هل يُمكن توصيل بطاريات بنفس الجهد على التوالي؟ اعتبارات أساسية للاستخدام الآمن

فهم الحدود: تسامح جهد دائرة الحماية

عادةً ما تُجهَّز بطاريات الليثيوم بلوحة دوائر حماية (PCB) لمنع الشحن الزائد والتفريغ الزائد وقصر الدائرة. ومن أهم معايير هذه اللوحة:تصنيف تحمل الجهد لترانزستورات MOSFET الخاصة بها(المفاتيح الإلكترونية التي تتحكم في تدفق التيار).

سيناريو المثال:
لنأخذ بطاريتين LiFePO4 رباعيتي الخلايا كمثال. جهد الشحن الكامل لكل منهما 14.6 فولت (3.65 فولت لكل خلية). عند توصيلهما على التوالي، يصبح جهدهما الإجمالي29.2 فولت. عادةً ما يتم تصميم لوحة دارات مطبوعة لحماية البطارية القياسية 12 فولت باستخدام ترانزستورات MOSFET المصنفة لـ35–40 فولتفي هذه الحالة، يقع الجهد الإجمالي (29.2 فولت) ضمن النطاق الآمن، مما يسمح للبطاريات بالعمل بشكل صحيح على التوالي.

خطر تجاوز الحدود:
ومع ذلك، إذا وُصِّلت أربع مجموعات من هذه الحزم على التوالي، فسيتجاوز الجهد الإجمالي 58.4 فولت، وهو ما يتجاوز بكثير الحد المسموح به للوحات الدوائر المطبوعة القياسية (PCBs) والذي يتراوح بين 35 و40 فولت. وهذا يُشكِّل خطرًا خفيًا:

العلم وراء المخاطر

عند توصيل البطاريات على التوالي، تتراكم جهداتها، لكن دوائر الحماية تعمل بشكل مستقل. في الظروف العادية، يُغذي الجهد المشترك الحمل (مثل جهاز ٤٨ فولت) دون مشاكل. ومع ذلك، إذاحزمة بطارية واحدة تطلق الحماية(على سبيل المثال، بسبب الإفراط في التفريغ أو التيار الزائد)، فإن ترانزستورات MOSFET الخاصة بها سوف تفصل هذه الحزمة عن الدائرة.

في هذه المرحلة، يُطبّق الجهد الكامل للبطاريات المتبقية في السلسلة على ترانزستورات MOSFET المنفصلة. على سبيل المثال، في نظام رباعي الحزم، ستواجه لوحة الدوائر المطبوعة المنفصلة ما يقرب من58.4 فولت—تتجاوز تصنيفها 35-40 فولت. قد تفشل ترانزستورات MOSFET بعد ذلك بسببانهيار الجهد، مما يؤدي إلى تعطيل دائرة الحماية بشكل دائم وترك البطارية عرضة لمخاطر مستقبلية.