Suhe suure{0}}tõhusa aku ekvalaiseri tehnoloogia ja kaskaadenergia akupatareide vahel
Aku tasakaalustamise tehnoloogia võib pikendada aku kasutusiga ja pikendada aku kasutusaega. See sobib suure -mahutavusega nikkel-metallhüdriid-, 2V plii-happeakudele, liitiumakudele, 6V plii-happele, 12V plii-happele akud ja superkondensaatorid.
Redeli aku ja valik
Sekundaaraku all mõeldakse akut, mida on kasutatud ja mis on saavutanud oma esialgse projekteeritud eluea ning mille võimsus on täielikult või osaliselt taastatud muude meetoditega.
Üldiselt on aku efektiivne võimsus pärast 5-aastast kasutamist umbes 80 protsenti. Aku loomulik lagunemine on jõudnud stabiilsesse perioodi ja seda saab kasutada väikese -mahutavusega akuna. Teatud arvu akude paralleelse kasutamise kaudu saab olemasolevat mahtu mitu korda suurendada, mis vastab täielikult energia salvestamise ja võimsuse vajadusele. , on aku mahu suurendamiseks suure hulga paralleelsete akude kasutamise põhjus sama.
Kui akut on kasutatud 5 aastat, lüheneb kasutatav võimsus ja aku eluiga oluliselt. Kasutajad ja edasimüüjad asendavad selle tavaliselt tervikuna. Nagu kõik teavad, ei pea kõiki akupatareisid vahetama, kuid ühe või mitme aku mahutavus on tõsiselt halvenenud. See mõjutab kogu akut. Kui selliseid akusid on mitu, eemaldatakse tugevalt nõrgenenud akud tuvastamise teel ja teisi akusid saab võimsusjaotuse ja sisemise takistuse tuvastamise kaudu kaskaadina uuesti kasutada. Akude kaskaadkasutamine pikendab ilmselgelt akude kasutusefektiivsust ja elutsüklit ning vähendab akude põhjustatud keskkonnareostust. Seda tuntakse kui peamist arendusobjekti praegu ja tulevikus.
Toiteakude korduvkasutus on suletud{0}}ahelaga toiteakude tööstuse ahela moodustamise võtmelüli ning sellel on oluline väärtus keskkonnakaitses, ressursside taaskasutamises ja akude kogu elutsükli väärtuse parandamises. Pärast kasutusest kõrvaldamist saab toiteakusid pärast katsetamist, läbivaatust ja ümberkorraldamist endiselt kasutada madala kiirusega-elektrisõidukites, varutoiteallikates, energiasalvestites ja muudes suhteliselt heade töötingimustega ja madalate aku jõudlusnõuetega valdkondades.
Uute energiasõidukite edendamise ja rakendamisega toodetakse igal aastal suur hulk kasutuselt kõrvaldatud akusid ning akude kaskaadkasutamise kontseptsioon on esile kerkinud ja äratanud laialdast tähelepanu.
Ešeloni akude kasutamine võib tõsta akude kasutusmäära ja pikendada akude eluiga, mis on energiasäästu ja keskkonnakaitse seisukohalt väga oluline, kuid ešeloni akude kasutamisel tuleb tähelepanu pöörata mõnele:
1. Kasutage nii palju kui võimalik elementaarseid elemente, nagu 2 V ühe plii-happeakusid, erinevaid liitiumakusid, sh liitiumraudfosfaatpatareisid, liitiumtitanaatpatareisid, kolmekomponentseid liitiumakusid, liitiumkoobaltoksiidpatareisid ja liitiummanganaati. patareid. Oota. Patareid, mis on pakendatud seeriasse mitme seadmega, nagu 6 V plii-happeakud (3 2 V ühikut) ja 12 V plii- happeakud (6 2 V ühikut), ei sobi kaskaadkasutamiseks, peamiselt kuna nende patareide sisemus on mitmest -stringist Akul endal on tasakaalustamatuse probleem, mida ei saa väliselt lahendada.
2. Järgida tuleb sama tüüpi akude rühmitamise põhimõtet. Rühma patareid peavad olema sama tüüpi, st akude tööpinge vahemik peab olema sama. Erineva tööpinge vahemikuga akud ei saa olla ühes akus ja neid ei saa segada isegi siis, kui neil on sama mahutavus.
3. Kui tingimused seda võimaldavad, tuleks enne akuploki kokkupanemist mõõta mahtuvust, pinget ja sisetakistust ning valida võimalikult palju sarnase võimsuse ja sisetakistusega akusid, et vähendada konsistentsi erinevuste suurenemist korduvkasutamise ajal.
Kuna ešeloni akude mahutavus on üldjuhul väiksem kui nimimaht, siis piisava võimsuse saamiseks on vaja kasutada suuremat arvu akusid, et saavutada projekteerimisvõimsus läbi sobiva jada- ja paralleelühenduse, mistõttu tuleb see kokku panna vastavalt tehnilistele tingimustele.
1. kokkupanekumeetod: esmalt paralleelselt ja seejärel järjestikku, näiteks seda meetodit kasutavad elektrisõidukite akud.
2. kokkupanekumeetod: esmalt järjestikku ja seejärel paralleelselt, kasutatakse sageli andmekeskustes või arvutiruumides.
Mõlemal monteerimismeetodil on oma eelised ja puudused ning need sobivad erinevatesse keskkondadesse:
Esmalt paralleelse ja seejärel stringimise miinused: üksuse aku ühendusliinide ja siiniribade valik on väga oluline, vastasel juhul põhjustab see erinevusi aku laadimises ja tühjenemises ning individuaalne aku lekkevool (või rike) mõjutab paralleelset seadet, millel on suhteliselt suur mõju võimsusele. Mõjutab aku kasutusaega (läbisõit); eelised: lihtne hallata, kui lisate aku ekvalaiseri, on vaja ainult ühte komplekti (komplekti).
Esmalt jada ja seejärel paralleelse kasutamise eelised: lihtne ühendus, lihtne hooldus, vigaste akude kiire tuvastamine ja käsitsemine, lihtne hooldus, üksuse aku mahutavus igas stringis võib olla erinev, aku kõrge kasutusmäär, võimsust (võimsust) saab meelevaldselt laiendada, suurendada Varundusaeg, töökindluse parandamine, eriti sobiv andmekeskuste jaoks; Puudused: kui lisate aku ekvalaisereid, on vaja mitut komplekti (komplekte).
4. Järgmisi akusid ei saa uuesti kasutada: üks on suure lekkevooluga (või suure isetühjenemissagedusega) aku; teine on aku, mille välimus on deformeerunud, näiteks paistes kest; kolmas on aku, mis lekib.
Echelon Cell Balance
Isegi kui ešeloni akude sõelumine on väga range, on patareide järjepidevust raske tagada. Isegi kui suurepärase konsistentsiga akud kokku panna, on kümnete laadimis- ja tühjendustsüklite järel siiski erinevusi erineval määral ning see erinevus muutub kasutamise käigus. Aja pikenemine pikeneb järk-järgult ja konsistents muutub aina hullemaks. On ilmne, et akude pingeerinevus järk-järgult suureneb ning efektiivne laadimis- ja tühjendusaeg muutub järjest lühemaks. Paljud katseandmed näitasid, et halva konsistentsiga akul on järgmised omadused:
1. Ühikelemendi pinge on ilmselgelt ebaühtlane ja jaotunud ebaühtlaselt;
2. Seadme aku jääkvõimsus jaotub ebakorrapäraselt;
3. Ühikelemendi sisetakistus on samuti ebakorrapärase diskreetse jaotusega.
Täiendava tuvastusandmete statistika põhjal on leitud, et aku tasakaalustamatuse suurim tapja on:
1. Aku temperatuuride erinevus, akukomplekti paigaldamine on tavaliselt tihe ja iga osa aku temperatuur on erinev, mis mõjutab aku konsistentsi ja kiirendab akude erinevust;
2. Tugev laadimine ja tühjendamine, et kiirendada akude vaheliste erinevuste laienemist;
Energiat salvestava aku mahutavus on väga suur. Võtke näiteks nominaalne 500Ah aku. Eeldades, et aku maksimaalse ja minimaalse mahutavuse erinevus on 50Ah ning erinevus teiste akude vahel on 5 kuni 10Ah, on süsteemi maksimaalne efektiivne tühjenemine mahutavus on 450Ah (esialgu nummerdatud kui D aku, sama allpool), eeldades, et tühjendusvool on 50A, on teoreetiline maksimaalne tühjenemisaeg umbes 9 tundi. Pärast seda aega saavutab D-aku tühjenemise-väljalülituspinge ja läheb üle-tühjenemise olekusse. Kui aku tühjenemine jätkub, kahjustab see tõsiselt D-akut ja selle maksimaalne efektiivne võimsus väheneb järsult, vähendades seeläbi veelgi akupaki maksimaalset efektiivset mahtuvust. Samuti on probleem tühjenemise kiirusega. Suurima mahutavusega aku tühjenemiskiirus on 0,1C, D-aku tühjenemiskiirus on 0,11C ja teiste akude tühjenemiskiirus on vahemikus 0,1C kuni 0,11C. Igal akul on erinev sumbumisaste, mis toob kaasa akude erinevuste ja ühtluse järkjärgulise laienemise ja kiirenemise. Sarnaselt laadige laadimise ajal kiirusega 0,1C, D-aku laadimiskiirus jõuab 0,11C-ni, mis on maksimum, ja esmalt saavutatakse laadimise piirpinge. Laadimise jätkamine lülitub ülelaadimise olekusse, põhjustades D-aku täiendavat kahjustamist. Teiste akude laadimiskiirus See on vahemikus 0,1 C kuni 0,11 C ning laadimiskiiruse erinevus suurendab aku erinevust ja järjepidevust ning see kiirendab. Selline aku viib lõpuks järjest väiksema efektiivse mahutavuse ja lühema efektiivse tühjenemise aja pärast korduvat laadimist ja tühjenemist. Tõsine probleem on ka suure-mahutavusega energiat salvestava akuga, mis kujutab endast termilise voolu ohtu. Kui selle aku puhul ei ole võimalik tõhusat ennetamist ja kontrolli teostada, võib D-akust saada aku laadimise ja tühjenemise ajal kõrgeima temperatuuriga aku. Kui tekib termiline tõrge, lammutatakse aku täielikult või isegi põhjustab aku tõrke. Kui akuplokk suudab iga akut töötamise ajal üle- ja tühjenemiseta hooldada, on tagatud aku efektiivne võimsus ja tühjenemise aeg ning see on alati loomuliku lagunemise olekus. Kui oluline on korralikult ja ohutult töötada.
Kui selle näite D-aku puhul saab tühjendusvoolu automaatselt vähendada alla 50A, näiteks 47-48A, ja ebapiisava 2-3A voolu tagavad automaatselt teised suured{{9 }}mahutavusega akud, siis võib üldine tühjenemise aeg ületada 9h. Teised akud jõuavad tühjenemise lõpuni koos ja ületühjenemist ei toimu; samamoodi, kui laadimisvoolu saab automaatselt vähendada alla 50A, näiteks 47-48A, kantakse ülejäänud 2-3A vool automaatselt üle teistele suure võimsusega akudele ja suureneb automaatselt. Suuremahulise aku laadimisvool jõuab laadimise piirpinge koos teiste akudega, et ei tekiks ülelaadimist. Näha on, et võrdsustusvool peab nõuete täitmiseks jõudma üle 5A, eriti laadimise ja tühjenemise lõpus. Tasanduspõhimõttest saab pädev olla ainult ülekandeaku ekvalaiser.
Praegu on tõhusa aku tasakaalustamise tehnoloogia areng väga tasakaalustamata, eriti voolu tasakaalustamise ja tasakaalustamise tõhususe osas. Kuigi mõned lahendused on võtnud kasutusele sünkroonse alaldi tehnoloogia, on maksimaalne tasakaalustav vool enamasti piiratud alla 5A ja pidev tasakaalustusvool on ainult 1-3A. Pole tarvis. Kuna on vaja toetada kahesuunalist võrdsustamist, ei ole voolu muundamise efektiivsus tavaliselt kõrge ja isesoojenemise probleem suure võrdsusvoolu korral on endiselt suhteliselt silmatorkav. Teine oluline takistus on seadmete hind. Kuna enamik neist kasutab sünkroonse alaldi kiipe, siis kulu kasvab palju.
Tõhus{0}}rakkude tasakaalustamise tehnoloogia
Praegu on Daqingi transpordibüroo seltsimees Zhou Baolin edukalt välja töötanud suure{{0}}võimsusega, suure-tõhususega reaalajas-dünaamilise ülekandega aku ekvalaiseri tehnoloogia. Aastaid. See võtab tuumaks riikliku patenditehnoloogia (patendinumbrid 201220153997.0 ja 201520061849.X) ning integreerib ise{6}}leiutatud kahesuunalise sünkroonse alaldi tehnoloogia (taotletud patent: ülekande tüüpi reaalajas aku ekvalaiser- kahesuunalise sünkroonse alaldi funktsiooniga, rakenduse number: 201710799424.2), mis on kahesuunaline sünkroonse alaldi tehnoloogia, mis ei nõua sünkroonse alaldi kiipi, mis mitte ainult ei vähenda oluliselt seadme maksumust, vaid parandab oluliselt ka tasakaaluvoolu ja tasakaalu efektiivsust. Saavutatud läbimurded tasakaalustatud tehnilistes näitajates, millel on järgmised omadused:
1. Tasakaaluvoolu vahemik on suur. Suur tasandusvool tähendab, et võrdsustuskiirus on väga kiire, vaata lisatud tabelit. Praegu on täiustatud liitiumaku ekvalaiser mõistnud, et tasandusvoolu ja pinge erinevuse suhe on umbes 1A/13mV. Näiteks kui pingeerinevus jõuab 130 mV-ni, võib tasandusvool ulatuda umbes 10 A-ni, mis on eriti soodne suure kiiruse võrdsustamiseks.
2. Kõrge tasakaalu efektiivsus. Kõrge tasakaalu efektiivsus tähendab väiksemat võimsuskadu, suuremat kasutust ja seadmete madalamat temperatuuritõusu, vt tabel 1.
3. Reaalajas-dünaamiline võrdsustus. Aku staatilises olekus saab aku maksimaalset pingeerinevust reguleerida 10 mV piires või isegi väiksemas ulatuses (olenevalt võrdluspinge erinevuse seadistusest) ja siseneda mikro-toite ooterežiimi tuvastamise olekusse, olenemata sellest, kas aku on laadimis- või tühjenemisolekus, kui pingeerinevus tuvastatakse, et see on võrdluspinge erinevusest suurem, lülitub see viivitamatult suure-kiire võrdsustuse olekusse. Reaalajas-dünaamilise võrdsustamise suurim eelis on see, et efektiivne võrdsustamisaeg on pikk, ekvalaiseril on kõrgeim efektiivsus ning selle ainulaadsel impulsstehnoloogial on hea hooldus ja aku mahutavus. Parandusefekti on rakendus testinud.
Suure -voolu ja suure-tõhususega elemendi ekvalaiseri kasutamine võib minimeerida aku ülelaadimist, tühjenemist ja termilisi tõrkeid. Isegi kui akupaki mahutavuse vähenemisest on saanud asjaolu, et konsistents on halvenenud, võib see lagunemiskiirust väga hästi vähendada. Sundides pinget automaatselt järjepidevust säilitama, võib see ka teatud määral parandada aku efektiivset mahtuvust ja pikendada aku kasutusaega. Eelkõige vähendab tsükli eluiga oluliselt remondi- ja hoolduskulusid.
Tegelik kasutusefekt: kasutatakse 24 üksikute klientide tagastatud 2V170Ah plii-happeakukomplektide puhul. Laadimiseks ja tühjendamiseks kasutatakse tavalist 17A voolu. Ekvalaiseri puudumisel on maksimaalne tühjenemise aeg pärast täislaadimist umbes 3 tundi. 3 aku tühjenemise ajal on kuumus tõsine ja pinge on tõsiselt üle tühjenenud. Pinge väärtus on madalam kui 0,5 V ja üks aku on -0,1 V, toimub polaarsuse ümberpööramine, 21 aku pinge on vahemikus 1,8–2,0 V ja endiselt on palju jõudu, mida pole vabastatud; pärast selles artiklis aku ekvalaiseri prototüübi kasutamist, standardsete laadimis- ja tühjendusparameetrite korral, pärast mitut laadimis- ja tühjendustsüklit pikeneb tühjendusaeg järk-järgult umbes 5,5 tunnini ja tõhusus paraneb rohkem kui 80 protsenti. Kolme halvima aku puhul on pinge pärast tühjenemist üle 1,5 V ja tühjenemispinge tõuseb järk-järgult, eriti tõsine kuumuse probleem alguses. Suurepärane paranemine, temperatuuri langus on väga ilmne, ainult 4 aku pinge on umbes 1,9 V, ülejäänud akud on umbes 1,8 V, aku võimsus vabaneb täielikult ja tõhusalt.
