Можно ли соединять литиевые аккумуляторы последовательно?

Можно ли соединять литиевые аккумуляторы последовательно?

Широко распространенные свинцовые аккумуляторы зачастую применяются в последовательном соединении для получения более высокого напряжения.

Например в ИБП могут применяться два последовательно соединенных свинцовых аккумулятора на 12В для получания суммарного напряжения в 24В. Отметим, что при последовательном подключении аккумуляторов увеличивается напряжение, а емкость остается прежней.

Насчет литиевых аккумуляторов: конечно же у них физика та же, т.е. при соединении последовательно можно получить повышенное напряжение. Однако у литиевых аккумуляторов есть важная особенность – обычно в них встроена плата защиты (BMS), которая предотвращает перезаряд, переразряд, слишком высокие нагрузки итп. В подобных случаях она отключает ячейки от клемм аккумулятора. 

В случае последовательного подключения литиевых аккумуляторов со встроенными платами защиты (BMS) надо обязательно убедиться, что эти платы защиты рассчитаны на последовательное подключение аккумуляторов. Для этого они должны быть рассчитаны на максимальное напряжение всей цепочки последовательно соединенных аккумуляторов. Т.е. при соединении двух аккумуляторов по 12В плата защиты должна выдерживать напряжение 24В и выше.

Это требование возникает из-за того, что при срабатывании платы защиты в цепочке аккумуляторов на этой сработавшей плате защиты возникает разность потенциалов равная суммарному напряжению всех аккумуляторов в цепочке. Ниже схема подключения двух аккумуляторов на 12В последовательно, где показана эта проблема.

Она может происходить как при разряде, так и при заряде. Сопротивление слева по схеме это либо нагрузка, либо зарядное устройство, когда оно отключено.
Если верхний BMS ключ выключается, то на его полюсах образуется 24В напряжения, так как ток проходит через сопротивление нагрузки (либо сопротивление выключенного зарядного устройства), потенциал на ключе станет равным 24В и транзистор БМС может быть выведен из строя, если он не рассчитан на такое напряжение.

При подключении большего количества аккумуляторов последовательно проблема становится гораздо более серьезной, так как платы защиты обычно не рассчитаны на высокие напряжения. Зачастую выпускаются литиевые аккумуляторы без плат защиты, именно для подобных применений, однако в таком случае есть риск выхода аккумулятора из строя при его неправильной эксплуатации.

Вывод: литиевые аккумуляторы можно соединять последовательно, но обязательно нужно убедиться, что их встроенные платы защиты поддерживают подобный функционал.