Relația dintre tehnologia de egalizare a bateriei cu eficiență ridicată-și bateriile de stocare a energiei în cascadă
Tehnologia de echilibrare a bateriei poate îmbunătăți durata de viață a acumulatorului și poate prelungi durata de funcționare a acumulatorului. Este potrivit pentru hidrură metalică de{0}}nichel-de mare capacitate, baterii cu plumb-acid de 2 V, baterii cu litiu, acid-plumb 6V, acid-plumb 12V pachete de baterii și pachete de supercondensatori.
Baterie scară și selecție
O baterie secundară se referă la o baterie care a fost utilizată și a atins durata de viață originală, iar capacitatea sa a fost restabilită în totalitate sau parțial prin alte metode.
În general, capacitatea efectivă a bateriei după 5 ani de utilizare este de aproximativ 80%. Degradarea naturală a bateriei a intrat într-o perioadă stabilă și poate fi folosită ca o baterie de-capacitate mică. Prin utilizarea paralelă a unui anumit număr de baterii, capacitatea disponibilă poate fi mărită de mai multe ori, ceea ce răspunde pe deplin nevoilor de stocare a energiei și putere. , motivul folosirii unui număr mare de baterii paralele pentru a crește capacitatea bateriei este același.
După ce un acumulator a fost folosit timp de 5 ani, capacitatea utilizabilă și durata de viață a bateriei se scurtează semnificativ. Utilizatorii și dealerii îl înlocuiesc de obicei în întregime. După cum știe toată lumea, nu toate bateriile dintr-un pachet de baterii trebuie înlocuite, dar una sau mai multe dintre baterii au o degradare gravă a capacității. Afectează întregul pachet de baterii. Dacă există mai multe astfel de pachete de baterii, bateriile puternic atenuate sunt îndepărtate prin detectare, iar alte baterii pot fi reutilizate în cascadă prin divizarea capacității și detectarea rezistenței interne. Utilizarea în cascadă a bateriilor de putere prelungește în mod evident eficiența utilizării și ciclul de viață al bateriilor și reduce poluarea mediului cauzată de baterii. Este cunoscut ca obiectul cheie de dezvoltare în prezent și în viitor.
Reutilizarea bateriilor de putere este o verigă cheie în formarea unui lanț industrial de baterii de putere cu buclă închisă-și are o valoare importantă în protecția mediului, recuperarea resurselor și îmbunătățirea valorii ciclului de viață complet a bateriilor de putere. După dezafectare, bateriile de putere sunt încă capabile să fie utilizate în vehicule electrice cu viteză redusă-, surse de alimentare de rezervă, stocare a energiei și în alte domenii cu condiții de funcționare relativ bune și cerințe scăzute de performanță a bateriei după testare, verificare și reorganizare.
Odată cu promovarea și aplicarea tot mai mare a vehiculelor cu energie noi, un număr mare de baterii retrase vor fi produse în fiecare an, iar conceptul de utilizare în cascadă a bateriilor de putere a apărut și a atras atenția pe scară largă.
Utilizarea bateriilor eșalon poate îmbunătăți rata de utilizare a bateriilor și poate prelungi ciclul de viață al bateriilor, ceea ce are o mare importanță în ceea ce privește economisirea energiei și protecția mediului, dar utilizarea bateriilor eșalon trebuie să acorde atenție unor aspecte:
1. Folosiți cât mai mult posibil celule de bază, cum ar fi baterii cu un singur plumb-acid de 2V, diferite baterii cu litiu, inclusiv baterii cu litiu fier fosfat, baterii cu titanat de litiu, baterii cu litiu ternar, baterii cu oxid de litiu cobalt și manganat de litiu baterii. Aștepta. Bateriile care sunt ambalate în serie cu mai multe unități, cum ar fi bateriile cu plumb-acid de 6V (3 unități de 2V) și bateriile cu plumb-de 12V (6 unități de 2V), nu sunt potrivite pentru utilizarea în cascadă, în principal deoarece interiorul acestor baterii este multi-string Bateria în sine are problema dezechilibrului, care nu poate fi rezolvată extern.
2. Trebuie respectat principiul grupării bateriilor de același tip. Bateriile din grup trebuie să fie de același tip, adică intervalul de tensiune de lucru al bateriilor trebuie să fie același. Bateriile cu diferite intervale de tensiune de lucru nu pot apărea în același pachet de baterii și nu pot fi amestecate chiar dacă au aceeași capacitate.
3. Dacă condițiile permit, capacitatea, tensiunea și rezistența internă trebuie măsurate înainte de asamblarea acumulatorului, iar bateriile cu capacitate și rezistență internă similare trebuie selectate cât mai mult posibil pentru a reduce extinderea diferențelor de consistență în timpul reutilizării.
Deoarece capacitatea bateriilor în eșalon este în general mai mică decât capacitatea nominală, pentru a obține o capacitate suficientă, este necesar să se utilizeze un număr mai mare de baterii pentru a obține capacitatea de proiectare prin conexiune în serie și paralelă adecvată, deci trebuie asamblată conform la conditiile tehnice.
Metoda de asamblare 1: mai întâi în paralel și apoi în serie, cum ar fi bateriile pentru vehicule electrice care utilizează această metodă.
Metoda de asamblare 2: mai întâi în serie și apoi în paralel, adesea folosită în centre de date sau săli de calculatoare.
Ambele metode de asamblare au propriile avantaje și dezavantaje și sunt potrivite pentru diferite medii:
Dezavantajele paralelizării mai întâi și apoi a legăturii: selectarea liniilor de conectare a bateriei unității și a barelor de distribuție este foarte importantă, altfel va cauza diferențe de încărcare și descărcare a bateriei, iar curentul individual de scurgere a bateriei (sau defecțiunea) va afecta o unitate paralelă, care are un impact relativ mare asupra capacității. Afectează durata de viață a bateriei (kilometrajul); avantaje: usor de gestionat, daca adaugati un egalizator de baterie, este nevoie de un singur set (set).
Avantajele seriei mai întâi și apoi paralele: conexiune ușoară, întreținere ușoară, detectarea și manipularea rapidă a bateriilor defecte, întreținerea ușoară, capacitatea bateriei unității în fiecare șir poate fi diferită, rata mare de utilizare a bateriei, capacitatea (puterea) poate fi extinsă în mod arbitrar, creșterea Timp de backup, îmbunătățirea fiabilității, potrivit în special pentru centrele de date; Dezavantaje: Dacă adăugați egalizatoare de baterie, sunt necesare mai multe seturi (seturi).
4. Următoarele baterii nu pot fi reutilizate: unul este o baterie cu un curent de scurgere mare (sau o rată de auto{1}}descărcare mare); celălalt este o baterie al cărei aspect este deformat, cum ar fi o carcasă umflată; a treia este o baterie care are scurgeri.
Echilibrul celular eșalon
Chiar dacă screening-ul bateriilor eșalon este foarte strict, este dificil de asigurat consistența bateriilor. Chiar dacă bateriile cu consistență excelentă sunt asamblate împreună, vor exista în continuare diferențe în diferite grade după zeci de cicluri de încărcare și descărcare, iar această diferență se va schimba odată cu utilizarea. Prelungirea timpului crește treptat, iar consistența va deveni din ce în ce mai proastă. Este evident că diferența de tensiune dintre baterii crește treptat, iar timpul efectiv de încărcare și descărcare devine din ce în ce mai scurt. Un număr mare de date de testare a constatat că acumulatorul cu consistență slabă are următoarele caracteristici:
1. Tensiunea celulei unitare este evident neuniformă și distribuită neregulat;
2. Capacitatea reziduală a bateriei unității prezintă o distribuție discretă neregulată;
3. Rezistența internă a celulei unitare prezintă și o distribuție discretă neregulată.
Prin statistici suplimentare privind datele de detectare, se constată că cel mai mare ucigaș al dezechilibrului bateriei este:
1. Diferența de temperatură a bateriei, instalarea acumulatorului este de obicei densă, iar temperatura bateriei fiecărei părți este diferită, ceea ce afectează consistența bateriei și accelerează diferența dintre baterii;
2. Încărcare și descărcare severă pentru a accelera extinderea diferențelor dintre baterii;
Capacitatea acumulatorului de stocare a energiei este foarte mare. Luați ca exemplu acumulatorul nominal de 500Ah. Presupunând că diferența dintre capacitatea maximă și capacitatea minimă a bateriei este de 50Ah, iar diferența dintre alte baterii variază de la 5 la 1{0Ah, descărcarea efectivă maximă a sistemului capacitatea este de 450Ah (numerotat ca baterie D, la fel mai jos), presupunând că curentul de descărcare este de 50A, timpul teoretic maxim de descărcare este de aproximativ 9 ore. După acest timp, bateria D va atinge tensiunea de întrerupere-descărcare și va intra în starea de-supra descărcare. Dacă continuă să se descarce, va deteriora grav bateria D, iar capacitatea sa maximă efectivă va scădea brusc, reducând astfel și mai mult capacitatea maximă efectivă a acumulatorului. Există și o problemă a ratei de descărcare. Rata de descărcare a bateriei cu cea mai mare capacitate este 0.1C, rata de descărcare a bateriei D este 0.11C, iar rata de descărcare a altor baterii este între 0,1C și 0,11C. Fiecare baterie are un grad diferit de atenuare, ceea ce va duce la o extindere si accelerare treptata a diferentelor si uniformitatii bateriilor. În mod similar, în timpul încărcării, încărcați la o rată de 0,1C, rata de încărcare a bateriei D ajunge la 0,11C, care este la maxim, iar tensiunea limită de încărcare este atinsă mai întâi. Continuarea încărcării va intra în starea de supraîncărcare, provocând deteriorarea suplimentară a bateriei D. Rata de încărcare a altor baterii Este între 0,1C și 0,11C, iar diferența de rata de încărcare va agrava diferența și consistența bateriei și va accelera. Un astfel de pachet de baterii va duce în cele din urmă la o capacitate efectivă din ce în ce mai mică și un timp efectiv de descărcare mai scurt după încărcare și descărcare repetată. Există, de asemenea, o problemă serioasă cu acumulatorul de-capacitate mare de stocare a energiei, care este riscul de evadare termică. Pentru acest acumulator, dacă prevenirea și controlul efectiv nu pot fi efectuate, bateria D poate deveni bateria cu cea mai ridicată temperatură în timpul procesului de încărcare și descărcare a acumulatorului. Dacă are loc o defecțiune termică, bateria va fi complet casată sau chiar va cauza defectarea acumulatorului. Dacă acumulatorul poate menține fiecare baterie fără supraîncărcare și supradescărcare în timpul funcționării, capacitatea efectivă și timpul de descărcare a acumulatorului pot fi garantate și este întotdeauna într-o stare de degradare naturală. Cât de critic este să funcționeze corect și în siguranță.
Pentru bateria D din acest exemplu, dacă curentul de descărcare poate fi redus automat la sub 50A, cum ar fi 47-48A, iar curentul insuficient de 2-3A este furnizat automat de alte{{9 }}baterii de capacitate, atunci timpul total de descărcare poate depăși 9h. Alte baterii ajung la sfârșitul descărcării împreună și nu are loc o descărcare excesivă; în mod similar, dacă curentul de încărcare poate fi redus automat la sub 50A, cum ar fi 47-48A, curentul rămas de 2-3A va fi transferat automat către alte baterii cu capacitate mare și va crește automat Curentul de încărcare al bateriei de mare capacitate ajunge tensiunea limită de încărcare împreună cu alte baterii, astfel încât să nu se producă supradescărcare. Se poate observa că curentul de egalizare trebuie să atingă mai mult de 5A pentru a îndeplini cerințele, mai ales la sfârșitul încărcării și descărcării. Din principiul egalizării, doar egalizatorul bateriei de transfer poate fi competent.
În prezent, progresul tehnologiei eficiente de echilibrare a bateriei este foarte dezechilibrat, mai ales în ceea ce privește echilibrarea curentului și eficiența echilibrării. Deși unele soluții au adoptat tehnologia de redresare sincronă, curentul maxim de echilibrare este în mare parte limitat la mai puțin de 5A, iar curentul de echilibrare continuu este de numai 1-3A. Nu este nevoie. Deoarece este necesar să se sprijine egalizarea bidirecțională, eficiența de conversie a curentului nu este de obicei ridicată, iar problema de auto-încălzire sub un curent de egalizare mare este încă relativ proeminentă. Un alt obstacol important este costul echipamentului. Deoarece majoritatea folosesc cipuri redresoare sincrone, costul crește foarte mult.
Tehnologie de-eficiență ridicată de echilibrare a celulelor
În prezent, tovarășul Zhou Baolin de la Biroul de transport Daqing a dezvoltat cu succes o tehnologie de egalizare dinamică a bateriei cu transfer de{{{0}}putere mare,-eficiență ridicată, în timp real- multi ani. Acesta ia tehnologia națională de brevet (numărul de brevet 201220153997.0 și 201520061849.X) ca bază și integrează tehnologia de rectificare sincronă bidirecțională auto-inventată (brevet solicitat pentru: un egalizator de baterie de tip transfer-în timp real cu funcție de rectificare sincronă bidirecțională, numărul aplicației: 201710799424.2), care este o tehnologie de rectificare sincronă bidirecțională care nu necesită un cip redresor sincron, care nu numai că reduce foarte mult costul echipamentului, dar și îmbunătățește foarte mult curentul și eficiența echilibrului. A realizat progrese în indicatori tehnici echilibrați, cu următoarele caracteristici:
1. Gama de curent de echilibru este mare. Un curent de egalizare mare înseamnă că viteza de egalizare este foarte rapidă, vezi tabelul atașat. În prezent, egalizatorul îmbunătățit al bateriei cu litiu a realizat că relația dintre curentul de egalizare și diferența de tensiune este de aproximativ 1A/13mV. De exemplu, când diferența de tensiune ajunge la 130 mV, curentul de egalizare poate ajunge la aproximativ 10 A, ceea ce este deosebit de favorabil pentru egalizarea cu viteză mare-.
2. Eficiență ridicată a echilibrului. Eficiența ridicată de echilibru înseamnă mai puțină pierdere de putere, o utilizare mai mare și o creștere mai mică a temperaturii echipamentului, vezi Tabelul 1.
3. Egalizare dinamică-în timp real. În starea statică a acumulatorului, diferența maximă de tensiune din pachet poate fi controlată cu 10 mV sau chiar mai mică (în funcție de setarea diferenței de tensiune de referință) și poate intra în starea de detectare a micro-putere în așteptare, indiferent dacă acumulatorul se află în starea de încărcare sau în starea de descărcare, odată ce diferența de tensiune este detectată a fi mai mare decât diferența de tensiune de referință, va intra imediat în starea de egalizare cu viteză mare-. Cel mai mare avantaj al egalizării dinamice-în timp real este că timpul efectiv de egalizare este lung, egalizatorul are cea mai mare eficiență, iar tehnologia sa unică de impulsuri are o întreținere bună și o capacitate bună pentru baterie. Efectul de îmbunătățire a fost testat de aplicație.
Folosirea unui egalizator de celule cu-curent ridicat,-înaltă eficiență poate minimiza supraîncărcarea, supradescărcarea și defecțiunile termice ale bateriei. Chiar dacă scăderea capacității acumulatorului a devenit faptul că consistența s-a înrăutățit, poate reduce foarte bine viteza de decădere. Forțând automat tensiunea să mențină consistența, poate îmbunătăți într-o anumită măsură capacitatea efectivă a acumulatorului și poate prelungi acumulatorul. Ciclul de viață în special reduce semnificativ costurile de reparație și întreținere.
Efect de utilizare reală: utilizat pe 24 de șiruri de baterii unice 2V170Ah plumb-acid returnate de clienți. Curentul standard de 17A este utilizat pentru încărcare și descărcare. În cazul lipsei egalizatorului, timpul maxim de descărcare după încărcarea completă este de aproximativ 3 ore. În timpul descărcării a 3 baterii, căldura este gravă, iar tensiunea este sever supradescărcată. Valoarea tensiunii este mai mică de 0.5V, iar o baterie este -0.1 V, există o inversare a polarității, tensiunea a 21 de baterii variază de la 1,8 la 2,0 V și există încă o multă putere care nu a fost eliberată; după utilizarea prototipului egalizatorului bateriei în acest articol, în conformitate cu parametrii standard de încărcare și descărcare, după mai multe cicluri de încărcare și descărcare, timpul de descărcare este extins treptat la aproximativ 5,5 ore, iar eficiența este îmbunătățită cu mai mult de 80 la sută. Pentru cele mai proaste trei baterii, tensiunea de după descărcare este peste 1,5V, iar tensiunea de descărcare crește treptat, în special problema căldurii grave la început. Îmbunătățire mare, scăderea temperaturii este foarte evidentă, doar tensiunea a 4 baterii este în jur de 1,9V, restul bateriilor este în jur de 1,8V, puterea bateriei este eliberată complet și eficient.
