Lors de la conception ou de l'extension de systèmes alimentés par batterie, une question fréquente se pose : deux packs de batteries de même tension peuvent-ils être connectés en série ? La réponse est simple :Oui, mais avec un prérequis essentiel :la capacité de tenue en tension du circuit de protectiondoit être soigneusement évalué. Nous expliquons ci-dessous les détails techniques et les précautions à prendre pour garantir un fonctionnement sûr et fiable.
Comprendre les limites : tolérance de tension du circuit de protection
Les batteries au lithium sont généralement équipées d'un circuit imprimé de protection (PCB) pour éviter les surcharges, les décharges excessives et les courts-circuits. Un paramètre clé de ce circuit imprimé est lacapacité de tenue en tension de ses MOSFET(les interrupteurs électroniques qui contrôlent le flux de courant).
Exemple de scénario :
Prenons l'exemple de deux batteries LiFePO4 à 4 cellules. Chaque batterie a une tension de charge complète de 14,6 V (3,65 V par cellule). Connectées en série, leur tension combinée devient29,2 VUn circuit imprimé de protection de batterie standard de 12 V est généralement conçu avec des MOSFET évalués pour35–40 VDans ce cas, la tension totale (29,2 V) se situe dans la plage de sécurité, permettant aux batteries de fonctionner correctement en série.
Le risque de dépassement des limites :
Cependant, si vous connectez quatre de ces blocs en série, la tension totale dépasserait 58,4 V, bien au-delà de la tolérance de 35 à 40 V des circuits imprimés standard. Cela crée un danger caché :
La science derrière le risque
Lorsque les batteries sont connectées en série, leurs tensions s'additionnent, mais les circuits de protection fonctionnent indépendamment. En conditions normales, la tension combinée alimente la charge (par exemple, un appareil de 48 V) sans problème. Cependant, siune batterie déclenche la protection(par exemple, en raison d'une décharge excessive ou d'une surintensité), ses MOSFET déconnecteront ce pack du circuit.
À ce stade, la tension maximale des batteries restantes de la série est appliquée aux MOSFET déconnectés. Par exemple, dans une configuration à quatre blocs, un circuit imprimé déconnecté serait exposé à près de58,4 V—dépassant sa valeur nominale de 35–40 V. Les MOSFET peuvent alors tomber en panne en raison declaquage de tension, désactivant définitivement le circuit de protection et laissant la batterie vulnérable aux risques futurs.
Solutions pour des connexions en série sûres
Pour éviter ces risques, suivez ces directives :
1.Vérifiez les spécifications du fabricant :
Vérifiez toujours que le circuit imprimé de protection de votre batterie est conçu pour les applications en série. Certains circuits imprimés sont spécifiquement conçus pour supporter des tensions plus élevées dans des configurations multi-packs.
2.PCB haute tension personnalisés :
Pour les projets nécessitant plusieurs batteries en série (par exemple, stockage solaire ou systèmes pour véhicules électriques), optez pour des circuits de protection avec MOSFET haute tension personnalisés. Ceux-ci peuvent être adaptés pour supporter la tension totale de votre installation en série.
3.Conception équilibrée :
Assurez-vous que tous les blocs-batteries de la série sont adaptés en termes de capacité, d'âge et d'état de santé afin de minimiser le risque de déclenchement inégal des mécanismes de protection.
Réflexions finales
Bien que la connexion en série de batteries de même tension soit techniquement réalisable, le véritable défi consiste à garantir que lales circuits de protection peuvent gérer la contrainte de tension cumulativeEn donnant la priorité aux spécifications des composants et à la conception proactive, vous pouvez adapter en toute sécurité vos systèmes de batteries aux applications à tension plus élevée.
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Date de publication : 22 mai 2025
