Yuqori samaradorlikdagi batareya ekvalayzer texnologiyasi va kaskadli energiya saqlash batareyalari o'rtasidagi bog'liqlik
Batareyani muvozanatlash texnologiyasi batareya paketining ishlash muddatini yaxshilashi va batareya paketining xizmat qilish muddatini uzaytirishi mumkin. Katta hajmli-nikel{1}}metall gidrid, 2V qoʻrgʻoshin-kislota batareyalari, litiy batareyalar, 6V qoʻrgʻoshin-kislota, 12V qoʻrgʻoshin-kislota uchun javob beradi. batareya paketlari va superkondensator paketlari.
Narvon batareyasi va tanlovi
Ikkilamchi akkumulyator deganda ishlatilgan va asl dizayn muddatiga yetgan va uning quvvati boshqa usullar bilan toʻliq yoki qisman tiklangan batareya tushuniladi.
Umuman olganda, 5 yil foydalanishdan keyin batareyaning samarali quvvati taxminan 80 foizni tashkil qiladi. Batareyaning tabiiy chirishi barqaror davrga kirdi va u kichik-batareya quvvati sifatida ishlatilishi mumkin. Muayyan miqdordagi batareyalarni parallel ishlatish orqali mavjud quvvatni bir necha marta oshirish mumkin, bu energiyani saqlash va quvvat ehtiyojlarini to'liq qondiradi. , batareya quvvatini oshirish uchun ko'p sonli parallel batareyalardan foydalanishning sababi bir xil.
Batareya to'plami 5 yil davomida ishlatilgandan so'ng, foydalanish mumkin bo'lgan quvvat va batareyaning ishlash muddati sezilarli darajada qisqaradi. Foydalanuvchilar va dilerlar odatda uni bir butun sifatida almashtiradilar. Har kimga ma'lumki, batareyalar to'plamidagi barcha batareyalarni almashtirish kerak emas, lekin batareyalarning bir yoki bir nechtasi jiddiy quvvat buzilishiga ega. Bu butun batareya to'plamiga ta'sir qiladi. Agar bunday batareyalar bir nechta bo'lsa, jiddiy zaiflashgan batareyalar aniqlash orqali chiqariladi va boshqa batareyalar quvvatni taqsimlash va ichki qarshilikni aniqlash orqali kaskadda qayta ishlatilishi mumkin. Quvvatli akkumulyatorlardan kaskadli foydalanish, shubhasiz, batareyalardan foydalanish samaradorligini va ishlash muddatini uzaytiradi va batareyalardan kelib chiqadigan atrof-muhit ifloslanishini kamaytiradi. U hozirgi va kelajakdagi asosiy rivojlanish ob'ekti sifatida tanilgan.
Quvvat batareyasini qayta ishlatish yopiq halqali quvvat akkumulyatori sanoat zanjirini shakllantirishning asosiy boʻgʻini boʻlib, atrof-muhitni muhofaza qilish, resurslarni qayta tiklash va quvvat batareyalarining toʻliq ishlash muddatini yaxshilashda muhim ahamiyatga ega. Ishdan chiqarilgandan so'ng, quvvat akkumulyatorlari past tezlikda ishlaydigan elektr transport vositalarida, zaxira quvvat manbalarida, quvvatni saqlashda va nisbatan yaxshi ish sharoitlari va past batareya unumdorligi talablari bo'lgan boshqa sohalarda sinovdan, tekshirishdan va qayta tashkil etishdan so'ng hamon foydalanishga qodir.
Yangi energiya vositalarining ortib borayotgan targ'iboti va qo'llanilishi bilan har yili ko'p sonli nafaqaga chiqqan batareyalar ishlab chiqariladi va quvvat akkumulyatorlaridan kaskad foydalanish kontseptsiyasi paydo bo'ldi va keng e'tiborni tortdi.
Echelon batareyalaridan foydalanish batareyalardan foydalanish darajasini oshirishi va batareyalarning ishlash muddatini uzaytirishi mumkin, bu energiya tejash va atrof-muhitni muhofaza qilish nuqtai nazaridan katta ahamiyatga ega, ammo echelon batareyalaridan foydalanish ba'zi masalalarga e'tibor qaratish kerak:
1. 2V bitta qoʻrgʻoshinli akkumulyatorlar, turli litiy batareyalar, jumladan, litiy temir fosfat batareyalari, litiy titanat batareyalari, uchlik lityum batareyalar, litiy kobalt oksidli batareyalar va litiy manganat kabi asosiy blokli hujayralardan imkon qadar koʻproq foydalaning. batareyalar. Kutmoq. 6V qoʻrgʻoshinli akkumulyatorlar (3 2V birlik) va 12V qoʻrgʻoshinli akkumulyatorlar (6 2V birlik) kabi bir nechta bloklar bilan ketma-ket qadoqlangan akkumulyatorlar, asosan, kaskadli foydalanish uchun mos kelmaydi. chunki bu batareyalarning ichki qismi ko'p-simli Batareyaning o'zida nomutanosiblik muammosi bor, uni tashqaridan hal qilib bo'lmaydi.
2. Xuddi shu turdagi batareyalarni guruhlash printsipiga rioya qilish kerak. Guruhdagi batareyalar bir xil turdagi bo'lishi kerak, ya'ni batareyalarning ish kuchlanish diapazoni bir xil bo'lishi kerak. Har xil ish kuchlanish diapazoniga ega batareyalar bir xil batareya paketida paydo bo'lolmaydi va ular bir xil quvvatga ega bo'lsa ham, ularni aralashtirib bo'lmaydi.
3. Agar shartlar ruxsat etilsa, batareya to'plami yig'ilgunga qadar quvvat, kuchlanish va ichki qarshilikni o'lchash kerak va qayta foydalanish paytida mustahkamlik farqlarining kengayishini kamaytirish uchun imkon qadar o'xshash quvvat va ichki qarshilikka ega batareyalarni tanlash kerak.
Echelon batareyalarining quvvati odatda nominal quvvatdan past bo'lganligi sababli, etarli quvvatga ega bo'lish uchun tegishli ketma-ket va parallel ulanish orqali dizayn quvvatiga erishish uchun ko'proq batareyalardan foydalanish kerak, shuning uchun uni mos ravishda yig'ish kerak. texnik shartlarga.
Yig'ish usuli 1: birinchi navbatda parallel va keyin ketma-ket, masalan, ushbu usuldan foydalangan holda elektr transport vositalari uchun akkumulyator paketlari.
Yig'ish usuli 2: birinchi navbatda ketma-ket, keyin esa parallel ravishda, ko'pincha ma'lumotlar markazlarida yoki kompyuter xonalarida ishlatiladi.
Ikkala yig'ish usuli ham o'zining afzalliklari va kamchiliklariga ega va turli muhitlarga mos keladi:
Parallellashtirishning, keyin esa simli ulanishning kamchiliklari: batareyani ulash liniyalari va shinalarni tanlash juda muhim, aks holda bu batareyaning zaryadlanishi va zaryadsizlanishida farqlarga olib keladi va batareyaning individual oqishi (yoki nosozlik) parallel blokga ta'sir qiladi. quvvatiga nisbatan katta ta'sir ko'rsatadi. Batareyaning ishlash muddatiga ta'sir qiladi (kilometr); afzalliklari: boshqarish oson, agar siz batareya ekvalayzerini qo'shsangiz, faqat bitta to'plam (to'plam) kerak.
Avval ketma-ket va keyin parallel afzalliklari: oson ulanish, oson texnik xizmat ko'rsatish, noto'g'ri batareyalarni tezda aniqlash va qayta ishlash, oson texnik xizmat ko'rsatish, har bir qatordagi birlik batareya quvvati har xil bo'lishi mumkin, batareyaning yuqori foydalanish darajasi, quvvat (quvvat) o'zboshimchalik bilan kengaytirilishi mumkin, o'sish. Zaxira vaqti, ishonchliligini oshirish, ayniqsa ma'lumotlar markazlari uchun mos; Kamchiliklari: Agar siz batareya ekvalayzerlarini qo'shsangiz, bir nechta to'plamlar (to'plamlar) talab qilinadi.
4. Quyidagi batareyalarni qayta ishlatib bo‘lmaydi: biri katta oqish oqimiga ega (yoki o‘z-o‘zidan zaryadsizlanishi yuqori bo‘lgan-batareya); ikkinchisi - tashqi ko'rinishi deformatsiyalangan batareya, masalan, shishgan qobiq; uchinchisi - oqadigan batareya.
Echelon hujayra balansi
Echelon batareyalarining skriningi juda qattiq bo'lsa ham, batareyalarning mustahkamligini ta'minlash qiyin. Ajoyib konsistensiyaga ega batareyalar birga yig'ilgan bo'lsa ham, o'nlab zaryadlash va tushirish davrlaridan keyin ham har xil darajada farqlar bo'ladi va bu farq foydalanish bilan o'zgaradi. Vaqtni uzaytirish asta-sekin o'sib boradi va mustahkamlik yomonlashadi va yomonlashadi. Ko'rinib turibdiki, batareyalar orasidagi kuchlanish farqi asta-sekin o'sib boradi va samarali zaryadlash va tushirish vaqti qisqaradi va qisqaradi. Ko'p sonli sinov ma'lumotlari shuni ko'rsatdiki, mustahkamligi past bo'lgan batareyalar to'plami quyidagi xususiyatlarga ega:
1. Birlik elementining kuchlanishi aniq notekis va tartibsiz taqsimlangan;
2. Birlik akkumulyatorining qoldiq quvvati tartibsiz diskret taqsimotni ko'rsatadi;
3. Birlik hujayraning ichki qarshiligi ham tartibsiz diskret taqsimotni ko'rsatadi.
Aniqlash ma'lumotlari bo'yicha qo'shimcha statistik ma'lumotlarga ko'ra, batareya nomutanosibligining eng katta qotili quyidagilar ekanligi aniqlandi:
1. Batareyaning harorat farqi, batareya paketini o'rnatish odatda zich va har bir qismning batareya harorati har xil bo'lib, batareyaning mustahkamligiga ta'sir qiladi va batareyalar orasidagi farqni tezlashtiradi;
2. Batareyalar orasidagi farqlarni kengaytirishni tezlashtirish uchun qattiq zaryadlash va tushirish;
Energiyani saqlash batareyasining hajmi juda katta. Misol tariqasida nominal 500Ah batareya paketini oling. Batareyaning maksimal quvvati va minimal sig‘imi o‘rtasidagi farq 50Ah, boshqa batareyalar orasidagi farq esa 5 dan 10Ah gacha bo‘lsa, tizimning maksimal samarali zaryadsizlanishi quvvati 450Ah (shartli ravishda D batareyasi bilan raqamlangan, quyida xuddi shunday), zaryadsizlanish oqimi 50A boʻlsa, nazariy maksimal zaryadsizlanish vaqti taxminan 9 soat. Bu vaqtdan so‘ng D akkumulyatori zaryadsizlanishning o‘chirilgan-voltajiga yetib boradi va haddan tashqari -zaryadlanish holatiga kiradi. Agar u zaryadsizlanishda davom etsa, u D akkumulyatoriga jiddiy zarar etkazadi va uning maksimal samarali quvvati keskin pasayadi va shu bilan batareya paketining maksimal samarali quvvatini yanada pasaytiradi. Bo'shatish darajasi muammosi ham mavjud. Eng katta sig'imli batareyaning zaryadsizlanish tezligi 0,1C, D batareyasining zaryadsizlanish tezligi 0,11C, boshqa batareyalarning zaryadsizlanish tezligi 0,1C va 0,11C orasida. Har bir akkumulyatorning zaiflashuv darajasi har xil bo'lib, bu batareyalarning farqlari va bir xilligining asta-sekin kengayishiga va tezlashishiga olib keladi. Xuddi shunday, zaryad olayotganda, 0,1C tezlikda zaryadlang, D akkumulyatorining zaryadlash tezligi 0,11C ga etadi, bu maksimal darajada bo'ladi va birinchi navbatda zaryadlash chegarasi kuchlanishiga erishiladi. Zaryadlashni davom ettirish ortiqcha zaryad holatiga o'tadi va bu D batareyasiga qo'shimcha zarar yetkazadi. Boshqa batareyalarning zaryadlash tezligi 0,1C dan 0,11C gacha bo'ladi va zaryadlash tezligidagi farq batareyaning farqini va mustahkamligini kuchaytiradi va u tezlashadi. Bunday batareya to'plami, oxir-oqibat, takroriy zaryadlash va zaryadlashdan keyin kichikroq va kichikroq samarali quvvatga va samarali zaryadsizlanish vaqtiga olib keladi. Katta quvvatli energiya saqlash batareyasi bilan ham jiddiy muammo bor, bu termal qochib ketish xavfi. Ushbu batareya to'plami uchun samarali oldini olish va nazorat qilishning iloji bo'lmasa, D batareyasi batareya paketini zaryadlash va tushirish jarayonida eng yuqori haroratli batareyaga aylanishi mumkin. Agar termal qochib ketish sodir bo'lsa, batareya butunlay ishdan chiqadi yoki hatto batareya to'plamining ishdan chiqishiga olib keladi. Batareya to'plami har bir batareyani ish paytida haddan tashqari zaryadsiz va zaryadsizlantirmasdan ushlab tursa, batareya paketining samarali quvvati va zaryadsizlanish vaqti kafolatlanishi mumkin va u har doim tabiiy parchalanish holatida bo'ladi. To'g'ri va xavfsiz ishlash qanchalik muhim.
Ushbu misoldagi D akkumulyatori uchun zaryadsizlanish oqimi avtomatik ravishda 50A dan pastga tushirilishi mumkin bo'lsa, masalan, 47-48A va etarli bo'lmagan 2-3A oqim boshqa katta{{9} tomonidan avtomatik ravishda ta'minlanadi. }} sig'imli batareyalar, keyin umumiy tushirish vaqti 9 soatdan oshishi mumkin. Boshqa batareyalar birgalikda zaryadsizlanishning oxiriga etadi va ortiqcha zaryadsizlanish sodir bo'lmaydi; xuddi shunday, agar zaryadlash oqimi avtomatik ravishda 50A dan pastga tushirilishi mumkin bo'lsa, masalan, 47-48A, qolgan 2-3A oqim avtomatik ravishda katta quvvatga ega bo'lgan boshqa batareyalarga o'tkaziladi va avtomatik ravishda katta quvvatli batareyaning zaryadlash oqimiga etadi. haddan tashqari zaryadsizlanish sodir bo'lmasligi uchun boshqa batareyalar bilan birga zaryadlash chegarasi kuchlanishi. Ko'rinib turibdiki, tenglashtiruvchi oqim talablarni qondirish uchun 5A dan ortiq bo'lishi kerak, ayniqsa zaryadlash va tushirish oxirida. Tenglashtirish printsipidan faqat akkumulyatorni uzatish moslamasi vakolatli bo'lishi mumkin.
Hozirgi vaqtda batareyani samarali muvozanatlash texnologiyasining rivojlanishi, ayniqsa, oqim va muvozanat samaradorligini muvozanatlash nuqtai nazaridan juda muvozanatsiz. Ba'zi echimlar sinxron rektifikatsiya texnologiyasini qabul qilgan bo'lsa-da, maksimal muvozanat oqimi asosan 5A dan kamroq bilan cheklangan va uzluksiz muvozanat oqimi faqat 1 - 3A ni tashkil qiladi. Kerak emas. Ikki tomonlama tenglashtirishni qo'llab-quvvatlash zarur bo'lganligi sababli, joriy konvertatsiya samaradorligi odatda yuqori emas va katta tenglashtirish oqimi ostida o'z-o'zini isitish muammosi hali ham nisbatan sezilarli. Yana bir muhim to'siq - bu uskunaning narxi. Ularning ko'pchiligi sinxron rektifikator chiplarini ishlatganligi sababli, narx ancha oshadi.
Yuqori samarali{0}}hujayra balansi texnologiyasi
Hozirgi vaqtda yuqori{0}}quvvat, yuqori{1}}samaradorlik, real-vaqt, dinamik uzatish batareyasi ekvalayzer texnologiyasi Daqing transport byurosidan o'rtoq Chjou Baolin tomonidan muvaffaqiyatli ishlab chiqilgan. ko'p yillar. U yadro sifatida milliy patent texnologiyasini (patent raqami 201220153997.0 va 201520061849.X) oladi va oʻz-oʻzidan ixtiro qilingan ikki yoʻnalishli sinxron rektifikatsiya-texnologiyasini oʻzida mujassam etgan (patent: real vaqt batareyasi ekvalayzeri uchun qoʻllaniladigan). ikki tomonlama sinxron rektifikatsiya funktsiyasi bilan, dastur raqami: 201710799424.2), bu sinxron rektifikator chipini talab qilmaydigan ikki tomonlama sinxron rektifikatsiya texnologiyasi bo'lib, u nafaqat uskunaning narxini sezilarli darajada kamaytiradi, balki muvozanat oqimi va muvozanat samaradorligini sezilarli darajada yaxshilaydi. Quyidagi xususiyatlarga ega bo'lgan muvozanatli texnik ko'rsatkichlar bo'yicha yutuqlarga erishildi:
1. Balans oqimi diapazoni katta. Katta tenglashtirish oqimi tenglashtirish tezligi juda tez ekanligini anglatadi, biriktirilgan jadvalga qarang. Hozirgi vaqtda kengaytirilgan lityum batareya ekvalayzeri tenglashtiruvchi oqim va kuchlanish farqi o'rtasidagi munosabatlar taxminan 1A / 13mV ekanligini tushundi. Masalan, kuchlanish farqi 130 mV ga yetganda, tenglashtiruvchi oqim taxminan 10 A ga yetishi mumkin, bu ayniqsa yuqori tezlikni tenglashtirishga yordam beradi.
2. Balansning yuqori samaradorligi. Yuqori muvozanat samaradorligi uskunaning kamroq quvvat yo'qotilishi, yuqori foydalanish va haroratning past ko'tarilishini anglatadi, 1-jadvalga qarang.
3. Haqiqiy-vaqt dinamik tenglashtirish. Batareya to'plamining statik holatida, to'plamdagi maksimal kuchlanish farqi 10 mV yoki undan ham kichikroq (mos yozuvlar kuchlanish farqining sozlanishiga qarab) nazorat qilinishi mumkin va mikro- quvvatni kutish holatini aniqlash holatini kiriting, batareya to'plami zaryadlangan holatda yoki zaryadsizlanish holatida bo'ladimi, kuchlanish farqi mos yozuvlar kuchlanish farqidan kattaroq ekanligi aniqlansa, u darhol yuqori{4}}tezlikni tenglashtirish holatiga o'tadi. Haqiqiy{5}}vaqt dinamik tenglashtirishning eng katta afzalligi shundaki, samarali tenglashtirish vaqti uzoq, ekvalayzer eng yuqori samaradorlikka ega va uning noyob impuls texnologiyasi yaxshi texnik xizmat ko‘rsatish va batareya quvvatiga ega. Yaxshilash effekti ilova tomonidan sinovdan o'tkazildi.
Yuqori{0}}joriy, yuqori samarali hujayra ekvalayzeridan foydalanish batareyaning haddan tashqari zaryadlanishi, haddan tashqari zaryadsizlanishi va termal nosozliklarni minimallashtirishi mumkin. Batareya to'plamining sig'imi pasaygan bo'lsa ham, mustahkamlik yomonlashgan bo'lsa ham, bu parchalanish tezligini juda yaxshi kamaytirishi mumkin. Avtomatik ravishda kuchlanishni barqarorlikni saqlashga majburlash orqali u batareya paketining samarali quvvatini ma'lum darajada yaxshilashi va batareya paketini uzaytirishi mumkin. Ayniqsa, aylanish muddati ta'mirlash va texnik xizmat ko'rsatish xarajatlarini sezilarli darajada kamaytiradi.
Haqiqiy foydalanish effekti: mijozlar tomonidan qaytarilgan bitta 2V170Ah qoʻrgʻoshin-kislotali akkumulyator batareyalarining 24 ta qatorida qoʻllaniladi. Zaryadlash va tushirish uchun standart 17A oqim ishlatiladi. Ekvalayzer bo'lmasa, to'liq zaryadlangandan keyin maksimal zaryadsizlanish vaqti taxminan 3 soatni tashkil qiladi. 3 ta batareyani zaryadsizlantirish paytida issiqlik jiddiy bo'lib, kuchlanish haddan tashqari zaryadsizlanadi. Voltaj qiymati 0.5V dan past va bitta akkumulyator -0.1 V, polaritning teskarisi mavjud, 21 batareyaning kuchlanishi 1,8 dan 2,0 V gacha va hali ham mavjud chiqarilmagan juda ko'p quvvat; Ushbu maqoladagi batareya ekvalayzer prototipidan foydalangandan so'ng, standart zaryadlash va tushirish parametrlari ostida, bir nechta zaryadlash va tushirish davrlaridan so'ng, tushirish vaqti asta-sekin taxminan 5,5 soatgacha uzaytiriladi va samaradorlik 80 foizdan ko'proqqa yaxshilanadi. Uchta eng yomon batareyalar uchun zaryadsizlanishdan keyingi kuchlanish 1,5V dan yuqori va tushirish kuchlanishi asta-sekin ko'tariladi, ayniqsa boshida jiddiy issiqlik muammosi. Katta yaxshilanish, haroratning pasayishi juda aniq, faqat 4 ta batareyaning kuchlanishi 1,9 V atrofida, qolgan batareyalar 1,8 V atrofida, batareya quvvati to'liq va samarali ravishda chiqariladi.
