01 Definition von Reihen-Parallel-Schaltungen bei Lithiumbatterien

Aufgrund der begrenzten Spannung und Kapazität einzelner Batterien sind in der Praxis oft Reihen- und Parallelschaltungen erforderlich, um höhere Spannungen und Kapazitäten zu erreichen und so den Leistungsbedarf des Geräts zu decken.

Reihenschaltung einer Lithiumbatterie : Es werden Spannungen addiert, die Kapazität bleibt konstant und der Innenwiderstand erhöht sich.

02 Lithium-Akkupack

• Lithiumzelle : Die Kernkomponente der fertigen Batterie.
• Schutzplatine : Bietet Schutz vor Überladung, Tiefentladung, Überstrom, Kurzschluss und NTC-Temperaturregelung.
• Kunststoffgehäuse : Das Traggerüst der gesamten Batterie; es positioniert und sichert die Schutzplatte; und es stützt und begrenzt die Position aller anderen Nicht-Gehäusekomponenten.
• Anschlussleitungen : Bietet verschiedene Lade- und Entladeschnittstellen für diverse elektronische Produkte, Energiespeichergeräte und Notstromversorgungen.
• Nickelblech/Halterung : Komponenten, die die Batteriezellen verbinden und sichern.

03 Lithium-Batterie-Serien-Parallel-Kombinationen

Aus Sicherheitsgründen müssen Lithiumbatterien an eine externe Schutzplatte angeschlossen werden, um jede Zelle zu überwachen. Parallelschaltung wird generell nicht empfohlen. Sollte eine Parallelschaltung dennoch erforderlich sein, müssen die Batterieparameter (Kapazität, Innenwiderstand usw.) übereinstimmen. Darüber hinaus müssen auch die Parameter der in Reihe geschalteten Batterien übereinstimmen. Andernfalls ist die Leistung des Akkupacks deutlich geringer als die einer einzelnen Zelle.

Normen für die Paarung von Lithiumbatterien: Spannungsdifferenz ≤ 10 mV, Innenwiderstandsdifferenz ≤ 5 mΩ, Kapazitätsdifferenz ≤ 20 mA

2-Strang-Lithium-Akkupack (7,4-V-Lithium-Akku)

• Angenommen, die Spezifikationen der verwendeten Einzelzelle sind 18650 3,7 V 2000 mAh
• Angenommen, die Spezifikationen der verwendeten Einzelzelle sind 18650 3,7 V 2000 mAh
• Anzahl der parallelgeschalteten Zellen: 20Ah/2Ah = 10, d. h. 10 Zellen parallel
• Der gesamte Akku besteht aus 13 Strängen x 10 Zellen = 130 Zellen

Gängige Reihenschaltungen von Lithium-Akkus

04 Lithiumbatterie-Montageprozess

① Bewertung der Batteriekapazität

ACEY-BCT506R-512H Lithium-Batterie-Lade- und Entladegerät ist für die Prüfung der Kapazität, Spannung, Stromstärke sowie des Lade- und Entladeverhaltens von zylindrischen Lithiumzellen wie 18650, 21700, 26650, 32650 und 32700 ausgelegt.

② Verkleben von Batterieisolierpapier
Zur Isolierung Schnellablösepapier und Mara-Klebeband verwenden.

ACEY-BS01 automatische Isolierpapier-Klebemaschine wird hauptsächlich verwendet, um eine Schicht Gerstenpapier auf die positive oder negative Elektrode von 18650/21700/26650/32650/32700-Batterien zu kleben, um eine gute Isolation, Verschleißfestigkeit, Wasserdichtigkeit und andere Eigenschaften zu erzielen.

ACEY-AS11S Lithiumzellen-Sortiermaschine ist ein effizientes und hochpräzises Gerät zur schnellen Sortierung zylindrischer Lithiumbatterien. Es misst mithilfe eines fortschrittlichen Innenwiderstandstesters präzise Batteriespannung und Innenwiderstand. Das Gerät ist mit verschiedenen Batterietypen (18650/21700/26650/32700 usw.) kompatibel und erreicht eine Sortiergeschwindigkeit von bis zu 5000 Stück pro Stunde. Dies steigert die Produktionseffizienz erheblich und ermöglicht den Datenexport für eine einfache Rückverfolgbarkeit der Qualität.

Durch den Einsatz von geformten Nickelstreifen lassen sich kalte Lötstellen, Kurzschlüsse, geringe Effizienz und ungleichmäßige Stromverteilung vermeiden.

ACEY-5000D manuelle Punktschweißmaschine Dieses Verfahren dient zum Verschweißen der Plus- und Minuspole mehrerer Batterien und Materialien wie Nickelbleche, um eine stabile Stromübertragung während des Lade- und Entladevorgangs des Akkupacks zu gewährleisten. Es findet breite Anwendung beim Verschweißen von Akkupacks, beispielsweise in Antriebsbatterien, Elektrowerkzeugen und E-Bikes.

⑥ Umfassende Prüfung des Akkus

ACEY-BIT-Serie Batterie-Kompletttester Es ermöglicht die quantitative und präzise Messung grundlegender Batterieparameter. Dazu gehören die Messung von Leerlaufspannung, Innenwiderstand, Lade- und Entladezustand, Überstromschutz, Kurzschlussschutz und weiterer Batteriefunktionen. Defekte Batterien lassen sich so leicht erkennen und die Produktionseffizienz steigern.

ACEY-5035C Schrumpffolien-Verpackungsmaschine Diese Maschinen werden bei der Montage und Verpackung von Akkupacks eingesetzt, insbesondere von Lithium-Ionen-Akkus und anderen wiederaufladbaren Akkus. Sie sind so konstruiert, dass sie Akkupacks mithilfe von Schrumpffolie sicher umhüllen und versiegeln und ihnen so Schutz, Isolierung und ein sauberes Erscheinungsbild verleihen.

⑧ Tintenstrahl-Chargencode-Druck

Der Druck muss klar und lesbar sein.

ACEY-CP2 Tintenstrahl-Batch-Codierungsmaschine Wird in der Fertigungs- und Verpackungsindustrie zum Bedrucken von Produkten oder Verpackungen mit Informationen wie Chargennummern, Verfallsdaten, Herstellungsdaten, Barcodes und anderen variablen Daten verwendet. Dies ist unerlässlich für die Rückverfolgbarkeit von Produkten, die Qualitätskontrolle und die Einhaltung gesetzlicher Vorschriften.

⑨ Alterung des Akkus
Ermitteln Sie die Qualität des Akkus und gewährleisten Sie die Stabilität, Sicherheit und Lebensdauer des Lithium-Akkus während des Gebrauchs.

ACEY-BA-Serie Batteriealterungsmaschine Das Gerät dient hauptsächlich zum Laden und Entladen von Batterien sowie zur Prüfung der zugehörigen Batterieeigenschaften. Die Testkanäle sind vollständig unabhängig und eignen sich für Alterungstests von ternären Batterien, Lithium-Eisenphosphat-Batterien, Blei-Säure-Batterien, Nickel-Metallhydrid-Batterien und Nickel-Cadmium-Batterien.

• Verwenden Sie keine Batterien unterschiedlicher Marken zusammen.
• Verwenden Sie keine Batterien mit unterschiedlichen Spannungen zusammen.
• Batterien unterschiedlicher Kapazität oder alte und neue Lithiumbatterien dürfen nicht gemischt werden.
• Batterien mit unterschiedlichen chemischen Zusammensetzungen, wie beispielsweise Nickel-Metallhydrid- und Lithiumbatterien, sollten nicht gemischt werden.
• Wenn der Ladezustand der Batterien niedrig ist, müssen alle Batterien ausgetauscht werden.
• Verwenden Sie eine Lithiumbatterie-Schutzplatine mit entsprechenden Parametern.
• Wählen Sie Batterien mit gleichbleibender Leistung. Lithiumbatterien, die in Reihe oder parallel geschaltet werden, erfordern in der Regel eine Zellenpaarung. Kriterien für die Zellenpaarung: Spannungsdifferenz ≤ 10 mV, Innenwiderstandsdifferenz ≤ 5 mΩ und Kapazitätsdifferenz ≤ 20 mA.

• Typische Anschlussmethoden für Lithium-Batteriepacks sind: zuerst Parallelschaltung, dann Reihenschaltung, zuerst Reihenschaltung, dann Parallelschaltung und gemischte Anschlussmethoden.
• Lithium-Batteriepacks für reine Elektrobusse verwenden typischerweise eine zunächst parallele, dann serielle Verschaltung.
• Lithium-Batteriepacks für die netzgebundene Energiespeicherung verwenden häufig eine zuerst serielle, dann parallele Verschaltung.

Vorteile der Parallel- und anschließenden Serienschaltung für Lithiumbatterien

• Bei einem Ausfall einer Lithiumbatteriezelle schaltet sich das Gerät automatisch ab. Abgesehen von einer Kapazitätsreduzierung ist die Parallelbetriebsfähigkeit davon nicht betroffen.
• Wenn eine Lithiumbatteriezelle in einer Parallelschaltung einen Kurzschluss erleidet, kommt es im Parallelkreis zu sehr hohen Strömen, was üblicherweise durch Sicherungsschutz verhindert wird.

• Aufgrund von Unterschieden im Innenwiderstand und der ungleichmäßigen Wärmeableitung zwischen den Lithium-Batteriezellen kann die Zyklenlebensdauer eines parallelgeschalteten Lithium-Batteriepacks beeinträchtigt werden.

Vorteile der Reihenschaltung von Lithiumbatterien (zuerst) und der Parallelschaltung (zuletzt)

• Durch die Reihenschaltung von Lithium-Batteriezellen, zunächst entsprechend ihrer Kapazität (z. B. 1/3 der Gesamtkapazität), und anschließende Parallelschaltung wird die Ausfallwahrscheinlichkeit von Lithium-Batteriemodulen mit hoher Kapazität verringert. Die Reihenschaltung vor der Parallelschaltung verbessert zudem die Zuverlässigkeit von Lithium-Batteriepacks deutlich.

• Lithiumbatterien, ob mit oder ohne Schutzschaltungen, können nicht parallel geladen werden. Batterien ohne Schutzschaltungen sind anfällig für Überladung und Beschädigung.
• Beim Parallelladen von Batterien muss in der Regel die im Batteriegehäuse eingebaute Schutzplatine entfernt und durch eine einzelne Schutzplatine ersetzt werden.
• Wenn parallel geladene Batterien keine Schutzschaltung besitzen, muss die Ladespannung auf 4,2 V begrenzt werden, und es kann kein 5-V-Ladegerät verwendet werden.

• Lithiumbatterien müssen mit einem speziellen Ladegerät geladen werden. Andernfalls erreichen sie möglicherweise nicht ihre volle Kapazität, was ihre Leistung beeinträchtigt.
• Lithiumbatterien müssen vor dem Aufladen nicht vollständig entladen werden.
• Lassen Sie das Ladegerät nicht über längere Zeit angeschlossen. Nehmen Sie den Akku aus dem Ladegerät, sobald er vollständig geladen ist.
• Entfernen Sie die Batterie aus allen nicht verwendeten Elektrogeräten und entladen Sie sie vor der Lagerung.
• Legen Sie die Batterie nicht mit verpolter Umgebung ein, da dies zum Aufquellen oder Bersten der Batterie führen kann.
• Nickel- und Lithium-Ladegeräte dürfen nicht untereinander ausgetauscht werden.