Introdução:
A questão central no reparo de baterias e na expansão de baterias de lítio é se dois ou mais conjuntos de baterias de lítio podem ser conectados diretamente em série ou em paralelo. Métodos de conexão incorretos podem não apenas levar a uma diminuição no desempenho da bateria, mas também causar riscos à segurança, como curto-circuito e superaquecimento. A seguir, analisaremos em detalhes os métodos corretos e as precauções para conectar baterias de lítio, tanto em paralelo quanto em série.
Conexão em paralelo de baterias de lítio: igual ênfase nas condições e na proteção.
A ligação em paralelo de baterias de lítio pode ser dividida em duas situações, cujo ponto central reside na consistência dos parâmetros das baterias e na adoção das medidas de proteção necessárias.
(1) Conexão paralela direta quando os parâmetros são consistentes
Quando a tensão, a capacidade, a resistência interna, o modelo da célula e outras especificações de dois conjuntos de baterias de lítio são exatamente iguais, a operação em paralelo pode ser realizada diretamente. Por exemplo, dois conjuntos de baterias de lítio com estrutura em série de 4 células e tensão nominal de 12 V, quando totalmente carregados e com a mesma tensão, podem ser conectados em paralelo conectando-se seus polos positivos entre si e seus polos negativos entre si. Deve-se ressaltar que cada conjunto de baterias deve ser equipado com uma placa de proteção independente para garantir as funções de proteção contra sobrecarga, descarga excessiva e curto-circuito da bateria.
(2) Esquema paralelo quando os parâmetros são inconsistentes
No processo real de reparo, é comum encontrar baterias compostas por diferentes lotes de células, mesmo que a tensão nominal seja a mesma (como 12V), apresentando diferenças na capacidade (50Ah e 60Ah) e na resistência interna. Nesse caso, a conexão paralela direta acarreta grandes riscos – quando as tensões dos dois grupos de baterias são diferentes (como 14V e 12V), o grupo de baterias de alta tensão carregará rapidamente o grupo de baterias de baixa tensão. De acordo com a Lei de Ohm, se a resistência interna de um grupo de baterias de baixa tensão for de 2 Ω, a corrente de carga mútua instantânea pode atingir 1000A, o que pode facilmente causar o superaquecimento, o inchaço ou até mesmo um incêndio da bateria.
Para lidar com essa situação, é necessário adicionar dispositivos de proteção paralelos:
Escolha uma placa de proteção com função de limitação de corrente integrada: Algumas placas de proteção de alta qualidade possuem características de limitação de corrente paralela, que podem limitar automaticamente a corrente de carga mútua dentro de uma faixa segura.
Instalação de um módulo externo de limitação de corrente em paralelo: Caso a placa de proteção não possua essa função, um módulo adicional de limitação de corrente profissional pode ser configurado para controlar a corrente em um nível adequado e garantir uma conexão segura.
Conexão em série de baterias de lítio: requisitos rigorosos e personalização.
Em comparação com a ligação em paralelo, a ligação em série de baterias de lítio exige requisitos de consistência mais rigorosos. Quando ligadas em série, as baterias podem ser comparadas ao processo de montagem das células internas de uma bateria, o que requer parâmetros altamente consistentes, como tensão, capacidade, resistência interna e taxa de autodescarga entre as duas baterias. Caso contrário, pode ocorrer uma distribuição de tensão desigual, acelerando o envelhecimento das baterias com baixo desempenho.
Além disso, a tensão total após a conexão em série é a soma das tensões de um único grupo (como dois conjuntos de baterias de 12V conectados em série para obter 24V), o que impõe requisitos mais elevados à tensão suportável do MOSFET na placa de proteção. Placas de proteção comuns geralmente são adequadas apenas para grupos de tensão única. Quando usadas em série, muitas vezes é necessário personalizar placas de proteção de alta tensão ou escolher sistemas de gerenciamento de baterias (BMS) profissionais que suportem múltiplas strings para garantir a segurança e a estabilidade do conjunto de baterias conectadas em série durante os processos de carga e descarga.
Dicas de segurança e sugestões práticas
A ligação aleatória em série-paralelo é estritamente proibida: baterias de lítio de marcas e lotes diferentes não podem ser conectadas diretamente sem tratamento prévio devido às diferenças nas características químicas e nos processos de fabricação das células.
Inspeção e manutenção regulares: O sistema paralelo precisa ter a tensão da bateria verificada mensalmente e, se a diferença exceder 0,3 V, deve ser carregada separadamente para balanceamento. Recomenda-se o balanceamento ativo do sistema em série por meio do BMS a cada trimestre.
Selecione acessórios de alta qualidade: É necessário utilizar placas de proteção e BMS com certificação UN38.3, CE, etc. O fio de conexão deve ser selecionado com o diâmetro adequado à carga de corrente para evitar o superaquecimento causado por perdas no fio.
A operação em série-paralelo de baterias de lítio deve ser baseada na segurança, controlando rigorosamente a consistência dos parâmetros da bateria e utilizando dispositivos de proteção profissionais. Dominar esses pontos-chave não só melhora a eficiência do reparo de baterias, como também garante a operação estável e de longo prazo das baterias de lítio.
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Data da publicação: 23 de maio de 2025