Związek między wysokowydajną technologią korektora akumulatorów a kaskadowymi akumulatorami do magazynowania energii
Technologia równoważenia baterii może poprawić żywotność akumulatora i wydłużyć czas jego eksploatacji. Nadaje się do akumulatorów niklowo-metalowo-wodorkowych o dużej pojemności, akumulatorów kwasowo-ołowiowych 2 V, akumulatorów litowych, akumulatorów kwasowo-ołowiowych 6 V, akumulatorów kwasowo-ołowiowych 12 V i pakietów superkondensatorów.
Bateria drabinkowa i wybór
Bateria wtórna odnosi się do baterii, która została użyta i osiągnęła swój pierwotny okres użytkowania, a jej pojemność została przywrócona w całości lub w części innymi metodami.
Ogólnie rzecz biorąc, efektywna pojemność baterii po 5 latach użytkowania wynosi około 80%. Naturalny rozpad baterii wszedł w stabilny okres i może być używany jako bateria o małej pojemności. Dzięki równoległemu wykorzystaniu określonej liczby baterii dostępna pojemność może zostać kilkakrotnie zwiększona, co w pełni zaspokaja potrzeby magazynowania energii i zasilania. , powód użycia dużej liczby równoległych baterii w celu zwiększenia pojemności baterii jest taki sam.
Po 5 latach użytkowania akumulatora pojemność użytkowa i żywotność baterii ulegają znacznemu skróceniu. Użytkownicy i dealerzy zwykle zastępują go jako całość. Jak wszyscy wiedzą, nie wszystkie baterie w akumulatorze muszą zostać wymienione, ale jedna lub kilka baterii ma poważną degradację pojemności. Wpływa to na cały akumulator. Jeśli istnieje wiele takich akumulatorów, poważnie osłabione baterie są usuwane przez wykrywanie, a inne baterie mogą być ponownie wykorzystane w kaskadzie poprzez podział pojemności i wykrywanie oporu wewnętrznego. Kaskadowe wykorzystanie akumulatorów energetycznych oczywiście przedłuża wydajność użytkowania i cykl życia baterii oraz zmniejsza zanieczyszczenie środowiska spowodowane przez baterie. Jest znany jako kluczowy obiekt rozwojowy obecnie i w przyszłości.
Ponowne wykorzystanie baterii jest kluczowym ogniwem w tworzeniu łańcucha przemysłowego akumulatorów energetycznych w obiegu zamkniętym i ma ważną wartość w ochronie środowiska, odzyskiwaniu zasobów i poprawie wartości pełnego cyklu życia akumulatorów energetycznych. Po wycofaniu z eksploatacji akumulatory zasilające nadal mogą być używane w pojazdach elektrycznych o niskiej prędkości, rezerwowych źródłach zasilania, magazynowaniu energii i innych dziedzinach o stosunkowo dobrych warunkach pracy i niskich wymaganiach dotyczących wydajności akumulatorów po przetestowaniu, sprawdzeniu i reorganizacji.
Wraz z rosnącą promocją i zastosowaniem nowych pojazdów energetycznych, każdego roku będzie produkowana duża liczba wycofanych akumulatorów, a koncepcja kaskadowego wykorzystania akumulatorów energetycznych pojawiła się i przyciągnęła szeroką uwagę.
Wykorzystanie baterii echelon może poprawić wskaźnik wykorzystania baterii i przedłużyć cykl życia baterii, co ma ogromne znaczenie z punktu widzenia oszczędności energii i ochrony środowiska, ale wykorzystanie baterii echelon musi zwracać uwagę na niektóre kwestie:
1. Używaj podstawowych ogniw jednostkowych w jak największym stopniu, takich jak pojedyncze akumulatory kwasowo-ołowiowe 2 V, różne baterie litowo-żelazowo-fosforanowe, baterie tytanianowe litu, trójskładnikowe baterie litowe, baterie litowo-kobaltowo-tlenkowe i baterie litowo-manganianowe. Czekać. Baterie pakowane szeregowo z wieloma jednostkami, takie jak akumulatory kwasowo-ołowiowe 6 V (jednostki 3 2 V) i akumulatory kwasowo-ołowiowe 12 V (jednostki 6 2 V), nie nadają się do wykorzystania kaskadowego, głównie dlatego, że wnętrze tych baterii jest wielosuwowe Sama bateria ma problem nierównowagi, którego nie można rozwiązać zewnętrznie.
2. Należy przestrzegać zasady grupowania baterii tego samego typu. Baterie w grupie muszą być tego samego typu, to znaczy zakres napięcia roboczego akumulatorów musi być taki sam. Baterie o różnych zakresach napięcia roboczego nie mogą pojawić się w tym samym zestawie i nie można ich mieszać, nawet jeśli mają taką samą pojemność.
3. Jeśli pozwalają na to warunki, pojemność, napięcie i rezystancja wewnętrzna powinny być mierzone przed złożeniem akumulatora, a baterie o podobnej pojemności i rezystancji wewnętrznej powinny być wybrane w jak największym stopniu, aby zmniejszyć rozszerzanie się różnic w konsystencji podczas ponownego użycia.
Ponieważ pojemność akumulatorów echelon jest na ogół niższa niż pojemność nominalna, aby uzyskać wystarczającą pojemność, konieczne jest użycie większej liczby baterii w celu osiągnięcia pojemności projektowej poprzez odpowiednie połączenie szeregowe i równoległe, dlatego należy je zmontować zgodnie z warunkami technicznymi.
Metoda montażu 1: najpierw równolegle, a następnie szeregowo, na przykład zestawy akumulatorów do pojazdów elektrycznych przy użyciu tej metody.
Metoda montażu 2: najpierw szeregowo, a następnie równolegle, często stosowana w centrach danych lub salach komputerowych.
Obie metody montażu mają swoje zalety i wady i nadają się do różnych środowisk:
Wady równoległego najpierw, a następnie ciągu: wybór linii połączeń akumulatora jednostki i szyn zbiorczych jest bardzo ważny, w przeciwnym razie spowoduje różnice w ładowaniu i rozładowaniu akumulatora, a indywidualny prąd upływu akumulatora (lub usterka) wpłynie na jednostkę równoległą, która ma stosunkowo duży wpływ na pojemność. Wpływa na żywotność baterii (przebieg); zalety: łatwy w zarządzaniu, jeśli dodasz korektor baterii, potrzebny jest tylko jeden zestaw (zestaw).
Zalety szeregowego najpierw, a następnie równoległego: łatwe połączenie, łatwa konserwacja, szybkie wykrywanie i obsługa wadliwych akumulatorów, łatwa konserwacja, pojemność baterii jednostki w każdym ciągu może być inna, wysoki wskaźnik wykorzystania baterii, pojemność (moc) może być dowolnie zwiększona, wydłużyć czas tworzenia kopii zapasowych, poprawić niezawodność, szczególnie odpowiednią dla centrów danych; Wady: Jeśli dodasz korektory baterii, wymagane jest wiele zestawów (zestawów).
4. Następujące baterie nie mogą być ponownie użyte: jeden to akumulator o dużym prądzie upływu (lub wysokim współczynniku samorozładowania); drugi to bateria, której wygląd jest zdeformowany, na przykład spuchnięta skorupa; trzeci to bateria, która przecieka.
Równowaga komórek Echelon
Nawet jeśli kontrola baterii echelon jest bardzo surowa, trudno jest zapewnić spójność baterii. Nawet jeśli baterie o doskonałej konsystencji zostaną zmontowane razem, nadal będą występować różnice w różnym stopniu po dziesiątkach cykli ładowania i rozładowania, a różnica ta zmieni się wraz z użyciem. Wydłużenie czasu stopniowo wzrasta, a konsystencja będzie coraz gorsza. Oczywiste jest, że różnica napięć między akumulatorami stopniowo wzrasta, a efektywny czas ładowania i rozładowania staje się coraz krótszy. Duża liczba danych testowych wykazała, że akumulator o słabej konsystencji ma następujące cechy:
1. Napięcie ogniwa jednostkowego jest oczywiście nierówne i nieregularnie rozłożone;
2. Pojemność resztkowa akumulatora jednostki wykazuje nieregularny dyskretny rozkład;
3. Wewnętrzna rezystancja komórki jednostkowej również wykazuje nieregularny rozkład dyskretny.
Dzięki dalszym statystykom dotyczącym danych wykrywania stwierdzono, że największym zabójcą nierównowagi baterii jest:
1. Różnica temperatur akumulatora, instalacja akumulatora jest zwykle gęsta, a temperatura baterii każdej części jest inna, co wpływa na konsystencję baterii i przyspiesza różnicę między bateriami;
2. Ciężkie ładowanie i rozładowywanie w celu przyspieszenia rozszerzania się różnic między akumulatorami;
Pojemność akumulatora do magazynowania energii jest bardzo duża. Weźmy na przykład nominalny akumulator 500Ah. Zakładając, że różnica między maksymalną pojemnością a minimalną pojemnością akumulatora wynosi 50Ah, a różnica między innymi bateriami waha się od 5 do 10Ah, maksymalne efektywne rozładowanie systemu Pojemność wynosi 450Ah (wstępnie ponumerowana jako bateria D, to samo poniżej), zakładając, że prąd rozładowania wynosi 50A, teoretyczny maksymalny czas rozładowania wynosi około 9h. Po tym czasie akumulator D osiągnie napięcie odcięcia rozładowania i wejdzie w stan nadmiernego rozładowania. Jeśli nadal będzie się rozładowywać, poważnie uszkodzi akumulator D, a jego maksymalna efektywna pojemność gwałtownie się zmniejszy, tym samym jeszcze bardziej zmniejszając maksymalną efektywną pojemność akumulatora. Istnieje również problem wskaźnika rozładowania. Szybkość rozładowania akumulatora o największej pojemności wynosi 0,1 ° C, szybkość rozładowania akumulatora D wynosi 0,11 ° C, a szybkość rozładowania innych akumulatorów wynosi od 0,1 ° C do 0,11 ° C. Każda bateria ma inny stopień tłumienia, co doprowadzi do stopniowego rozszerzania i przyspieszania różnic i jednorodności baterii. Podobnie, podczas ładowania, ładuj z szybkością 0,1C, szybkość ładowania akumulatora D osiąga 0,11C, co jest maksymalne, a napięcie graniczne ładowania jest osiągane jako pierwsze. Kontynuowanie ładowania wejdzie w stan przeładowania, powodując dalsze uszkodzenie akumulatora D. Szybkość ładowania innych akumulatorów Wynosi od 0,1 ° C do 0,11 ° C, a różnica w szybkości ładowania pogorszy różnicę i spójność akumulatora oraz przyspieszy. Taki akumulator ostatecznie doprowadzi do coraz mniejszej efektywnej pojemności i krótszego efektywnego czasu rozładowania po wielokrotnym ładowaniu i rozładowywaniu. Istnieje również poważny problem z akumulatorem o dużej pojemności, który jest ryzykiem ucieczki termicznej. W przypadku tego akumulatora, jeśli nie można przeprowadzić skutecznej profilaktyki i kontroli, akumulator D może stać się akumulatorem o najwyższej temperaturze podczas procesu ładowania i rozładowywania akumulatora. Jeśli wystąpi awaria termiczna, bateria zostanie całkowicie zezłomowana, a nawet spowoduje awarię akumulatora. Jeśli akumulator może utrzymać każdą baterię bez przeładowania i nadmiernego rozładowania podczas pracy, można zagwarantować efektywną pojemność i czas rozładowania akumulatora i zawsze jest on w stanie naturalnego rozkładu. Jak ważne jest prawidłowe i bezpieczne działanie.
W przypadku akumulatora D w tym przykładzie, jeśli prąd rozładowania może być automatycznie zmniejszony do poniżej 50A, na przykład 47-48A, a niewystarczający prąd 2-3A jest automatycznie dostarczany przez inne akumulatory o dużej pojemności, całkowity czas rozładowania może przekroczyć 9h. Inne baterie osiągają koniec rozładowania razem i nie dochodzi do nadmiernego rozładowania; podobnie, jeśli prąd ładowania może być automatycznie zmniejszony do poniżej 50A, na przykład 47-48A, pozostały prąd 2-3A zostanie automatycznie przeniesiony do innych akumulatorów o dużej pojemności i automatycznie wzrośnie Prąd ładowania akumulatora o dużej pojemności osiąga napięcie graniczne ładowania wraz z innymi akumulatorami, dzięki czemu nadmierne rozładowanie nie nastąpi. Widać, że prąd wyrównawczy musi osiągnąć więcej niż 5A, aby spełnić wymagania, szczególnie pod koniec ładowania i rozładowywania. Zgodnie z zasadą korekcji tylko korektor baterii transferowej może być kompetentny.
Obecnie postęp efektywnej technologii równoważenia akumulatorów jest bardzo niezrównoważony, szczególnie pod względem prądu bilansującego i wydajności bilansowania. Chociaż niektóre rozwiązania przyjęły synchroniczną technologię rektyfikacji, maksymalny prąd równoważący jest w większości ograniczony do mniej niż 5A, a ciągły prąd równoważący wynosi tylko 1-3A. Nie ma takiej potrzeby. Ponieważ konieczne jest wsparcie dwukierunkowej korekcji, wydajność konwersji prądu zwykle nie jest wysoka, a problem samonagrzewania się przy dużym prądzie wyrównawczym jest nadal stosunkowo widoczny. Kolejną ważną przeszkodą jest koszt sprzętu. Ponieważ większość z nich wykorzystuje synchroniczne układy prostownicze, koszt znacznie wzrasta.
Wysokowydajna technologia równoważenia ogniw
Obecnie technologia dynamicznego korektora akumulatorów o dużej mocy, wysokiej wydajności w czasie rzeczywistym została z powodzeniem opracowana przez towarzysza Zhou Baolina z Daqing Transportation Bureau po wielu latach. Bierze za rdzeń krajową technologię patentową (numer patentu 201220153997.0 i 201520061849.X) i integruje samodzielnie wynalezioną dwukierunkową synchroniczną technologię rektyfikacji (zgłoszony patent na: korektor baterii typu transferowego w czasie rzeczywistym z dwukierunkową synchroniczną funkcją rektyfikacji, numer wniosku: 201710799424.2), który jest dwukierunkową synchroniczną technologią rektyfikacji, która nie wymaga synchronicznego układu prostownika, co nie tylko znacznie zmniejsza koszt sprzętu, ale także znacznie poprawia aktualność bilansu i wydajność wagi. Osiągnięto przełom w zrównoważonych wskaźnikach technicznych, o następujących cechach:
1. Zakres prądu równowagi jest duży. Duży prąd wyrównawczy oznacza, że prędkość korekcji jest bardzo duża, patrz załączona tabela. Obecnie ulepszony korektor baterii litowej zdał sobie sprawę, że związek między prądem wyrównawczym a różnicą napięcia wynosi około 1A / 13mV. Na przykład, gdy różnica napięcia osiągnie 130mV, prąd wyrównawczy może osiągnąć około 10A, co szczególnie sprzyja szybkiemu wyrównywaniu.
2. Wysoka wydajność równowagi. Wysoka sprawność równowagi oznacza mniejsze straty mocy, większe wykorzystanie i niższy wzrost temperatury sprzętu, patrz Tabela 1.
3. Dynamiczna korekta w czasie rzeczywistym. W stanie statycznym akumulatora maksymalna różnica napięcia w zestawie może być kontrolowana w granicach 10mV lub nawet mniejsza (w zależności od ustawienia różnicy napięcia odniesienia) i wejść w stan wykrywania czuwania mikro-mocy, niezależnie od tego, czy akumulator znajduje się w stanie ładowania, czy w stanie rozładowania, po wykryciu różnicy napięcia większej niż różnica napięcia odniesienia, natychmiast wejdzie w stan szybkiego wyrównania. Największą zaletą dynamicznego wyrównywania w czasie rzeczywistym jest to, że efektywny czas korekcji jest długi, korektor ma najwyższą wydajność, a jego unikalna technologia impulsowa ma dobrą konserwację i pojemność akumulatora. Efekt poprawy został przetestowany przez aplikację.
Zastosowanie wysokoprądowego, wysokowydajnego korektora ogniw może zminimalizować przeładowanie akumulatora, nadmierne rozładowanie i awarie termiczne. Nawet jeśli spadek pojemności akumulatora stał się faktem, że konsystencja uległa pogorszeniu, może bardzo dobrze zmniejszyć prędkość rozpadu. Automatycznie wymuszając napięcie w celu utrzymania spójności, może również w pewnym stopniu poprawić efektywną pojemność akumulatora i przedłużyć akumulator. W szczególności cykl życia znacznie zmniejsza koszty napraw i konserwacji.
Rzeczywisty efekt użytkowania: używany na 24 ciągach pojedynczych akumulatorów kwasowo-ołowiowych 2V170Ah zwróconych przez klientów. Standardowy prąd 17A służy do ładowania i rozładowywania. W przypadku braku korektora maksymalny czas rozładowania po pełnym naładowaniu wynosi około 3h. Podczas rozładowania 3 akumulatorów ciepło jest poważne, a napięcie jest poważnie przeładowane. Wartość napięcia jest niższa niż 0,5 V, a jedna bateria wynosi -0,1 V, następuje odwrócenie polaryzacji, napięcie 21 baterii waha się od 1,8 do 2,0 V, a nadal jest dużo mocy, która nie została uwolniona; po użyciu prototypu korektora akumulatora w tym artykule, zgodnie ze standardowymi parametrami ładowania i rozładowania, po kilku cyklach ładowania i rozładowania , czas rozładowania jest stopniowo wydłużany do około 5,5h, a wydajność poprawia się o ponad 80%. W przypadku trzech najgorszych akumulatorów napięcie po rozładowaniu wynosi ponad 1,5 V, a napięcie rozładowania stopniowo wzrasta, zwłaszcza problem poważnego ciepła na początku. Wielka poprawa, spadek temperatury jest bardzo oczywisty, tylko napięcie 4 baterii wynosi około 1,9 V, reszta baterii wynosi około 1,8 V, moc baterii jest w pełni i skutecznie uwalniana.
