Bei der Montage oder Aufrüstung eines Batteriesystems stehen Anwender häufig vor einer praktischen Frage:Kann ich zwei Akkus mit unterschiedlicher Kapazität parallel schalten?l?
Es ist zwar elektrisch möglich, eine Verbindung herzustellenBatterien mit gleicher Spannung parallel schalten, werden die körperlichen Herausforderungen, die durch Kapazitätsunterschiede verursacht werden, oft übersehen.
Dieser Artikel befasst sich mit der technischen Logik dahinterParallelschaltung von Batterienmit unterschiedlichen Kapazitäten, den potenziellen Sicherheitsrisiken undwie intelligent Copow istBatteriemanagementsystemspielt in komplexen Konfigurationen eine wichtige Schutzfunktion.
Was sind Parallelbatterien mit unterschiedlichen Kapazitäten?
Einfach ausgedrückt: Parallelschaltung von Batterien mit unterschiedlichen Kapazitätenbezieht sich auf die Verbindung von zwei oder mehr Batterien mit gleicher Nennspannung, aber unterschiedlicher Energiekapazitätdurch Verbinden von Pluspolen mit Pluspolen und Minuspolen mit Minuspolen, sodass sie gemeinsam auf dem gleichen Spannungsniveau arbeiten können.
Obwohl diese Art der Verbindung theoretisch möglich ist, kommt es bei Batterien mit unterschiedlichen Kapazitäten beim Laden und Entladen zu einer ungleichmäßigen Stromverteilung. Dies kann zu Problemen wie Überladung oder Tiefentladung führen, was zu erhöhten Sicherheitsrisiken und einer schnelleren Verschlechterung der Batterieleistung führt.
Infolge,Parallelschaltungen von Batterien mit unterschiedlichen Kapazitäten werden im Allgemeinen nicht empfohlen, es sei denn, es ist ein spezielles Schutzsystem vorhanden-wie einIntelligentes Batteriemanagementsystem (BMS)-ist vorhanden.
Quelle:Ist es möglich, LiFePO4-Batteriezellen mit unterschiedlichen Kapazitäten parallel zu schalten?
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Mögliche Risiken beim Anschluss von Batterien mit unterschiedlichen Kapazitäten
Wie bereits erwähnt, ist die Parallelschaltung von Batterien mit unterschiedlichen Kapazitäten zwar physikalisch machbar, birgt jedoch in realen{0}Anwendungen häufig verschiedene Risiken, die wir im Voraus erläutern werden.
1. Gefährlicher „Einschaltstrom“
Dies ist das unmittelbarste und potenziell gefährlichste Risiko, wenn Batterien unterschiedlicher Kapazität parallel geschaltet werden.
- Prinzip:Wenn die Batterien zum Zeitpunkt des Anschließens nicht genau die gleiche Spannung (Ladezustand) haben, beginnt die Batterie mit der höheren -Spannung sofort mit dem Laden der Batterie mit der niedrigeren -Spannung.
- Folgen:Da der Innenwiderstand der Batterie extrem niedrig ist, kann dieser Stoßstrom Hunderte von Ampere erreichen. Ein solch hoher Einschaltstrom kann dazu führen, dass Anschlusskabel überhitzen oder schlagartig schmelzen und im Extremfall sogar zu Batteriebränden oder Explosionen führen.
⭐Aus diesem Grund bietet unser Werk vor-abgestimmte Batteriemodule an. Wir stellen sicher, dass jede Zelle in unseren Packs vor dem Zusammenbau eine Spannungsabweichung von weniger als 20 mV aufweist.
2. Beschleunigte Verschlechterung der Batterie mit kleinerer-Kapazität
Obwohl sich der Strom in einer Parallelschaltung automatisch anhand des Innenwiderstands verteilt, weisen Batterien mit unterschiedlichen Kapazitäten unterschiedliche Entladeeigenschaften (Entladekurven) auf.
- Prinzip:Während der Lade- und Entladezyklen trägt der Akku mit kleinerer Kapazität häufig eine unverhältnismäßig höhere Belastung als der Akku mit größerer Kapazität.
- Folgen:Der kleinere Akku erreicht früher das Ende seiner Lebensdauer und ist anfälliger für Überhitzung. Sobald die Leistung nachlässt, kann dies wiederum die Effizienz und Zuverlässigkeit des gesamten Batteriepakets beeinträchtigen.
3. Parasitärer Energieverlust
Im Ruhezustand des Systems können geringe Spannungsunterschiede zwischen Batterien unterschiedlicher Kapazität oder unterschiedlichem Alterungszustand bestehen.
- Prinzip:Der Akku mit der besseren Leistung bzw. der größeren Kapazität wird ständig versuchen, den schwächeren Akku zu „laden“, um die Spannung auszugleichen.
- Folgen:Diese parasitäre Energieübertragung führt zu einer ungewöhnlich hohen Selbstentladungsrate während der Lagerung. Mit der Zeit verkürzt sich dadurch die Lebensdauer aller Batterien im Parallelpack erheblich.
4. Herausforderungen beim Lademanagement
Die meisten Ladegeräte sind für einen einzelnen Akku ausgelegt und können individuelle Unterschiede innerhalb einer Parallelschaltung nicht berücksichtigen.
- Risiko:Das Ladegerät überwacht die Gesamtspannung der parallel-verbundenen Batterien. Wenn ein Akku mit kleinerer{2}Kapazität alterungsbedingt einen erhöhten Innenwiderstand aufweist, kann es beim Laden zu einer Überhitzung kommen, während der Akku mit größerer{3}}Kapazität noch nicht vollständig aufgeladen ist. Dieses Ungleichgewicht kann zu einer übermäßigen Erwärmung der kleineren Batterie führen.
Wie synchronisiert man Batterien für eine sichere Parallelschaltung?
ZuMinimieren Sie das Risiko einer Kapazitätsinkongruenz und stellen Sie eine langfristige Systemstabilität sicherDie Einhaltung professioneller Montageprotokolle ist unerlässlich. Wenn Sie ein Parallelsystem konfigurieren, befolgen Sie diese Schritte, um zirkulierende Ströme und Hardwareschäden zu verhindern:
Die Goldene Regel
Spannungsgleichheit Der zuverlässigste Weg, Systembelastungen vorzubeugen, besteht darin, sicherzustellen, dass alle Batterien die gleiche Spannung haben. Dadurch werden zirkulierende Ströme (Schleifenströme) zwischen den Einheiten eliminiert und sichergestellt, dass Energie effizient an die Last geliefert wird und nicht für den internen Ausgleich verschwendet wird.
Synchronisierung des Ladezustands (SoC).
Vor der Endmontage müssen die Batterien „synchronisiert“ sein. Wir empfehlen eine der beiden folgenden Zubereitungsarten:
- Volllademethode:Laden Sie jeden Akku einzeln auf 100 % (voll) auf, bevor Sie ihn anschließen.
- Vollständige Entladungsmethode:Entladen Sie alle Batterien vor dem Zusammenbau vollständig bis zum Abschaltpunkt. Dadurch wird eine einheitliche „Grundlinie“ geschaffen, die verhindert, dass eine Batterie mit hoher-Energie beim Anschließen aggressiv Strom in eine Batterie mit niedriger-Energie leitet.
Zwei wichtige Prüfpunkte vor-der Verbindung
- Niedrigenergie-Staatsstrategie:Montieren Sie den Parallelcluster nach Möglichkeit, wenn die Batterien entladen sind. Dadurch wird die potenzielle Intensität eines unbeabsichtigten Kurzschlusses während des Verdrahtungsvorgangs verringert.
- Die 50-mV-Sicherheitsschwelle:Bevor Sie Ihre Polschrauben festziehen, überprüfen Sie mit einem hochpräzisen Multimeter, ob die Spannungsdifferenz (Delta) zwischen den Batterien weniger als 50 mV (0,05 V) beträgt. Nur wenn dieser enge Spielraum eingehalten wird, können gefährliche Einschaltströme wirksam vermieden werden.
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Kann ein BMS inkonsistentes Zellverhalten ordnungsgemäß verwalten?
Unter normalen Umständen kann ein Batteriemanagementsystem (BMS) einen gewissen Schutz für die Batterien bieten, dies ist jedoch der FallDie durch Zellinkonsistenzen verursachten physikalischen Nachteile können nicht vollständig beseitigt werden, da sich jede Zelle in Kapazität, Innenwiderstand und Alterungsgrad unterscheidet.
Die Kernaufgabe eines BMS besteht darin, die Sicherheitsbasis aufrechtzuerhalten und nicht die inhärenten Mängel der Zellen zu kompensieren. Wenn die Unterschiede zwischen den Zellen zu groß sind, kann die Managementfähigkeit des BMS eingeschränkt sein.hängt weitgehend vom integrierten Design des gesamten Batteriepakets und der Präzision des vom Hersteller verwendeten BMS ab.
Glücklicherweise haben Durchbrüche in der Forschungs- und Entwicklungstechnologie dazu geführt, dassCopow kann nun jeden ausrüstenLiFePO₄-Akkumit einem intelligenten Batteriemanagementsystem mit einem „aktives Balancieren"-Funktion, die dazu beiträgt, die durch Zellinkonsistenzen verursachten Risiken zu minimieren.
| Merkmal / Funktion | Standard-BMS | Aktiv ausgleichendes BMS |
|---|---|---|
| Management von Zellinkonsistenzen | Kann Spannungsunterschiede teilweise abmildern, die durch Kapazitätsschwankungen, Innenwiderstand oder Alterung verursachten Auswirkungen jedoch nicht beseitigen | Überträgt überschüssige Energie aktiv von Zellen mit höherer -Kapazität oder höherer-Spannung auf Zellen mit niedrigerer-Kapazität oder niedrigerer-Spannung und minimiert so die durch Zellinkonsistenzen verursachten Risiken |
| Langfristige-Auswirkungen | Zellinkonsistenzen können zu einer vorzeitigen Alterung einiger Zellen führen und so die Gesamtlebensdauer der Batterie verkürzen | Das Ausgleichsmanagement trägt dazu bei, die Lebensdauer des Akkupacks zu verlängern, die Verschlechterung zu verlangsamen und die Gesamteffizienz zu verbessern |
| Sicherheit | Zelleninkonsistenzen können das Risiko einer Überladung oder Tiefentladung erhöhen | Reduziert effektiv das Risiko einer Überladung/Tiefentladung, die durch Zellvariationen verursacht wird, und erhöht so die Betriebssicherheit |
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Warum sind die vorkonfigurierten Batteriesysteme von Copow sicherer für die Unterstützung komplexer paralleler Batteriekonfigurationen?
Das BMS von Copow ist zwar intelligenter als marktübliche Batteriemanagementsysteme, kann sich aber dennoch nicht über die Grundgesetze der Physik hinwegsetzen.
Zuvor haben wir die Funktion „Aktiver Ausgleich“ des BMS eingeführt. Es gibt jedoch eineDerzeit gibt es kein BMS, das in der Lage ist, die durch Zellinkonsistenzen verursachten Probleme vollständig zu beseitigen. Alle Systeme können sie nur bis zu einem gewissen Grad abmildern.
Daher ist bei der Auswahl von aLieferant von LiFePO₄-Batterien, Wir empfehlen, eines zu wählen, dessen Zellen die Bewertung A+ oder höher haben, anstatt sich ausschließlich auf das BMS zu verlassen, um Zellschwankungen auszugleichen.
Tipps: Die LiFePO4-Akkus von Copow zeichnen sich nicht nur durch die BMS-Leistung, sondern auch durch die Zellauswahl aus. Sie verwenden Zellen der Güteklasse A+ von erstklassigen-Markenwie BYD, CATL und EVE Energy, alle brandneu und ungeöffnet. Bei Interesse können Sie sich direkt an Copow wendenErhalten Sie die optimale Batteriekonfiguration.
Fazit: Wichtige Erkenntnisse für die Sicherheit paralleler Batterien
ObwohlParallelschaltung von Batterien unterschiedlicher Kapazitättechnisch machbar ist, stellt sie höhere Anforderungen an die Systemstabilität und -sicherheit. DerDer physikalische Effekt des „schwächsten Glieds“ bedeutet, dass die Leistung des Systems häufig durch die schwächste Zelle begrenzt wird.
WährendIntelligentes BMSSo wie Copow, ausgestattet mit einer aktiven Ausgleichsfunktion, die durch Inkonsistenzen verursachten Risiken erheblich mindern und die Batterielebensdauer verlängern kann, sind sie kein Allheilmittel.
Vorbeugen ist besser als Sanieren:beim Bau einesParallelsystem, indem Sie hochwertige{{0}Qualitätsbatterien-wie Copow auswählen, das verwendetZellen der Klasse A+ von BYD oder CATL-ist immer die zuverlässigste Möglichkeit, einen effizienten Betrieb sicherzustellen.
Wenn Sie eine Kapazitätserweiterung anstreben, sollten Sie stets Prioritäten setzenSpannungskonsistenzUndhochwertige-Zellenum sicherzustellen, dass Ihr Energiesystem sicher, langlebig und zuverlässig ist.
Wenn Sie möchtendie Machbarkeit der Parallelschaltung von Batterien genauer untersuchen, zögern Sie nichtKontaktieren Sie Copow-Sie bieten erweiterte Anpassungsmöglichkeiten.
