La relazione tra la tecnologia dell'equalizzatore della batteria ad alta{0}}efficienza e le batterie di accumulo di energia a cascata
La tecnologia di bilanciamento della batteria può migliorare la durata del pacco batteria e prolungare il tempo di servizio del pacco batteria. È adatto per batterie ad alta capacità di-nichel-metallo idruro, 2 V al piombo-batterie, batterie al litio, 6 V al piombo-acido, 12 V al piombo-acido pacchi batteria e pacchi supercondensatori.
Batteria e selezione della scala
Una batteria secondaria si riferisce a una batteria che è stata utilizzata e ha raggiunto la sua durata di progettazione originale e la sua capacità è stata ripristinata in tutto o in parte con altri metodi.
In genere, la capacità effettiva della batteria dopo 5 anni di utilizzo è di circa l'80 percento. Il decadimento naturale della batteria è entrato in un periodo stabile e può essere utilizzata come una batteria di-capacità ridotta. Attraverso l'uso in parallelo di un certo numero di batterie, la capacità disponibile può essere aumentata più volte, il che soddisfa pienamente le esigenze di accumulo di energia e potenza. , il motivo per l'utilizzo di un gran numero di batterie parallele per aumentare la capacità della batteria è lo stesso.
Dopo che una batteria è stata utilizzata per 5 anni, la capacità utilizzabile e la durata della batteria si riducono notevolmente. Utenti e rivenditori di solito lo sostituiscono nel suo insieme. Come tutti sanno, non tutte le batterie di un pacco batterie devono essere sostituite, ma una o più batterie hanno un grave degrado della capacità. Interessa l'intero pacco batteria. Se sono presenti più pacchi batteria di questo tipo, le batterie gravemente attenuate vengono rimosse mediante rilevamento e altre batterie possono essere riutilizzate in cascata attraverso la divisione della capacità e il rilevamento della resistenza interna. L'utilizzo a cascata delle batterie di potenza, ovviamente, prolunga l'efficienza d'uso e il ciclo di vita delle batterie e riduce l'inquinamento ambientale causato dalle batterie. È noto come l'oggetto di sviluppo chiave al presente e in futuro.
Il riutilizzo della batteria di alimentazione è un anello chiave nella formazione di una{0}}catena industriale delle batterie di alimentazione a circuito chiuso e ha un valore importante nella protezione dell'ambiente, nel recupero delle risorse e nel miglioramento del valore dell'intero ciclo di vita delle batterie di alimentazione. Dopo la disattivazione, le batterie di alimentazione possono ancora essere utilizzate in veicoli elettrici a bassa velocità-, fonti di alimentazione di riserva, accumulo di energia e altri campi con condizioni operative relativamente buone e requisiti di prestazioni della batteria bassi dopo test, screening e riorganizzazione.
Con la crescente promozione e applicazione di veicoli a nuova energia, ogni anno verrà prodotto un gran numero di batterie ritirate e il concetto di utilizzo a cascata delle batterie elettriche è emerso e ha attirato un'attenzione diffusa.
L'utilizzo delle batterie echelon può migliorare il tasso di utilizzo delle batterie e prolungare il ciclo di vita delle batterie, il che è di grande importanza in termini di risparmio energetico e protezione ambientale, ma l'utilizzo delle batterie echelon deve prestare attenzione ad alcuni aspetti:
1. Utilizzare il più possibile le celle dell'unità di base, come batterie al piombo singolo-acido da 2 V, varie batterie al litio, comprese batterie al litio ferro fosfato, batterie al litio titanato, batterie ternarie al litio, batterie al litio ossido di cobalto e litio manganato batterie. Attesa. Le batterie confezionate in serie con più unità, come le batterie al piombo-acido da 6 V (3 unità da 2 V) e le batterie al piombo-acido da 12 V (6 unità da 2 V), non sono adatte per l'utilizzo in cascata, principalmente perché l'interno di queste batterie è multi-stringa La batteria stessa ha il problema dello squilibrio, che non può essere risolto esternamente.
2. Deve essere rispettato il principio del raggruppamento di batterie dello stesso tipo. Le batterie del gruppo devono essere dello stesso tipo, ovvero il range di tensione di lavoro delle batterie deve essere lo stesso. Le batterie con diversi range di tensione di lavoro non possono apparire nello stesso pacco batteria e non possono essere mescolate anche se hanno la stessa capacità.
3. Se le condizioni lo consentono, misurare la capacità, la tensione e la resistenza interna prima di assemblare il pacco batteria e selezionare il più possibile batterie con capacità e resistenza interna simili per ridurre l'espansione delle differenze di consistenza durante il riutilizzo.
Poiché la capacità delle batterie echelon è generalmente inferiore alla capacità nominale, per ottenere una capacità sufficiente, è necessario utilizzare un numero maggiore di batterie per raggiungere la capacità di progetto attraverso opportuni collegamenti in serie e in parallelo, quindi deve essere assemblato secondo alle condizioni tecniche.
Metodo di montaggio 1: prima in parallelo e poi in serie, come i pacchi batteria per veicoli elettrici che utilizzano questo metodo.
Metodo di assemblaggio 2: prima in serie e poi in parallelo, spesso utilizzato nei data center o nelle sale computer.
Entrambi i metodi di assemblaggio hanno i loro vantaggi e svantaggi e sono adatti a diversi ambienti:
Svantaggi della messa in parallelo prima e poi della tesatura: la scelta delle linee di collegamento della batteria dell'unità e delle sbarre collettrici è molto importante, altrimenti causerà differenze di carica e scarica della batteria e la corrente di dispersione (o guasto) della singola batteria influenzerà un'unità in parallelo, che ha un impatto relativamente ampio sulla capacità. Influisce sulla durata della batteria (chilometraggio); vantaggi: facile da gestire, se si aggiunge un equalizzatore a batteria è necessario un solo set (set).
Vantaggi del collegamento seriale prima e poi del parallelo: facile connessione, facile manutenzione, rilevamento e gestione rapida di batterie difettose, facile manutenzione, la capacità della batteria dell'unità in ogni stringa può essere diversa, alto tasso di utilizzo della batteria, capacità (potenza) può essere ampliata arbitrariamente, aumentare Tempo di backup, miglioramento dell'affidabilità, particolarmente adatto per i data center; Svantaggi: se si aggiungono equalizzatori della batteria, sono necessari più set (set).
4. Le seguenti batterie non possono essere riutilizzate: una è una batteria con un'elevata corrente di dispersione (o un'elevata velocità di-scarica); l'altro è una batteria il cui aspetto è deformato, come un guscio gonfio; il terzo è una batteria che perde.
Equilibrio cellulare Echelon
Anche se lo screening delle batterie Echelon è molto rigoroso, è difficile garantire la consistenza delle batterie. Anche se batterie di ottima consistenza vengono assemblate insieme, ci saranno comunque differenze di varia entità dopo decine di cicli di carica e scarica, e questa differenza cambierà con l'uso. Il prolungamento del tempo aumenta gradualmente e la consistenza peggiorerà sempre di più. È ovvio che la differenza di tensione tra le batterie aumenta gradualmente e il tempo effettivo di carica e scarica diventa sempre più breve. Un gran numero di dati di test ha rilevato che il pacco batteria con scarsa consistenza ha le seguenti caratteristiche:
1. La tensione della cella unitaria è ovviamente irregolare e distribuita in modo irregolare;
2. La capacità residua della batteria dell'unità presenta una distribuzione discreta e irregolare;
3. Anche la resistenza interna della cella unitaria presenta una distribuzione discreta irregolare.
Attraverso ulteriori statistiche sui dati di rilevamento, si scopre che il più grande killer dello squilibrio della batteria è:
1. La differenza di temperatura della batteria, l'installazione del pacco batteria è generalmente densa e la temperatura della batteria di ciascuna parte è diversa, il che influisce sulla consistenza della batteria e accelera la differenza tra le batterie;
2. Grave carica e scarica per accelerare l'espansione delle differenze tra le batterie;
La capacità della batteria di accumulo di energia è molto ampia. Prendi come esempio la batteria nominale da 500Ah. Supponendo che la differenza tra la capacità massima e la capacità minima della batteria sia 50Ah, e la differenza tra le altre batterie sia compresa tra 5 e 10Ah, la massima scarica effettiva del sistema Il la capacità è 450Ah (numerata provvisoriamente come batteria D, la stessa di seguito), supponendo che la corrente di scarica sia 50A, il tempo di scarica massimo teorico è di circa 9 ore. Trascorso questo tempo, la batteria D raggiungerà la tensione di interruzione-di scarica e entrerà nello stato di sovra-scarica. Se continua a scaricarsi, danneggerà gravemente la batteria D e la sua capacità massima effettiva diminuirà drasticamente, riducendo ulteriormente la capacità massima effettiva del pacco batteria. C'è anche un problema di velocità di scarico. La velocità di scarica della batteria di maggiore capacità è 0.1C, la velocità di scarica della batteria D è 0.11C e la velocità di scarica delle altre batterie è compresa tra 0,1C e 0,11C. Ogni batteria ha un diverso grado di attenuazione, che porterà ad una graduale espansione e accelerazione delle differenze e uniformità delle batterie. Allo stesso modo, durante la carica, carica a una velocità di 0,1℃, la velocità di carica della batteria D raggiunge 0,11℃, che è al massimo, e la tensione limite di carica viene raggiunta per prima. Continuare a caricare entrerà nello stato di sovraccarico, causando ulteriori danni alla batteria D. La velocità di carica di altre batterie È compresa tra 0,1 ℃ e 0,11 ℃ e la differenza nella velocità di ricarica aggraverà la differenza e la consistenza della batteria e accelererà. Un tale pacco batteria alla fine porterà a una capacità effettiva sempre più piccola e a un tempo di scarica effettivo più breve dopo ripetute cariche e scariche. C'è anche un problema serio con la batteria di accumulo di energia di grande capacità-, che è il rischio di un'instabilità termica. Per questo pacco batteria, se non è possibile effettuare una prevenzione e un controllo efficaci, la batteria D potrebbe diventare la batteria con la temperatura più alta durante il processo di carica e scarica del pacco batteria. Se si verifica un guasto termico, la batteria verrà completamente rottamata o addirittura causerà il guasto del pacco batteria. Se il pacco batteria è in grado di mantenere ciascuna batteria senza sovraccaricare e scaricare eccessivamente durante il funzionamento, la capacità effettiva e il tempo di scarica del pacco batteria possono essere garantiti ed è sempre in uno stato di decadimento naturale. Quanto è fondamentale operare in modo corretto e sicuro.
Per la batteria D in questo esempio, se la corrente di scarica può essere ridotta automaticamente al di sotto di 50 A, ad esempio 47-48 A, e la corrente insufficiente di 2-3 A viene fornita automaticamente da altre batterie di grandi dimensioni{{9 }}capacità delle batterie, quindi il tempo di scarica complessivo può superare le 9 ore. Altre batterie raggiungono la fine della scarica insieme e non si verifica una scarica eccessiva; allo stesso modo, se la corrente di carica può essere ridotta automaticamente al di sotto di 50 A, ad esempio 47-48 A, la corrente rimanente di 2-3 A verrà automaticamente trasferita ad altre batterie di grande capacità e aumenterà automaticamente La corrente di carica della batteria di grande capacità raggiunge la tensione limite di carica insieme ad altre batterie, in modo che non si verifichi una scarica eccessiva. Si può notare che la corrente di equalizzazione deve raggiungere più di 5 A per soddisfare i requisiti, soprattutto al termine della carica e della scarica. Dal principio di equalizzazione, solo l'equalizzatore della batteria di trasferimento può essere competente.
Allo stato attuale, il progresso dell'efficace tecnologia di bilanciamento della batteria è molto sbilanciato, soprattutto in termini di corrente di bilanciamento e efficienza di bilanciamento. Sebbene alcune soluzioni abbiano adottato la tecnologia di rettifica sincrona, la corrente di bilanciamento massima è per lo più limitata a meno di 5 A e la corrente di bilanciamento continua è solo 1-3 A. Non c'è bisogno. Poiché è necessario supportare l'equalizzazione bidirezionale, l'efficienza di conversione della corrente non è solitamente elevata e il problema dell'autoriscaldamento con una corrente di equalizzazione elevata è ancora relativamente evidente. Un altro ostacolo importante è il costo delle apparecchiature. Poiché la maggior parte di loro utilizza chip raddrizzatori sincroni, il costo aumenta molto.
Tecnologia di bilanciamento cellulare ad alta{0}}efficienza
Attualmente, il compagno Zhou Baolin del Daqing Transportation Bureau ha sviluppato con successo una tecnologia di equalizzazione della batteria a trasferimento dinamico{{0}} ad alta{{0}}potenza, alta{1}}efficienza, tempo reale- molti anni. Prende come fulcro la tecnologia del brevetto nazionale (numero di brevetto 201220153997.0 e 201520061849.X) e integra la tecnologia di rettifica sincrona bidirezionale auto-inventata (brevetto richiesto per: un equalizzatore a batteria in tempo reale di tipo trasferimento- con funzione di rettifica sincrona bidirezionale, numero di applicazione: 201710799424.2), che è una tecnologia di rettifica sincrona bidirezionale che non richiede un chip raddrizzatore sincrono, che non solo riduce notevolmente il costo dell'apparecchiatura, ma migliora anche notevolmente la corrente di bilanciamento e l'efficienza di bilanciamento. Scoperte raggiunte in indicatori tecnici equilibrati, con le seguenti caratteristiche:
1. L'intervallo della corrente di bilanciamento è ampio. Una grande corrente di equalizzazione significa che la velocità di equalizzazione è molto elevata, vedere la tabella allegata. Allo stato attuale, l'equalizzatore potenziato della batteria al litio ha realizzato che la relazione tra la corrente di equalizzazione e la differenza di tensione è di circa 1A/13mV. Ad esempio, quando la differenza di tensione raggiunge 130 mV, la corrente di equalizzazione può raggiungere circa 10 A, il che è particolarmente favorevole all'equalizzazione ad alta-velocità.
2. Alta efficienza dell'equilibrio. Un'elevata efficienza di equilibrio significa una minore perdita di potenza, un maggiore utilizzo e un minore aumento della temperatura delle apparecchiature, vedere la tabella 1.
3. Equalizzazione dinamica-in tempo reale. Nello stato statico del pacco batteria, la differenza di tensione massima nel pacco batteria può essere controllata entro 10 mV o anche inferiore (a seconda dell'impostazione della differenza di tensione di riferimento) ed entrare nello stato di rilevamento micro-standby alimentazione, indipendentemente dal fatto che il pacco batteria sia nello stato di carica o nello stato di scarica, una volta rilevata che la differenza di tensione è maggiore della differenza di tensione di riferimento, entrerà immediatamente nello stato di equalizzazione della velocità alta-. Il più grande vantaggio dell'equalizzazione dinamica in tempo reale-è che il tempo di equalizzazione effettivo è lungo, l'equalizzatore ha la massima efficienza e la sua esclusiva tecnologia a impulsi offre una buona manutenzione e capacità della batteria. L'effetto di miglioramento è stato testato dall'applicazione.
L'utilizzo di un equalizzatore di celle ad alta{0}}corrente e ad alta{1}}efficienza può ridurre al minimo il sovraccarico della batteria, la scarica eccessiva e i guasti termici incontrollati. Anche se il decadimento della capacità del pacco batteria è diventato il fatto che la consistenza è peggiorata, può ridurre molto bene la velocità di decadimento. Forzando automaticamente la tensione per mantenere la coerenza, può anche migliorare la capacità effettiva del pacco batteria in una certa misura e prolungare il pacco batteria. In particolare, la durata del ciclo riduce notevolmente i costi di riparazione e manutenzione.
Effetto di utilizzo effettivo: utilizzato su 24 stringhe di pacchi batteria 2V17{7}}Ah al piombo-acido restituiti dai clienti. La corrente standard 17A viene utilizzata per la carica e la scarica. In assenza di equalizzatore, il tempo massimo di scarica dopo la carica completa è di circa 3h. Durante la scarica di 3 batterie, il calore è grave e la tensione è gravemente scaricata. Il valore di tensione è inferiore a 0,5 V e una batteria è -0,1 V, c'è un'inversione di polarità, la tensione di 21 batterie varia da 1,8 a 2,0 V e c'è ancora un molta potenza che non è stata rilasciata; dopo aver utilizzato il prototipo dell'equalizzatore della batteria in questo articolo, con i parametri di carica e scarica standard, dopo diversi cicli di carica e scarica, il tempo di scarica viene gradualmente esteso a circa 5,5 ore e l'efficienza viene migliorata di oltre l'80 percento. Per le tre peggiori batterie, la tensione dopo la scarica è tutta superiore a 1,5 V e la tensione di scarica aumenta gradualmente, soprattutto il problema del forte calore all'inizio. Grande miglioramento, il calo di temperatura è molto evidente, solo la tensione di 4 batterie è di circa 1,9 V, il resto delle batterie è di circa 1,8 V, la carica della batteria è completamente ed efficacemente rilasciata.
