導入:
バッテリー修理およびリチウム電池パックの拡張アプリケーションにおける中心的な問題は、2組以上のリチウム電池パックを直接直列または並列に接続できるかどうかです。誤った接続方法は、バッテリーの性能低下につながるだけでなく、短絡や過熱などの安全上の問題を引き起こす可能性があります。次に、リチウム電池パックの正しい接続方法と注意事項を、並列と直列の両方の観点から詳しく分析します。
リチウム電池パックの並列接続:条件と保護を同等に重視
リチウム電池パックの並列接続は 2 つの状況に分けられます。その中心となるのは、電池パックのパラメータが一貫しているかどうか、そして必要な保護対策が講じられているかどうかです。
(1)パラメータが一致する場合の直接並列接続
2組のリチウム電池パックの電圧、容量、内部抵抗、セルモデルなどの仕様が完全に一致する場合、並列運転を直接行うことができます。例えば、4直列構造で公称電圧12Vの2組のリチウム電池パックは、満充電で電圧が同じであれば、正極同士、負極同士を接続することで並列接続できます。ただし、過充電、過放電、短絡保護機能を確保するために、各電池パックには独立した保護基板を装備する必要があることに注意してください。
(2)パラメータが不一致な場合の並列スキーム
実際の修理現場では、異なるロットのセルで構成されたバッテリーパックに遭遇することがよくあります。公称電圧は同じ(例えば12V)でも、容量(50Ahと60Ah)や内部抵抗が異なります。このような場合、直接並列接続すると大きなリスクが生じます。2つのバッテリーグループの電圧が異なる場合(例えば14Vと12V)、高電圧バッテリーグループが低電圧バッテリーグループを急速充電してしまうからです。オームの法則によれば、低電圧バッテリーパックの内部抵抗が2Ωの場合、瞬間的な相互充電電流は1000Aに達する可能性があり、バッテリーの発熱、膨張、さらには発火を引き起こす可能性があります。
この状況に対処するには、並列保護デバイスを追加する必要があります。
電流制限機能を内蔵した保護ボードを選択してください。一部の高級保護ボードには並列電流制限特性があり、相互充電電流を安全な範囲内に自動的に制限できます。
外部並列電流制限モジュールのインストール: 保護ボードにこの機能がない場合、追加の専門的な電流制限モジュールを構成して、電流を適切なレベルに制御し、安全な接続を確保できます。
リチウム電池パックの直列接続:高い要件とカスタマイズ
リチウム電池パックの直列接続では、並列接続と比較して、電池パックに対するより厳格な一貫性要件が求められます。直列接続は、電池パック内部の電池セルの組み立て工程に例えることができ、2つの電池パック間で電圧、容量、内部抵抗、自己放電率などのパラメータの高度な一貫性が求められます。そうでなければ、電圧分布に不均一が生じ、性能の低い電池パックの劣化を加速させる可能性があります。
さらに、直列接続後の総電圧は単一グループ(例えば、12Vバッテリー2組を直列接続して24Vとする)の電圧の合計であるため、保護基板内のMOSチューブの耐電圧値に対する要件は高くなります。一般的な保護基板は通常、単一電圧グループにのみ適しています。直列接続で使用する場合は、直列接続されたバッテリーパックの充放電時の安全性と安定性を確保するために、高電圧保護基板をカスタマイズするか、複数のストリングをサポートする専門的なバッテリー管理システム(BMS)を選択する必要があります。
安全に関するヒントと実用的な提案
ランダムな直並列接続は厳禁です。バッテリーセルの化学特性とプロセスの違いにより、異なるブランドやバッチのリチウムバッテリーパックを処理なしに直接接続することはできません。
定期的な検査とメンテナンス:並列システムでは、毎月バッテリーパックの電圧をチェックする必要があり、差が0.3Vを超える場合は、バランス調整のために個別に充電する必要があります。四半期ごとにBMSを介して直列システムを積極的にバランス調整することをお勧めします。
高品質のアクセサリを選択する:UN38.3、CEなどで認証された保護ボードとBMSを使用する必要があります。接続ワイヤは、ワイヤ損失による加熱を避けるために、電流負荷に応じて適切なワイヤ径を選択する必要があります。
リチウム電池パックの直並列運転は、安全性を第一に考え、電池パックのパラメータの一貫性を厳密に管理し、専門的な保護装置と連携して行う必要があります。これらのポイントを習得することで、電池の修理効率が向上するだけでなく、リチウム電池パックの長期にわたる安定した動作を確保できます。
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投稿日時: 2025年5月23日
