När man designar eller utökar batteridrivna system uppstår en vanlig fråga: Kan två batteripaket med samma spänning seriekopplas? Det korta svaret ärja, men med en kritisk förutsättning:skyddskretsens spänningsmotståndsförmågamåste utvärderas noggrant. Nedan förklarar vi de tekniska detaljerna och försiktighetsåtgärderna för att säkerställa säker och tillförlitlig drift.
Förstå gränserna: Spänningstolerans för skyddskretsar
Litiumbatterier är vanligtvis utrustade med ett skyddskretskort (PCB) för att förhindra överladdning, överurladdning och kortslutning. En viktig parameter för detta kretskort ärSpänningshållfasthetsklassificering för dess MOSFET:er(de elektroniska omkopplarna som styr strömflödet).
Exempelscenario:
Ta två 4-cells LiFePO4-batteripaket som exempel. Varje paket har en full laddningsspänning på 14,6 V (3,65 V per cell). Om de seriekopplas blir deras kombinerade spänning29,2VEtt standard 12V batteriskyddskretskort är vanligtvis utformat med MOSFET-transistorer klassade för35–40VI detta fall faller den totala spänningen (29,2 V) inom säkerhetsintervallet, vilket gör att batterierna kan fungera korrekt i serie.
Risken att överskrida gränser:
Om man däremot seriekopplar fyra sådana paket skulle den totala spänningen överstiga 58,4 V – långt bortom toleransen på 35–40 V för standardkretskort. Detta skapar en dold fara:
Vetenskapen bakom risken
När batterier är seriekopplade läggs deras spänningar ihop, men skyddskretsarna fungerar oberoende av varandra. Under normala förhållanden driver den kombinerade spänningen lasten (t.ex. en 48V-enhet) utan problem. Men omett batteripaket utlöser skydd(t.ex. på grund av överurladdning eller överström) kommer dess MOSFET-transistorer att koppla bort paketet från kretsen.
Vid denna tidpunkt appliceras full spänning från de återstående batterierna i serien över de frånkopplade MOSFET-transistorerna. Till exempel, i en fyrpacksuppsättning, skulle ett frånkopplat kretskort vara vänt mot nästan58,4V—överskrider dess 35–40V-klassificering. MOSFET-transistorerna kan då sluta fungera på grund avspänningsgenombrottvilket permanent inaktiverar skyddskretsen och gör batteriet sårbart för framtida risker.
Lösningar för säkra seriekopplingar
För att undvika dessa risker, följ dessa riktlinjer:
1.Kontrollera tillverkarens specifikationer:
Kontrollera alltid om ditt batteris skyddskretskort är klassat för serietillämpningar. Vissa kretskort är uttryckligen utformade för att hantera högre spänningar i flerpackskonfigurationer.
2.Anpassade högspännings-PCB:er:
För projekt som kräver flera batterier i serie (t.ex. solenergilagring eller elbilssystem), välj skyddskretsar med anpassade högspännings-MOSFET:er. Dessa kan skräddarsys för att motstå den totala spänningen i din serieinstallation.
3.Balanserad design:
Se till att alla batteripaket i serien matchar kapacitet, ålder och skick för att minimera risken för ojämn utlösning av skyddsmekanismer.
Slutliga tankar
Även om det är tekniskt möjligt att seriekoppla batterier med samma spänning, ligger den verkliga utmaningen i att säkerställa attSkyddskretsar kan hantera den kumulativa spänningsbelastningenGenom att prioritera komponentspecifikationer och proaktiv design kan du säkert skala upp dina batterisystem för applikationer med högre spänning.
På DALY erbjuder vianpassningsbara PCB-lösningarmed högspännings-MOSFET:er för att möta avancerade seriekopplingsbehov. Kontakta vårt team för att designa ett säkrare och mer tillförlitligt kraftsystem för dina projekt!
Publiceringstid: 22 maj 2025
