LifePo4 rinnakkain/kytkin sarjassa - mitä sinun on tiedettävä

Litiumioniakkujen, kuten LiFePO4-akkujen, rinnan- tai sarjaankytkentä vaatii enemmän huolellisuutta kuin yksinkertainen kytkentä tavallisissa sähköpiireissä. Akkujen ja käyttäjien turvallisuuden varmistamiseksi on otettava huomioon useita tärkeitä näkökohtia. Ennen kuin syvennymme varotoimiin tarkemmin, on kuitenkin tärkeää ymmärtää rinnakkais- ja sarjakytkennän erot – erityisesti se, miten LiFePO4-akut kytketään turvallisesti rinnan- tai sarjaan.

Sisällys

Osa 1: Kytketäänkö LiFePO4 rinnan?
Osa 2: LiFePO4:n kytkeminen sarjaan
Osa 3: LiFePO4:n sarja- ja rinnankytkennän vertailu
Osa 4: Huomioitavia asioita - LiFePO4:n kytkeminen rinnan/sarjaan
Osa 5: Kuinka valita oikea akku rinnakkaiskytkentää varten?
Osa 6: Bonusvinkki: Miten kytken akut rinnan?
Johtopäätös
Usein kysytyt kysymykset LifePO4:n rinnakkais- ja sarjakytkennästä

Osa 1: LiFePO4:n kytkeminen rinnan

1.1 Rinnakkaisliitännän määritelmä

LiFePO4-akkujen rinnakkaiskytkentä tarkoittaa useiden kennojen yhdistämistä kytkemällä positiiviset ja negatiiviset navat yhteen akun kokonaiskapasiteetin lisäämiseksi.

LifePO4 parallel schalten Kabelquerschnitt

Tässä kokoonpanossa kuorma jakautuu tasaisesti kaikkiin kennoihin, mikä johtaa suurempaan virrantuottoon ja kokonaiskapasiteetin kasvuun. Akkuyksikön jännite pysyy kuitenkin muuttumattomana ja vastaa yksittäisen kennon jännitettä. Rinnakkaiskytkentöjä käytetään usein sovelluksissa, jotka vaativat suurta kapasiteettia, kuten rakennusten varajärjestelmissä, sähköverkon ulkopuolisissa aurinkosähköjärjestelmissä ja sähköajoneuvoissa.

2.1 Rinnakkaisliitännän edut

LifePO4 parallel schalten

Lisääntynyt kapasiteetti: Useiden kennojen rinnankytkentä lisää akkupaketin kokonaiskapasiteettia, mikä tekee siitä ihanteellisen ratkaisun sovelluksiin, joissa tarvitaan paljon kapasiteettia. Esimerkiksi jos neljä 12,8 V:n ja 100 Ah:n akkua kytketään rinnan, jännite pysyy vakiona, kun taas kapasiteetti kasvaa 400 Ah:iin.
Ylikuormituksen riskin pieneneminen: Rinnankytketyssä akkupaketissa jokainen kenno latautuu ja purkautuu erikseen. Tämä minimoi yksittäisten kennojen yli- tai alilatauksen riskin ja samalla edistää koko akkupaketin turvallisuutta ja pitkäikäisyyttä.

Rinnakkaisliitäntä sopii suurta kapasiteettia vaativiin sovelluksiin, kuten rakennusten varavirtajärjestelmiin ja verkon ulkopuolisiin aurinkosähköjärjestelmiin. Se mahdollistaa tehokkaan energian varastoinnin ja varmistaa latauksen ja purkauksen tasaisen jakautumisen akkupaketissa.

1.3 Rinnakkaisliitännän haitat

Alempi lähtöjännite: Rinnankytketyssä akkupaketissa kokonaisjännite pysyy yksittäisen kennon tasolla. Kennojen rinnankytkentä ei siis lisää pakkauksen kokonaisjännitettä.
Vähemmän tehokas energian varastointi: Koska rinnakkaisakun jokainen kenno latautuu ja purkautuu erikseen, yksittäisten kennojen varaustilassa voi esiintyä eroja, jotka voivat vaikuttaa energian varastoinnin tehokkuuteen.

Näiden haasteiden minimoimiseksi on tärkeää varmistaa, että kaikilla rinnakkaispaketin soluilla on samanlainen kapasiteetti ja sama ikääntymisaste.Lisäksi akun jännitettä ja lataustilaa on seurattava huolellisesti yli- tai alilatauksen välttämiseksi ja akkuyksikön tehokkaan toiminnan varmistamiseksi.

Osa 2: LiFePO4:n kytkeminen sarjaan

2.1 Sarjaankytkennän määritelmä

LiFePO4-akkujen sarjaankytkentä kuvaa useiden kennojen kytkemistä peräkkäin kokonaisjännitteen nostamiseksi. Yhden kennon positiivinen pää kytketään seuraavan kennon negatiiviseen päähän, ja tämä prosessi jatkuu, kunnes haluttu jännite on saavutettu.

LiFePO4 in Reihe schalten Kabelquerschnitt

Tässä kokoonpanossa akkupaketin kokonaiskapasiteetti pysyy muuttumattomana ja vastaa yksittäisen kennon kapasiteettia, kun taas jännitelähtö kasvaa merkittävästi. Sarjaankytkentöjä käytetään usein korkeaa jännitettä vaativissa järjestelmissä, kuten sähköajoneuvoissa, aurinkoenergiajärjestelmissä tai rakennusten hätävirtalähteissä.

2.2 Sarjaan kytkennän edut

LiFePO4 in Reihe schalten

Korkeampi lähtöjännite: Useiden kennojen sarjaan kytkeminen lisää akkupaketin kokonaisjännitettä, mikä tekee siitä sopivan suurempaa jännitettä vaativiin sovelluksiin. Esimerkiksi neljä 12,8 voltin akkupakettia voi tuottaa yhteensä 51,2 V energiaa.
Tehokkaampi energian varastointi: Sarjaan kytketyssä akkupaketissa jokainen kenno jakaa kuorman tasaisesti, joten jokainen kenno latautuu ja purkautuu samaan tahtiin. Tämä tekee energian varastoinnista kokonaisuudessaan tehokkaampaa.

Sarjakytkentä on ihanteellinen korkeaa jännitettä vaativiin sovelluksiin, kuten sähköajoneuvoihin ja aurinkoenergiajärjestelmiin. Se mahdollistaa tehokkaan energian varastoinnin ja varmistaa latauksen ja purkauksen tasaisen jakautumisen akkupaketissa.

2.3 Sarjaan kytkennän haitat

Ylikuormituksen vaara: Jos sarjaan kytketyn akkupaketin kennoilla on eri kapasiteetit tai iät, ne voivat purkautua eri nopeuksilla, mikä johtaa jännite-epätasapainoon akun sisällä. Tämä voi johtaa joidenkin kennojen ylilatautumiseen, mikä voi olla vaarallista ja lyhentää koko akun käyttöikää.
Alennettu kapasiteetti: Sarjaan kytketyssä akussa kokonaiskapasiteetti pysyy samana kuin yksittäisen kennon. Siksi kennojen sarjaan kytkeminen ei lisää akun kokonaiskapasiteettia.

Näiden ongelmien välttämiseksi on tärkeää varmistaa, että kaikilla sarjaan kytketyn akun kennoilla on samanlainen kapasiteetti ja ikä. Lisäksi asianmukainen lataus ja akun jännitteen valvonta ovat ratkaisevan tärkeitä ylilatauksen estämiseksi ja akkuyksikön tehokkaan toiminnan varmistamiseksi.

Osa 3: LiFePO4:n sarja- ja rinnankytkennän vertailu

Yhtäläisyyksiä:

Mahdollisuus parantaa akun kokonaistehoa: LiFePO4-akkujen sekä sarja- että rinnankytkentä voi parantaa akkupaketin kokonaistehoa. Sarjakytkentä lisää akkupaketin jännitettä, kun taas rinnankytkentä lisää kapasiteettia.
Käyttö erilaisissa sovelluksissa: Sekä sarja- että rinnakkaiskytkentämenetelmiä käytetään useissa sovelluksissa, kuten matkailuautoissa, veneissä ja aurinkotaloissa. Niitä voidaan käyttää myös sähköajoneuvoissa ja muissa sähköverkosta riippumattomissa järjestelmissä.

Erot:

Jännitelähtö: LiFePO4-akkujen sarjaan kytkeminen lisää kokonaisjännitettä (esim. neljä 12 V:n akkua sarjaan kytkettynä tuottaa 48 V). Rinnankytkeminen puolestaan lisää kapasiteettia pitäen samalla jännitteen vakiona.
Kapasiteetti: Rinnakkaiskytkentä lisää kokonaiskapasiteettia (esim. neljä 100 Ah akkua rinnan johtaa 400 Ah:iin), kun taas sarjaankytkentä lisää vain jännitettä, ei kapasiteettia.
Tehokkuus: Rinnakkaispiirit ovat tehokkaampia, koska jokainen kenno toimii itsenäisesti. Sarjapiirissä yhden kennon vikaantuminen voi vaikuttaa kokonaissuorituskykyyn.
Maksaa: Rinnakkaiskokoonpanot ovat kalliimpia, koska ne vaativat lisää kaapelointia ja laitteistoa. Lisääntynyt kapasiteetti ja tehokkuus voivat kuitenkin perustella lisäkustannukset.

Yhteenvetona voidaan todeta, että LiFePO4-akkujen sarja- ja rinnankytkentä riippuu käyttötarkoituksesta. Sarjakytkentä sopii korkeajännitteisille akuille, kun taas rinnankytkentä sopii suurelle kapasiteetille. Molemmat kokoonpanot parantavat akun suorituskykyä ja niillä on laaja käyttöalue esimerkiksi asuntovaunuissa, veneissä ja aurinkoenergialla toimivissa kodeissa. Oikean ratkaisun valinnassa on otettava huomioon muun muassa jännite, kapasiteetti, hyötysuhde ja kustannukset.

Osa 4: Huomioitavia asioita - LiFePO4:n kytkeminen rinnan/sarjaan

LiFePO4:n kytkeminen rinnan

Yhtenäisyys: On erittäin tärkeää käyttää rinnakkaiskytkennässä samanlaisilla ominaisuuksilla, kuten kapasiteetilla ja iällä, varustettuja kennoja tai akkuja. Epäsuhta voi johtaa latauksen ja purkauksen epätasapainoon ja lisätä vikaantumisriskiä.
Korvaus: Kunkin kennon varaustason seuranta on tärkeää tasapainon varmistamiseksi ja yli- tai alilatauksen estämiseksi. Tämä edistää koko akkupaketin pitkäikäisyyttä ja turvallisuutta.
Kaapelointi: Rinnakkaisliitännän oikea johdotus on välttämätöntä akkupaketin turvallisen ja tehokkaan toiminnan kannalta. Väärä johdotus voi johtaa oikosulkuun tai muihin vaarallisiin tiloihin.

LiFePO4/kytke sarjaan

Yhtenäisyys: Kuten rinnakkaispiirienkin kohdalla, sarjapiirissä on käytettävä saman kapasiteetin ja iän omaavia kennoja tai akkuja. Epäsuhta voi johtaa epätasaiseen jännitteen jakautumiseen, mikä voi aiheuttaa yksittäisten kennojen yli- tai alilatautumisen.
Ladata: Sarjaankytkennässä on olemassa ylilatautumisen vaara, jos yksi kenno saavuttaa täyden kapasiteettinsa ennen muita. Tämän välttämiseksi suositellaan akunhallintajärjestelmää (BMS), joka valvoo kunkin kennon jännitettä.
Turvallisuus: Sarjapiirin kohonnut kokonaisjännite voi lisätä sähköiskun riskiä. Akkupaketin asianmukainen eristys ja maadoitus on turvallisuussyistä välttämätöntä.

Vanhojen ja uusien akkujen (ostettu 3–6 kuukauden välein) sekoittamista ei myöskään suositella, koska niillä voi olla erilainen sisäinen resistanssi, mikä vaikuttaa akkupakkauksen kokonaissuorituskykyyn. On myös tärkeää käyttää samanarvoisia akkuja eikä koskaan sekoittaa eri merkkisiä, kapasiteetin omaavia tai tyyppisiä litiumioniakkuja. Noudata aina oikeaa napaisuutta jännitehäviöiden tai muiden vaarojen välttämiseksi.

Osa 5: Miten kytken akut rinnan?

Akkujen rinnakkainkytkemiseksi kytke positiiviset navat apukäynnistysjohdolla ja negatiiviset navat toisella apukäynnistysjohdolla. Tämä yhdistää negatiiviset navat negatiivisiin napoihin ja positiiviset navat positiivisiin napoihin. Voit kytkeä kuorman YHDEN akkuun, jolloin molemmat purkautuvat tasaisesti. Akkujen tasaiseen purkamiseen suositeltava tapa on kuitenkin kytkeä se akkupakkauksen toisen pään positiiviseen napaan ja toisen pään negatiiviseen napaan.

Osa 6: Kuinka valita oikea akku rinnakkaiskytkentää varten?

Kuten edellisestä osiosta tiedämme, akkuja rinnan- tai sarjaan kytkettäessä on käytettävä samanlaisia kennoja tai akkupaketteja. Varmista siis, että akut ovat kaikki samalta valmistajalta parhaan mahdollisen yhteensopivuuden varmistamiseksi. LiTime Niillä on samat tekniset tiedot, joten voit kytkeä ne rinnan ja sarjaan huoletta. Ja jos ostat Bluetooth-sarjan, voit myös seurata akun tilaa reaaliajassa.

Johtopäätös

Yhteenvetona voidaan todeta, että sekä rinnakkais- että sarjakytkennät LiFePO4-akkuihin parantavat suorituskykyä ja niitä käytetään monissa sovelluksissa. Tietyt seikat on kuitenkin otettava huomioon optimaalisen suorituskyvyn ja turvallisuuden varmistamiseksi. Rinnakkaiskytkennöissä tärkeää on yhdenmukaisuus, tasapainotus ja oikea johdotus, kun taas sarjakytkennöissä ensisijaisen tärkeitä ovat yhdenmukaisuus, oikea lataus ja turvatoimet. Lisäksi vältä vanhojen ja uusien akkujen kytkemistä, käytä samantehoisia akkuja ja kiinnitä huomiota napaisuuteen. Näiden varotoimien noudattaminen varmistaa LiFePO4-akkujen tehokkaan ja turvallisen toiminnan.

Usein kysytyt kysymykset LifePO4:n rinnakkais- ja sarjakytkennästä

Voinko kytkeä kaksi LiFePO4-akkua rinnakkain?

Kyllä, voit kytkeä kaksi LiFePO4-akkua rinnakkain kokonaiskapasiteetin lisäämiseksi. Tämä ylläpitää saman jännitteen kuin yksi akku ja kaksinkertaistaa kapasiteetin. On kuitenkin tärkeää, että akuilla on samanlaiset ominaisuudet, kuten jännite, kapasiteetti ja ikä, jotta varmistetaan tasapainoinen lataus ja purkaus ja minimoidaan akun vikaantumisriski.

Miten voin kytkeä 12 V LiFePO4-akun sarjaan?

Kytkeäksesi 12 V:n LiFePO4-akut sarjaan, kytke ensimmäisen akun positiivinen napa seuraavan akun negatiiviseen napaan. Toista tämä kaikille akuille, kunnes haluttu jännite on saavutettu. Kapasiteetti pysyy samana, mutta jännitteet lasketaan yhteen. Esimerkiksi neljän 12 V:n akun kytkeminen sarjaan johtaa 48 V:n lähtöjännitteeseen. Muista käyttää akunhallintajärjestelmää (BMS) jokaisen kennon valvontaan ja yli- tai alilatauksen estämiseen. Varmista, että kaikilla akuilla on samanlaiset tekniset tiedot ja varaustasot.

Mitä ongelmia litium-akkujen rinnankytkennässä on?

Rinnankytketyissä litiumakuissa kennojen välillä voi esiintyä epätasapainoa eri kapasiteettien, iän tai varaustilojen vuoksi. Tämä voi johtaa tehottomaan purkautumiseen ja latautumiseen, mikä lisää yksittäisen kennon vikaantumisen tai ylilatautumisen riskiä. Ilman asianmukaista akunhallintajärjestelmää (BMS) nämä erot voivat vaarantaa koko akkupaketin käyttöiän ja turvallisuuden.Lisäksi rinnakkaiskytkentä vaatii tarkkaa kaapelointia, koska väärät liitännät voivat johtaa oikosulkuun tai muihin vaaroihin.