Trung Tâm Điều Hành
Hệ Thống Điện Mặt Trời Việt Nam

Không một cell lithium đơn lẻ nào đủ điện áp hay dung lượng để chạy cả một ngôi nhà. Vì thế mọi bộ pin lưu trữ đều là kết quả của việc ghép nhiều cell lại với nhau, theo hai cách cơ bản: nối tiếp và song song. Hiểu nguyên lý này giúp bạn nhìn thấu bên trong khối pin và hiểu vì sao chất lượng cell lại quan trọng đến vậy.

Ghép nối tiếp: cộng điện áp

Ghép nối tiếp nghĩa là nối cực dương của cell này với cực âm của cell kia, tạo thành một chuỗi.

Nguyên lý cơ bản: nối tiếp cộng điện áp nhưng giữ nguyên dung lượng (tính bằng Ah). Ví dụ, bốn cell LFP mỗi cell 3,2V ghép nối tiếp sẽ cho khoảng 12,8V, đủ tạo một khối 12V quen thuộc.

Dòng điện chạy qua chuỗi nối tiếp là như nhau ở mọi cell, vì chỉ có một đường đi duy nhất. Điều này dẫn tới hệ quả quan trọng mà chúng ta sẽ nói ở phần sau: cả chuỗi chỉ mạnh bằng cell yếu nhất.

Ghép song song: cộng dung lượng

Ghép song song thì ngược lại: nối tất cả cực dương với nhau và tất cả cực âm với nhau.

Ở cấu hình này, điện áp giữ nguyên còn dung lượng cộng lại. Hai cell 100H ghép song song cho tổng 200Ah ở cùng mức điện áp. Cách này giúp tăng lượng năng lượng lưu trữ và cả dòng xả tối đa.

Trong thực tế, một bộ pin lớn thường kết hợp cả hai: nhiều cell song song thành một nhóm để tăng dung lượng, rồi nhiều nhóm nối tiếp để đạt điện áp mong muốn. Cấu hình này hay được ký hiệu dạng "xSyP", ví dụ 16S2P.

Nguyên lý mắt xích yếu nhất

Đây là ý tưởng quan trọng nhất khi ghép pin: cả khối chỉ khỏe bằng cell yếu nhất.

Trong chuỗi nối tiếp, vì dòng qua mọi cell là như nhau, cell nào có dung lượng thấp nhất sẽ đầy trước khi sạc và cạn trước khi xả. BMS buộc phải dừng lại theo cell yếu đó để bảo vệ nó, nghĩa là phần dung lượng thừa ở các cell khỏe hơn không bao giờ được dùng tới.

Hệ quả là một cell kém chất lượng có thể kéo tụt hiệu năng của cả bộ pin đắt tiền. Nó cũng chịu áp lực lớn hơn trong mỗi chu kỳ, nên xuống cấp nhanh hơn, làm vấn đề ngày càng trầm trọng theo thời gian.

Vì sao cell phải đồng đều

Chính vì nguyên lý mắt xích yếu nhất, việc các cell đồng đều (matched) là điều kiện tiên quyết.

Nhà sản xuất tốt sẽ phân loại cell trước khi ghép, chọn những cell có dung lượng, điện áp và điện trở trong gần như nhau. Sự đồng đều này giúp cả khối sạc/xả nhịp nhàng, không có cell nào bị "quá tải" so với phần còn lại.

• Cell đồng đều: khối pin dùng gần hết dung lượng danh nghĩa, tuổi thọ đồng đều.
• Cell lệch nhau: dung lượng khả dụng thấp, một số cell già nhanh, BMS phải làm việc vất vả hơn.

Đây là lý do không nên tự ý ghép các cell hoặc module cũ mới lẫn lộn, dù chúng trông giống nhau.

Dòng cân bằng trong ghép song song

Khi ghép song song, có một hiện tượng cần lưu ý là dòng cân bằng (circulating current).

Nếu hai cell hoặc hai cụm song song có điện áp chênh lệch, dòng sẽ tự động chạy từ cụm cao hơn sang cụm thấp hơn để cân bằng điện thế. Nếu chênh lệch lớn, dòng này có thể rất mạnh trong thời gian ngắn, gây nóng và hao mòn.

Vì vậy, khi lắp song song, các cụm cần cùng điện áp trước khi nối, và dây nối nên có tiết diện, chiều dài hợp lý để trở kháng đồng đều. Đây là chi tiết kỹ thuật nhỏ nhưng ảnh hưởng lớn tới độ an toàn.

Tóm lại, cách ghép cell quyết định điện áp và dung lượng của bộ pin, còn chất lượng và độ đồng đều của cell quyết định tuổi thọ thực tế. Khi chọn bộ lưu trữ, AutoSPC khuyên bạn quan tâm không chỉ tới thông số tổng mà cả quy trình phân loại cell của nhà sản xuất, bởi đó là thứ đảm bảo mắt xích yếu nhất của bạn vẫn đủ mạnh.

Bài liên quan

• Công nghệ half-cell và diode bypass trên tấm pin là gì?
• Sạc cân bằng cell pin lưu trữ là gì và vì sao quyết định tuổi thọ hệ điện mặt trời?
• Điện mặt trời hoạt động thế nào? Từ tấm pin đến ổ cắm

Nội dung mang tính tham khảo kỹ thuật, không thay thế văn bản pháp luật hay tư vấn thiết kế cho công trình cụ thể. Số liệu có ngày cập nhật ở đầu bài; khi chính sách hoặc giá thay đổi, AutoSPC sẽ cập nhật.