バッテリーシステムを組み立てたりアップグレードしたりする際、ユーザーは多くの場合、実際的な問題に直面します。容量の異なる2つのバッテリーを並列に接続できますか?l?
電気的には接続可能ですが、同じ電圧のバッテリーを並列に接続する、能力の違いによって引き起こされる物理的な問題は見落とされがちです。
この記事では、その背後にある技術ロジックを詳しく説明します。バッテリーの並列接続異なる容量、潜在的な安全上のリスク、およびコパウはいかに賢いのかバッテリー管理システム複雑な構成で重要な保護の役割を果たします.
容量の異なる並列電池とは何ですか?
簡単に言えば、容量の異なる電池を並列に接続することです。定格電圧は同じだがエネルギー容量が異なる 2 つ以上のバッテリーを接続することを指します。プラス端子をプラス端子に、マイナス端子をマイナス端子に接続することで、同じ電圧レベルで同時に動作できるようになります。
このタイプの接続は理論的には電気的に実現可能ですが、容量が異なるバッテリーでは充電時と放電時に電流分布が不均一になる傾向があります。これにより、過充電や過放電などの問題が発生し、安全上のリスクが増大したり、バッテリーの劣化が加速したりする可能性があります。{1}
結果として、専用の保護システムがない限り、異なる容量のバッテリーを並列接続することは通常推奨されません。-などインテリジェントなバッテリー管理システム (BMS)-は所定の位置にあります。
ソース：異なる容量のLiFePO4バッテリーセルを並列接続することは可能ですか?
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異なる容量のバッテリーを接続する場合の潜在的なリスク
前述したように、異なる容量のバッテリーを並列接続することは物理的に可能ですが、実際のアプリケーションではさまざまなリスクが伴うことがよくあります。これについては、事前に概要を説明します。{0}}
1. 危険な「突入電流」
これは、異なる容量のバッテリーを並列接続する場合に最も差し迫った危険なリスクです。
- 原理：接続時にバッテリーの電圧（充電状態）がまったく同じでない場合、電圧の高いバッテリーが即座に電圧の低いバッテリーの充電を開始します。{0}{1}
- 結果：バッテリーの内部抵抗は非常に低いため、このサージ電流は数百アンペアに達する可能性があります。このような高い突入電流により、接続ケーブルが過熱したり瞬時に溶けたりする可能性があり、極端な場合にはバッテリーの火災や爆発につながる可能性もあります。
⭐このため、当社の工場では事前に適合したバッテリー モジュールを提供しています。{0}当社では、組み立て前にパック内のすべてのセルの電圧偏差が 20mV 未満であることを確認しています。
2. 容量の小さいバッテリーの劣化の加速-
並列回路内の電流は内部抵抗に基づいて自動的に分配されますが、容量が異なる電池は異なる放電特性 (放電曲線) を示します。
- 原理：充放電サイクル中、小容量のバッテリーは、大容量のバッテリーに比べて不釣り合いに高い負荷にさらされることがよくあります。-
- 結果：小型のバッテリーはサイクル寿命の終わりに早く達し、過熱しやすくなります。性能が低下すると、バッテリーパック全体の効率と信頼性が低下する可能性があります。
3. 寄生エネルギー損失
システムが停止しているとき、異なる容量または異なる経年劣化状態のバッテリ間に小さな電圧差が存在する可能性があります。
- 原理：より優れた性能または大容量のバッテリーは、電圧を均等にするために弱いバッテリーを継続的に「充電」しようとします。
- 結果：この寄生エネルギー移動により、保管中に異常に高い自己放電率が発生します。{0}時間の経過とともに、並列パック内のすべてのバッテリーの寿命が大幅に短くなります。
4. 充電管理の課題
ほとんどの充電器は単一のバッテリー パック用に設計されており、並列回路内の個々の違いを考慮できません。
- リスク：充電器は並列接続されたバッテリーの全体の電圧を監視します。-小さい容量のバッテリーが経年劣化により内部抵抗が増加している場合、大きい容量のバッテリーはまだ完全に充電されていないのに、充電中に過熱する可能性があります。-この不均衡により、小型バッテリーが過度に加熱される可能性があります。
安全な並列接続のためにバッテリーを同期するにはどうすればよいですか?
に容量の不一致のリスクを最小限に抑え、長期的なシステムの安定性を確保します。{0}、専門的な組み立てプロトコルに従うことが不可欠です。並列システムを構成している場合は、循環電流とハードウェアの損傷を防ぐために次の手順を実行してください。
黄金律
電圧の均一性 システムのストレスを防ぐ最も信頼性の高い方法は、すべてのバッテリーが同じ電圧になるようにすることです。これにより、ユニット間の循環電流 (ループ電流) が排除され、エネルギーが内部バランスに無駄にされるのではなく、負荷に効率的に供給されます。
充電状態 (SoC) の同期
最終的な組み立ての前に、バッテリーは「同期」している必要があります。次の 2 つの準備方法のいずれかを推奨します。
- フル充電方法:接続する前に、各バッテリーを個別に 100% (フル) まで充電します。
- 完全放電方式：組み立てる前に、すべてのバッテリーをカットオフポイントまで完全に放電してください。これにより均一な「ベースライン」が作成され、接続時に高エネルギーのバッテリーが低エネルギーのバッテリーに積極的に電流を流すことがなくなります。{{1}
2 つの重要な接続前チェックポイント-
- 低エネルギー状態戦略:可能な限り、バッテリが放電した状態で並列クラスタを組み立ててください。これにより、配線プロセス中の偶発的な短絡の可能性が軽減されます。
- 50mV の安全しきい値:端子ボルトを締める前に、高精度マルチメーターを使用して、バッテリー間の電圧差（デルタ）が 50mV（0.05V）未満であることを確認してください。{0}この狭いマージン内にとどまることが、危険な突入電流を効果的に回避する唯一の方法です。
⭐特定のバッテリープロジェクトを計画していますか?できればあなたのアプリケーションをお知らせください-太陽エネルギー貯蔵やゴルフ カートのバッテリーなど-Copow は、お客様のニーズに合わせて、よりターゲットを絞った配線ソリューションと安全に関する推奨事項を提供します.
BMS は一貫性のないセルの動作を適切に管理できますか?
通常の状況では、バッテリー管理システム (BMS) はバッテリーに一定レベルの保護を提供できますが、セルの不一致によって引き起こされる物理的な欠点を完全に排除することはできません、各セルの容量、内部抵抗、経年劣化の程度が異なるためです。
BMS の中核的な役割は、安全性のベースラインを維持することであり、セルの固有の欠点を補うことではありません。セル間の差異が大きすぎる場合、BMS の管理能力が制限される可能性があります。バッテリーパック全体の統合設計とメーカーが使用するBMSの精度に大きく依存します。
幸いなことに、研究開発技術の進歩により、コパウはそれぞれを装備できるようになりましたLiFePO₄バッテリー「」を特徴とするインテリジェントなバッテリー管理システムを搭載アクティブバランシング」機能は、セルの不一致によって引き起こされるリスクを最小限に抑えるのに役立ちます。
| 特徴・機能 | 標準BMS | アクティブバランシングBMS |
|---|---|---|
| セルの不一致の管理 | 電圧差を部分的に軽減することはできますが、容量の変動、内部抵抗、経年劣化による影響を排除することはできません。 | 過剰なエネルギーを高容量または高電圧のセルから低-電圧または低電圧のセルに積極的に転送し、セルの不一致によって引き起こされるリスクを最小限に抑えます。{1} |
| 長期的な影響- | セルの不一致により一部のセルが早期に劣化し、全体的なバッテリ寿命が短くなる可能性があります。 | バランス管理により、バッテリーパックのサイクル寿命が延長され、劣化が遅くなり、全体的な効率が向上します。 |
| 安全性 | セルに不整合があると、過充電または過放電のリスクが高まる可能性があります | セルのばらつきによって引き起こされる過充電/過放電のリスクを効果的に軽減し、操作の安全性を向上させます。 |
大容量システムを設計していますか?{0}}容量の不一致を心配する代わりに、我々 のエンジニアが大容量のシングルパック ソリューションやバランスのとれた並列クラスタを設計しましょう。{0}{0}{1}{1}[システム概略設計についてはお問い合わせください]
Copow の事前構成済みバッテリー システムが、複雑な並列バッテリー構成をサポートするのに安全である理由-?
実際、Copow の BMS は、市販されている標準的なバッテリー管理システムよりもインテリジェントですが、それでも基本的な物理法則に逆らうことはできません。
前に、BMS の「アクティブ バランシング」機能を紹介しました。ただし、現在のところ、セルの不一致によって引き起こされる問題を完全に排除できる BMS はありません。すべてのシステムは、それらをある程度まで軽減することしかできません。
したがって、選択するときは、LiFePO₄バッテリーサプライヤー, セルのばらつきを補正するために BMS のみに依存するのではなく、セルが A+ 以上と評価されているセルを選択することをお勧めします。
ヒント:Copow の LiFePO4 バッテリーは、BMS パフォーマンスだけでなく、セルの選択にも優れています。一流ブランドの A+ グレードのセルを使用しています。-BYD、CATL、EVE Energyなど、すべて新品未開封です。ご興味がございましたら、Copow に直接ご連絡ください。最適なバッテリー構成を取得する.
結論: 並列バッテリの安全性に関する重要なポイント
それでも異なる容量のバッテリーを並列接続する技術的には実現可能ですが、システムの安定性と安全性に対する要求が高くなります。の物理的な「最弱リンク」効果は、システムのパフォーマンスが最も弱いセルによって制限されることが多いことを意味します。
その間スマートBMSCopow のようにアクティブ バランシング機能を搭載すると、不整合によるリスクを大幅に軽減し、バッテリー寿命を延ばすことができますが、すべてを解決できるわけではありません。{0}}
予防は修復よりも優れています。を構築するとき並列システムを使用し、Copow などの高品質の-高品質バッテリー-を選択します。BYD または CATL の A+ グレードのセル-は、効率的な運用を確保するために常に最も信頼性の高い方法です。
容量拡張を追求する場合は、常に優先順位を付けてください電圧の一貫性そして高品質のセル-エネルギー システムの安全性、耐久性、信頼性を確保します。
ご希望の場合はバッテリーの並列化の実現可能性をより詳細に調査する、お気軽にコパウに連絡する-高度なカスタマイズ機能を提供します。
