Serie y Paralelo, ¿cuál es el primero a la hora de montar packs de baterías de litio?

 Serie y Paralelo, ¿cuál es el primero a la hora de montar packs de baterías de litio? 

En el diseño de los módulos de batería, conectarlos primero en serie y luego en paralelo o viceversa depende de la aplicación específica y los requisitos de diseño. En la industria, la situación actual es que los sistemas de almacenamiento de energía a gran escala a menudo utilizan el método de primero en serie y luego en paralelo, pero en aplicaciones de energía como vehículos eléctricos y autobuses eléctricos, se elige más comúnmente el esquema de primero en paralelo y luego en serie.

Analizando desde la perspectiva de la confiabilidad del sistema, la seguridad y los costos de administración de celdas (BMS), ambos métodos tienen sus ventajas y desventajas:

1. Confiabilidad del sistema:

Con referencia a la literatura sobre el modo de formación del paquete de baterías de vehículos eléctricos relacionados, desde la perspectiva de la confiabilidad de la conexión del paquete de baterías y la tendencia de desarrollo de la inconsistencia del voltaje de la batería y el impacto del rendimiento del paquete de baterías, el modo de conexión en paralelo primero y luego en serie es mejor que el modo de conexión en serie primero y luego en paralelo. Entre ellos, en términos de confiabilidad de la conexión del sistema, la confiabilidad del modo primero en paralelo y luego en serie es mayor que la del modo de batería única, mientras que la confiabilidad del modo en serie primero y luego en paralelo es menor que la del modo de batería única; en términos de inconsistencia del voltaje de la batería, la distribución de voltaje del método de agrupación en paralelo y luego en serie está más centralizada y no hay baterías con voltaje excesivamente bajo. Primero en serie y luego en modo paralelo, habrá más puntos de recolección y la tasa de fallas aumentará.

2. Seguridad del sistema:

Para la seguridad del sistema, los dos escenarios principales de falla de la batería son: circuito abierto y cortocircuito. Los cortocircuitos son situaciones relativamente extremas que pueden ocurrir en cualquiera de los modos cuando no ensamblamos correctamente los módulos y paquetes de baterías de litio.

En un circuito eléctrico en serie primero y luego en paralelo, debido al aumento de voltaje durante el proceso de conexión en serie, si una de las celdas experimenta el circuito abierto, el voltaje del paquete de baterías permanece sin cambios, pero la rama con la celda en circuito abierto dejará de funcionar, lo que provocará un aumento en la resistencia interna y una reducción en la capacidad. Los dos extremos de la celda desconectada pueden formar un alto voltaje y luego producir peligro de arco. En el circuito en paralelo primero y luego en serie, dado que el voltaje no aumenta durante el proceso de conexión en paralelo, no hay riesgo de arco si una celda experimenta el circuito abierto.

Si la diferencia de voltaje entre los dos grupos de baterías en serie es relativamente grande y no existen medidas de limitación de corriente adecuadas, puede provocar que pase una corriente alta y dañar las celdas de la batería.

3. Costos de gestión de celda (BMS):

Un paquete de baterías primero en serie y luego en paralelo requiere más sensores y cableado, con más canales BMS, lo que genera costos más altos. Por el contrario, una configuración primero en paralelo y luego en serie trata las celdas conectadas en paralelo como una sola, lo que hace que el monitoreo y los canales BMS sean más simples y menos, reduciendo así los costos.

La elección específica debe realizarse en función del escenario de aplicación real y los requisitos de diseño del módulo de batería.

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De lo anterior se puede ver que las series primero y luego las paralelas y las paralelas primero y luego las series tienen sus propias ventajas y desventajas. En diferentes condiciones de aplicación, es aconsejable elegir el método de agrupación adecuado según la capacidad del sistema de batería, las condiciones de carga y descarga, etc., combinándolo con los escenarios de aplicación reales y el diseño del módulo de batería.