La relació entre la tecnologia d'equalitzador de bateries d'alta -eficiència i les bateries d'emmagatzematge d'energia en cascada
La tecnologia d'equilibri de la bateria pot millorar la vida útil de la bateria i allargar el temps de servei de la bateria. És adequat per a -níquel-hidrur metàl·lic de gran capacitat, bateries de plom-àcid de 2V, bateries de liti, plom-àcid de 6V, plom-àcid de 12V paquets de bateries i paquets de supercondensadors.
Bateria d'escala i selecció
Una bateria secundària fa referència a una bateria que s'ha utilitzat i ha arribat a la seva vida útil de disseny original i la seva capacitat s'ha restaurat totalment o parcialment per altres mètodes.
En general, la capacitat efectiva de la bateria després de 5 anys d'ús és d'uns 80 per cent. El deteriorament natural de la bateria ha entrat en un període estable i es pot utilitzar com a bateria de petita-capacitat. Mitjançant l'ús paral·lel d'un cert nombre de bateries, la capacitat disponible es pot augmentar diverses vegades, cosa que satisfà completament les necessitats d'emmagatzematge d'energia i potència. , el motiu per utilitzar un gran nombre de bateries paral·leles per augmentar la capacitat de la bateria és el mateix.
Després d'utilitzar una bateria durant 5 anys, la capacitat útil i la durada de la bateria es redueixen significativament. Usuaris i distribuïdors solen substituir-lo en el seu conjunt. Com tothom sap, no totes les bateries d'un paquet de bateries s'han de substituir, però una o diverses de les bateries tenen una greu degradació de capacitat. Afecta a tota la bateria. Si hi ha diversos paquets de bateries d'aquest tipus, les bateries molt atenuades s'eliminen mitjançant la detecció i altres bateries es poden reutilitzar en cascada mitjançant la divisió de capacitat i la detecció de resistència interna. L'ús en cascada de les bateries d'energia òbviament perllonga l'eficiència d'ús i el cicle de vida de les bateries i redueix la contaminació ambiental causada per les bateries. Es coneix com l'objecte de desenvolupament clau en l'actualitat i en el futur.
La reutilització de les bateries d'energia és un enllaç clau en la formació d'una cadena de la indústria de les bateries d'energia de bucle tancat-, i té un valor important per a la protecció del medi ambient, la recuperació de recursos i la millora del valor del cicle de vida complet de les bateries d'energia. Després de la retirada del servei, les bateries d'energia encara es poden utilitzar en vehicles elèctrics de baixa-velocitat, fonts d'energia de reserva, emmagatzematge d'energia i altres camps amb condicions de funcionament relativament bones i requisits de rendiment de la bateria baix després de les proves, la detecció i la reorganització.
Amb la creixent promoció i aplicació de vehicles d'energia nova, cada any es produirà un gran nombre de bateries retirades i el concepte d'utilització en cascada de bateries d'energia ha sorgit i ha cridat l'atenció generalitzada.
La utilització de bateries escalonades pot millorar la taxa d'utilització de les bateries i allargar el cicle de vida de les bateries, la qual cosa és de gran importància pel que fa a l'estalvi d'energia i la protecció del medi ambient, però la utilització de bateries escalonades ha de prestar atenció a alguns aspectes:
1. Utilitzeu cel·les bàsiques tant com sigui possible, com ara bateries d'àcid-de plom simple de 2V, diverses bateries de liti, incloses les de fosfat de ferro de liti, bateries de titanat de liti, bateries de liti ternàries, bateries d'òxid de cobalt de liti i manganat de liti. bateries. Espera. Les bateries empaquetades en sèrie amb diverses unitats, com ara les bateries de plom-àcid de 6 V (3 unitats de 2 V) i les bateries de plom- de 12 V (6 unitats de 2 V), no són adequades per a la utilització en cascada, principalment perquè l'interior d'aquestes bateries és multi-cadena. La pròpia bateria té el problema del desequilibri, que no es pot resoldre externament.
2. S'ha de seguir el principi d'agrupació de bateries del mateix tipus. Les bateries del grup han de ser del mateix tipus, és a dir, el rang de tensió de treball de les bateries ha de ser el mateix. Les bateries amb diferents rangs de voltatge de treball no poden aparèixer en el mateix paquet de bateries i no es poden barrejar encara que tinguin la mateixa capacitat.
3. Si les condicions ho permeten, la capacitat, la tensió i la resistència interna s'han de mesurar abans de muntar el paquet de bateries, i s'han de seleccionar bateries amb capacitat i resistència interna similars tant com sigui possible per reduir l'expansió de les diferències de consistència durant la reutilització.
Com que la capacitat de les bateries esglaonades és generalment inferior a la capacitat nominal, per obtenir una capacitat suficient, és necessari utilitzar un nombre més gran de bateries per aconseguir la capacitat de disseny mitjançant una connexió en sèrie i paral·lel adequada, per la qual cosa s'ha de muntar segons a condicions tècniques.
Mètode de muntatge 1: primer en paral·lel i després en sèrie, com ara els paquets de bateries per a vehicles elèctrics que utilitzen aquest mètode.
Mètode de muntatge 2: primer en sèrie i després en paral·lel, sovint utilitzat en centres de dades o sales d'informàtica.
Tots dos mètodes de muntatge tenen els seus propis avantatges i desavantatges i són adequats per a diferents entorns:
Desavantatges de posar en paral·lel primer i després encadenar: la selecció de les línies de connexió de la bateria de la unitat i les barres de bus és molt important, en cas contrari, provocarà diferències en la càrrega i descàrrega de la bateria, i el corrent de fuga individual de la bateria (o fallada) afectarà una unitat paral·lela, que té un impacte relativament gran en la capacitat. Afecta la durada de la bateria (quilometratge); avantatges: fàcil de gestionar, si afegiu un equalitzador de bateria, només cal un conjunt (conjunt).
Avantatges de la sèrie primer i després en paral·lel: connexió fàcil, fàcil manteniment, detecció ràpida i maneig de bateries defectuoses, fàcil manteniment, la capacitat de la bateria de la unitat a cada cadena pot ser diferent, una alta taxa d'utilització de la bateria, la capacitat (potència) es pot ampliar arbitràriament, augmentar Temps de còpia de seguretat, millora la fiabilitat, especialment adequat per a centres de dades; Inconvenients: si afegiu equalitzadors de bateria, calen diversos conjunts (conjunts).
4. Les bateries següents no es poden reutilitzar: una és una bateria amb un corrent de fuga gran (o una taxa d'auto-descàrrega elevada); l'altra és una bateria l'aspecte de la qual està deformat, com una closca inflada; el tercer és una bateria amb fuites.
Balanç cel·lular escalonat
Fins i tot si el cribratge de les bateries escalonades és molt estricte, és difícil garantir la consistència de les bateries. Fins i tot si s'ajunten bateries amb una consistència excel·lent, encara hi haurà diferències en diferents graus després de desenes de cicles de càrrega i descàrrega, i aquesta diferència canviarà amb l'ús. La prolongació del temps augmenta gradualment i la consistència empitjorarà. És obvi que la diferència de tensió entre les bateries augmenta gradualment i el temps efectiu de càrrega i descàrrega es fa cada cop més curt. Un gran nombre de dades de prova van trobar que la bateria amb poca consistència té les característiques següents:
1. La tensió de la cèl·lula unitat és evidentment desigual i distribuïda de manera irregular;
2. La capacitat residual de la bateria de la unitat presenta una distribució discreta irregular;
3. La resistència interna de la cel·la unitat també presenta una distribució discreta irregular.
Mitjançant més estadístiques sobre les dades de detecció, es descobreix que el principal assassí del desequilibri de la bateria és:
1. La diferència de temperatura de la bateria, la instal·lació de la bateria sol ser densa i la temperatura de la bateria de cada part és diferent, cosa que afecta la consistència de la bateria i accelera la diferència entre les bateries;
2. Càrrega i descàrrega severa per accelerar l'expansió de les diferències entre bateries;
La capacitat de la bateria d'emmagatzematge d'energia és molt gran. Preneu com a exemple la bateria nominal de 500Ah. Suposant que la diferència entre la capacitat màxima i la capacitat mínima de la bateria és de 50Ah, i la diferència entre altres bateries oscil·la entre 5 i 1{0Ah, la descàrrega efectiva màxima del sistema la capacitat és de 450Ah (numerada provisionalment com a bateria D, la mateixa a continuació), suposant que el corrent de descàrrega és de 50A, el temps de descàrrega màxim teòric és d'unes 9 h. Passat aquest temps, la bateria D arribarà al voltatge de tall de descàrrega-i entrarà a l'estat de sobre-descàrrega. Si continua descarregant-se, danyarà greument la bateria D i la seva capacitat màxima efectiva disminuirà bruscament, reduint així encara més la capacitat màxima efectiva de la bateria. També hi ha un problema de velocitat de descàrrega. La taxa de descàrrega de la bateria de més capacitat és 0,1C, la taxa de descàrrega de la bateria D és de 0,11C i la taxa de descàrrega d'altres bateries està entre 0,1C i 0,11C. Cada bateria té un grau d'atenuació diferent, la qual cosa comportarà una expansió i una acceleració graduals de les diferències i uniformitat de les bateries. De la mateixa manera, durant la càrrega, carregueu a una velocitat de 0,1 C, la velocitat de càrrega de la bateria D arriba a 0,11 C, que és el màxim, i primer s'arriba a la tensió límit de càrrega. Continuar carregant entrarà en estat de sobrecàrrega, causant més danys a la bateria D. La taxa de càrrega d'altres bateries està entre 0,1C i 0,11C, i la diferència de velocitat de càrrega agreujarà la diferència i consistència de la bateria i s'accelerarà. Aquest paquet de bateries eventualment comportarà una capacitat efectiva cada cop més petita i un temps de descàrrega efectiu més curt després de carregar i descarregar repetidament. També hi ha un problema greu amb la bateria d'emmagatzematge d'energia de gran-capacitat, que és el risc de fuga tèrmica. Per a aquest paquet de bateria, si no es pot dur a terme una prevenció i un control efectius, la bateria D pot convertir-se en la bateria amb la temperatura més alta durant el procés de càrrega i descàrrega del paquet de bateria. Si es produeix una fallada tèrmica, la bateria es desballarà completament o, fins i tot, la bateria fallarà. Si el paquet de bateries pot mantenir cada bateria sense sobrecàrrega i sobredescàrrega durant el funcionament, es pot garantir la capacitat efectiva i el temps de descàrrega del paquet de bateries, i sempre es troba en un estat de decadència natural. Què tan important és funcionar correctament i amb seguretat.
Per a la bateria D d'aquest exemple, si el corrent de descàrrega es pot reduir automàticament a menys de 50 A, com ara 47-48A, i el corrent insuficient de 2-3A és proporcionat automàticament per altres grans{{9 }}bateries de capacitat, aleshores el temps de descàrrega total pot superar les 9 h. Altres bateries arriben al final de la descàrrega juntes i no es produeix cap descàrrega excessiva; de la mateixa manera, si el corrent de càrrega es pot reduir automàticament a menys de 50A, com ara 47-48A, el corrent restant de 2-3A es transferirà automàticament a altres bateries de gran capacitat i augmentarà automàticament. El corrent de càrrega de la bateria de gran capacitat arriba. la tensió límit de càrrega juntament amb altres bateries, de manera que no es produeixi una sobredescàrrega. Es pot veure que el corrent d'equalització ha d'arribar a més de 5A per complir els requisits, especialment al final de la càrrega i descàrrega. Des del principi d'equalització, només l'equalitzador de la bateria de transferència pot ser competent.
Actualment, el progrés de la tecnologia eficaç d'equilibri de la bateria és molt desequilibrat, especialment pel que fa a l'equilibri del corrent i l'eficiència d'equilibri. Tot i que algunes solucions han adoptat la tecnologia de rectificació síncrona, el corrent d'equilibri màxim es limita principalment a menys de 5 A i el corrent d'equilibri continu és només 1-3A. No cal. Com que és necessari donar suport a l'equalització bidireccional, l'eficiència de conversió de corrent no sol ser alta i el problema d'autoescalfament amb un gran corrent d'equalització encara és relativament destacat. Un altre obstacle important és el cost de l'equip. Com que la majoria d'ells utilitzen xips rectificadors síncrons, el cost augmenta molt.
Tecnologia d'equilibri de cèl·lules d'alta -eficiència
En l'actualitat, el camarada Zhou Baolin de l'Oficina de Transport de Daqing ha desenvolupat amb èxit una tecnologia d'equalitzador de bateria de transferència dinàmica en temps real, {{0}}alta{{0}}potència, alta-eficiència i en temps real. molts anys. Pren com a nucli la tecnologia de patent nacional (número de patent 201220153997.0 i 201520061849.X) i integra la tecnologia de rectificació síncrona bidireccional inventada per si mateix (patent sol·licitada: un equalitzador de bateria en temps real de tipus transferència- amb funció de rectificació síncrona bidireccional, número d'aplicació: 201710799424.2), que és una tecnologia de rectificació síncrona bidireccional que no requereix un xip rectificador síncron, que no només redueix molt el cost de l'equip, sinó que també millora molt el corrent d'equilibri i l'eficiència de l'equilibri. Avenços aconseguits en indicadors tècnics equilibrats, amb les següents característiques:
1. El rang de corrent d'equilibri és gran. Un gran corrent d'equalització significa que la velocitat d'equalització és molt ràpida, vegeu la taula adjunta. Actualment, l'equalitzador de bateria de liti millorat s'ha adonat que la relació entre el corrent d'igualització i la diferència de tensió és d'aproximadament 1A/13mV. Per exemple, quan la diferència de tensió arriba als 130 mV, el corrent d'igualització pot arribar a uns 10 A, la qual cosa és especialment propici per a una igualació d'alta -velocitat.
2. Alta eficiència d'equilibri. L'alta eficiència d'equilibri significa menys pèrdua d'energia, una major utilització i un menor augment de la temperatura de l'equip, vegeu la taula 1.
3. Equalització dinàmica-en temps real. En l'estat estàtic del paquet de bateries, la diferència de tensió màxima del paquet es pot controlar en 10 mV o fins i tot més petit (segons la configuració de la diferència de tensió de referència) i entrar a l'estat de detecció de micro-potència en espera, tant si la bateria es troba en estat de càrrega com en estat de descàrrega, un cop es detecti que la diferència de tensió és superior a la diferència de tensió de referència, entrarà immediatament en l'estat d'equalització d'alta -velocitat. El major avantatge de l'equalització dinàmica-en temps real és que el temps d'equalització efectiu és llarg, l'equalitzador té la màxima eficiència i la seva tecnologia de pols única té un bon manteniment i capacitat per a la bateria. L'aplicació ha provat l'efecte de millora.
L'ús d'un equalitzador de cel·les d'alta-corrent i alta- eficiència pot minimitzar la sobrecàrrega de la bateria, la sobredescàrrega i les fallades tèrmiques. Fins i tot si la disminució de la capacitat de la bateria s'ha convertit en el fet que la consistència ha empitjorat, pot reduir molt bé la velocitat de desintegració. En forçar automàticament la tensió per mantenir la consistència, també pot millorar la capacitat efectiva de la bateria fins a cert punt i allargar la bateria. El cicle de vida en particular redueix significativament els costos de reparació i manteniment.
Efecte d'ús real: s'utilitza en 24 cadenes de bateries de plom àcid0Ah de 2V170Ah retornades pels clients. El corrent estàndard de 17A s'utilitza per carregar i descarregar. Si no hi ha equalitzador, el temps màxim de descàrrega després de la càrrega completa és d'unes 3 h. Durant la descàrrega de 3 bateries, la calor és greu i la tensió està molt sobredescarregada. El valor de tensió és inferior a 0,5V i una bateria és -0,1V, hi ha una inversió de polaritat, la tensió de 21 bateries oscil·la entre 1,8 i 2,0V i encara hi ha un molta potència que no s'ha alliberat; després d'utilitzar el prototip d'equalitzador de bateria en aquest article, sota els paràmetres estàndard de càrrega i descàrrega, després de diversos cicles de càrrega i descàrrega, el temps de descàrrega s'allarga gradualment fins a unes 5,5 hores i l'eficiència es millora en més d'un 80 per cent. Per a les tres pitjors bateries, la tensió després de la descàrrega és superior a 1,5 V i la tensió de descàrrega augmenta gradualment, especialment el problema de la calor greu al principi. Gran millora, la caiguda de temperatura és molt òbvia, només la tensió de 4 bateries és d'uns 1,9 V, la resta de bateries és d'uns 1,8 V, la potència de la bateria s'allibera de manera completa i eficaç.
