Seriell und parallel, was ist das erste beim Zusammenbau von Lithiumbatteriepaketen?
Seriell und parallel, was ist das erste beim Zusammenbau von Lithiumbatteriepaketen?
Bei der Auslegung der Batteriemodule hängt es von der konkreten Anwendung und den Designanforderungen ab, ob diese zunächst in Reihe und dann parallel oder umgekehrt geschaltet werden. In der Branche ist die aktuelle Situation so, dass große Energiespeichersysteme häufig die Methode „Reihenfolge zuerst und dann parallel“ verwenden. Bei Energieanwendungen wie Elektrofahrzeugen und Elektrobussen wird jedoch häufiger die Methode „Zuerst parallel und dann seriell“ gewählt.
Bei der Analyse der Kosten für Systemzuverlässigkeit, Sicherheit und Zellmanagement (BMS) haben beide Methoden ihre Vor- und Nachteile:
1. Systemzuverlässigkeit:
Unter Bezugnahme auf die Literatur zum Batteriepack-Bildungsmodus verwandter Elektrofahrzeuge ist aus Sicht der Zuverlässigkeit der Batteriepack-Verbindung und des Entwicklungstrends der Batteriespannungsinkonsistenz sowie der Auswirkung auf die Batteriepack-Leistung der Modus „Zuerst parallel und dann in Reihe“ besser als der Modus „Zuerst in Serie und dann parallel“. Unter anderem ist im Hinblick auf die Systemverbindungszuverlässigkeit die Zuverlässigkeit des Modus „Zuerst parallel, dann seriell“ höher als die einer einzelnen Batterie, während die Zuverlässigkeit des Modus „Zuerst seriell, dann parallel“ niedriger ist als die einer einzelnen Batterie; Im Hinblick auf die Inkonsistenz der Batteriespannung ist die Spannungsverteilung der Gruppierungsmethode von parallel zuerst und dann seriell zentralisierter und es gibt keine Batterien mit übermäßig niedriger Spannung. Zuerst im Serienmodus und dann im Parallelmodus, es wird mehr Sammelpunkte geben und die Ausfallrate wird höher.
2. Systemsicherheit:
Für die Systemsicherheit gibt es zwei Hauptszenarien für Batterieausfälle: Offener Stromkreis und Kurzschluss. Kurzschlüsse sind relativ extreme Situationen, die in beiden Modi auftreten können, wenn wir die Lithiumbatteriemodule und -pakete nicht richtig zusammenbauen.
In einem Stromkreis, der zuerst in Reihe und dann in Parallelschaltung verläuft, bleibt die Spannung des Batteriepacks aufgrund der steigenden Spannung während des Reihenschaltungsprozesses unverändert, wenn in einer der Zellen ein offener Stromkreis auftritt, aber der Zweig mit der leeren Zelle funktioniert nicht mehr, was zu einem Anstieg des Innenwiderstands und einer Verringerung der Kapazität führt. An den beiden Enden der getrennten Zelle kann eine Hochspannung entstehen, die zu Lichtbögen führen kann. Da bei der Parallelschaltung zuerst die Spannung während der Parallelschaltung nicht ansteigt, besteht keine Gefahr eines Lichtbogens, wenn in einer Zelle ein offener Stromkreis auftritt.
Wenn der Spannungsunterschied zwischen den beiden in Reihe geschalteten Batteriegruppen relativ groß ist und keine geeigneten Maßnahmen zur Strombegrenzung vorhanden sind, kann es zu einem hohen Stromdurchfluss und einer Beschädigung der Batteriezellen kommen.
3. Zellverwaltung (BMS)Kosten:
Ein zuerst in Reihe geschalteter und dann paralleler Batteriesatz erfordert mehr Sensoren und Verkabelung mit mehr BMS-Kanälen, was zu höheren Kosten führt. Im Gegensatz dazu werden bei einer zuerst parallelen und dann seriellen Konfiguration parallel geschaltete Zellen als eine Einheit behandelt, was die Überwachung und die Anzahl der BMS-Kanäle vereinfacht und dadurch die Kosten senkt.
Die konkrete Auswahl sollte auf der Grundlage des tatsächlichen Anwendungsszenarios und der Designanforderungen des Batteriemoduls getroffen werden.
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Aus dem oben Gesagten ist ersichtlich, dass zuerst die Serie und dann die parallele und dann die parallele und dann die Serie ihre eigenen Vor- und Nachteile haben. Unter unterschiedlichen Anwendungsbedingungen ist es ratsam, die geeignete Gruppierungsmethode entsprechend der Kapazität des Batteriesystems, den Lade- und Entladebedingungen usw. zu wählen und diese mit den tatsächlichen Anwendungsszenarien und dem Design des Batteriemoduls zu kombinieren.
