هل يمكن توصيل بطاريات ذات جهد كهربائي متماثل على التوالي؟ اعتبارات أساسية للاستخدام الآمن

فهم الحدود: تحمل جهد دائرة الحماية

تُجهز حزم بطاريات الليثيوم عادةً بلوحة دوائر حماية (PCB) لمنع الشحن الزائد والتفريغ الزائد والدوائر القصيرة. ومن أهم خصائص هذه اللوحة...تصنيف تحمل الجهد لترانزستورات MOSFET الخاصة بها(المفاتيح الإلكترونية التي تتحكم في تدفق التيار).

مثال توضيحي:
لنأخذ مجموعتين من بطاريات الليثيوم فوسفات الحديد (LiFePO4) رباعية الخلايا كمثال. تبلغ فولتية الشحن الكامل لكل مجموعة 14.6 فولت (3.65 فولت لكل خلية). عند توصيلهما على التوالي، تصبح فولتيتهما الكلية 14.6 فولت.29.2 فولتعادةً ما يتم تصميم لوحة الدوائر المطبوعة القياسية لحماية البطارية بجهد 12 فولت باستخدام ترانزستورات MOSFET مصنفة لـ35-40 فولتفي هذه الحالة، يقع إجمالي الجهد (29.2 فولت) ضمن النطاق الآمن، مما يسمح للبطاريات بالعمل بشكل صحيح على التوالي.

خطر تجاوز الحدود:
مع ذلك، إذا قمت بتوصيل أربع حزم من هذا النوع على التوالي، فسيتجاوز الجهد الكلي 58.4 فولت، وهو ما يتجاوز بكثير نطاق تحمل الجهد القياسي للوحات الدوائر المطبوعة (35-40 فولت). وهذا يُشكل خطرًا خفيًا.

العلم الكامن وراء المخاطر

عند توصيل البطاريات على التوالي، تتجمع جهودها، لكن دوائر الحماية تعمل بشكل مستقل. في الظروف العادية، يُشغّل الجهد المُجمّع الحمل (مثل جهاز 48 فولت) دون مشاكل. ومع ذلك، إذاتؤدي حزمة بطارية واحدة إلى تفعيل الحماية(على سبيل المثال، بسبب التفريغ الزائد أو التيار الزائد)، ستقوم ترانزستورات MOSFET الخاصة بها بفصل تلك الحزمة عن الدائرة.

عند هذه النقطة، يتم تطبيق الجهد الكامل للبطاريات المتبقية في السلسلة على ترانزستورات MOSFET غير المتصلة. على سبيل المثال، في إعداد رباعي البطاريات، ستواجه لوحة الدوائر المطبوعة غير المتصلة ما يقارب58.4 فولت—تجاوزًا لجهدها المقنن البالغ 35-40 فولت. قد تتعطل ترانزستورات MOSFET نتيجة لذلك.انهيار الجهدمما يؤدي إلى تعطيل دائرة الحماية بشكل دائم ويجعل البطارية عرضة للمخاطر المستقبلية.