään kumulatiivisen jännitestressinPriorisoimalla komponenttien spesifikaatioita ja ennakoivaa suunnittelua voit skaalata akkujärjestelmäsi turvallisesti korkeamman jännitteen sovelluksiin.
DALYlla tarjoammemukautettavat piirilevyratkaisutkorkeajännitteisillä MOSFET-transistoreilla, jotka täyttävät edistyneet sarjaankytkentätarpeet. Ota yhteyttä tiimiimme suunnitellaksesi turvallisemman ja luotettavamman sähköjärjestelmän projekteihisi!
Julkaisun aika: 22.5.2025
