Hubungan antara-teknologi equalizer baterai efisiensi tinggi dan baterai penyimpanan energi kaskade
Teknologi penyeimbang baterai dapat meningkatkan masa pakai unit baterai dan memperpanjang waktu servis unit baterai. Sangat cocok untuk-kapasitas besar nikel-metal hidrida, 2V timbal-baterai asam, baterai lithium, 6V timbal-asam, 12V timbal-asam paket baterai dan paket superkapasitor.
Baterai dan pilihan tangga
Baterai sekunder mengacu pada baterai yang telah digunakan dan telah mencapai umur desain aslinya, dan kapasitasnya telah dipulihkan seluruhnya atau sebagian dengan metode lain.
Umumnya, kapasitas efektif baterai setelah 5 tahun penggunaan adalah sekitar 80 persen . Kerusakan alami baterai telah memasuki masa stabil, dan dapat digunakan sebagai baterai berkapasitas-kecil. Melalui penggunaan paralel sejumlah baterai, kapasitas yang tersedia dapat ditingkatkan beberapa kali, yang sepenuhnya memenuhi kebutuhan penyimpanan energi dan daya. , alasan menggunakan sejumlah besar baterai paralel untuk meningkatkan kapasitas baterai adalah sama.
Setelah baterai digunakan selama 5 tahun, kapasitas yang dapat digunakan dan masa pakai baterai dipersingkat secara signifikan. Pengguna dan dealer biasanya menggantinya secara keseluruhan. Seperti yang diketahui semua orang, tidak semua baterai dalam kemasan baterai perlu diganti, tetapi satu atau beberapa baterai mengalami penurunan kapasitas yang serius. Ini mempengaruhi seluruh paket baterai. Jika ada beberapa paket baterai seperti itu, baterai yang sangat lemah akan dikeluarkan dengan deteksi, dan baterai lain dapat digunakan kembali secara berurutan melalui pembagian kapasitas dan deteksi resistansi internal. Pemanfaatan kaskade baterai listrik jelas memperpanjang efisiensi penggunaan dan siklus hidup baterai, dan mengurangi pencemaran lingkungan yang disebabkan oleh baterai. Ini dikenal sebagai objek pengembangan utama saat ini dan di masa depan.
Penggunaan kembali baterai daya adalah tautan utama dalam pembentukan rantai industri baterai daya-loop tertutup, dan memiliki nilai penting dalam perlindungan lingkungan, pemulihan sumber daya, dan meningkatkan nilai siklus hidup penuh baterai daya. Setelah dekomisioning, baterai daya masih dapat digunakan pada kendaraan listrik-kecepatan rendah, sumber daya cadangan, penyimpanan daya, dan bidang lain dengan kondisi pengoperasian yang relatif baik dan persyaratan kinerja baterai rendah setelah pengujian, penyaringan, dan penataan ulang.
Dengan meningkatnya promosi dan penerapan kendaraan energi baru, sejumlah besar baterai pensiunan akan diproduksi setiap tahun, dan konsep pemanfaatan kaskade baterai listrik telah muncul dan menarik perhatian luas.
Pemanfaatan baterai eselon dapat meningkatkan tingkat pemanfaatan baterai dan memperpanjang siklus hidup baterai, yang sangat penting dalam hal penghematan energi dan perlindungan lingkungan, namun pemanfaatan baterai eselon harus memperhatikan beberapa hal:
1. Gunakan sel satuan dasar sebanyak mungkin, seperti baterai asam-tunggal 2V, berbagai baterai lithium, termasuk baterai lithium besi fosfat, baterai lithium titanate, baterai lithium terner, baterai lithium kobalt oksida, dan lithium manganat baterai. Tunggu. Baterai yang dikemas secara seri dengan beberapa unit, seperti baterai asam-timbal 6V (3 unit 2V) dan baterai asam timbal-12V (6 unit 2V), tidak cocok untuk penggunaan kaskade, terutama karena bagian dalam baterai ini multi-string Baterai itu sendiri memiliki masalah ketidakseimbangan, yang tidak dapat diselesaikan secara eksternal.
2. Prinsip pengelompokan baterai dari jenis yang sama harus diikuti. Baterai dalam kelompok harus dari jenis yang sama, yaitu rentang tegangan kerja baterai harus sama. Baterai dengan rentang tegangan kerja yang berbeda tidak dapat muncul dalam kemasan baterai yang sama, dan tidak dapat dicampur meskipun memiliki kapasitas yang sama.
3. Jika kondisi memungkinkan, kapasitas, tegangan dan resistansi internal harus diukur sebelum baterai dirakit, dan baterai dengan kapasitas dan resistansi internal yang sama harus dipilih sebanyak mungkin untuk mengurangi perluasan perbedaan konsistensi selama penggunaan kembali.
Karena kapasitas baterai eselon umumnya lebih rendah dari kapasitas nominal, untuk mendapatkan kapasitas yang cukup, perlu menggunakan lebih banyak baterai untuk mencapai kapasitas desain melalui sambungan seri dan paralel yang sesuai, sehingga perlu dirakit sesuai terhadap kondisi teknis.
Metode perakitan 1: pertama secara paralel dan kemudian secara seri, seperti paket baterai untuk kendaraan listrik menggunakan metode ini.
Metode perakitan 2: pertama secara seri dan kemudian secara paralel, sering digunakan di pusat data atau ruang komputer.
Kedua metode perakitan memiliki kelebihan dan kekurangan masing-masing dan cocok untuk lingkungan yang berbeda:
Kerugian dari paralel pertama dan kemudian merangkai: pemilihan jalur sambungan baterai unit dan bus bar sangat penting, jika tidak maka akan menyebabkan perbedaan dalam pengisian dan pengosongan baterai, dan arus bocor baterai individu (atau kesalahan) akan mempengaruhi unit paralel, yang memiliki dampak yang relatif besar pada kapasitas. Mempengaruhi masa pakai baterai (jarak tempuh); keuntungan: mudah diatur, jika Anda menambahkan equalizer baterai, hanya diperlukan satu set (set).
Keuntungan serial pertama dan kemudian paralel: koneksi mudah, perawatan mudah, deteksi cepat dan penanganan baterai yang rusak, perawatan mudah, kapasitas baterai unit di setiap string bisa berbeda, tingkat pemanfaatan baterai tinggi, kapasitas (daya) dapat diperluas secara sewenang-wenang, meningkat Waktu pencadangan, meningkatkan keandalan, sangat cocok untuk pusat data; Kekurangan: Jika Anda menambahkan equalizer baterai, diperlukan beberapa set (set).
4. Baterai berikut tidak dapat digunakan kembali: salah satunya adalah baterai dengan arus bocor yang besar (atau tingkat pengosongan sendiri-yang tinggi); yang lainnya adalah baterai yang penampilannya berubah bentuk, seperti cangkang yang membengkak; yang ketiga adalah baterai yang bocor.
Keseimbangan Sel Eselon
Sekalipun penyaringan baterai eselon sangat ketat, sulit untuk memastikan konsistensi baterai. Bahkan jika baterai dengan konsistensi yang sangat baik dirakit bersama, masih akan ada perbedaan pada tingkat yang berbeda-beda setelah puluhan siklus pengisian dan pengosongan, dan perbedaan ini akan berubah seiring penggunaan. Perpanjangan waktu secara bertahap meningkat, dan konsistensi akan menjadi lebih buruk dan lebih buruk. Jelas bahwa perbedaan tegangan antara baterai secara bertahap meningkat, dan waktu pengisian dan pengosongan efektif menjadi lebih pendek dan lebih pendek. Sejumlah besar data pengujian menemukan bahwa paket baterai dengan konsistensi yang buruk memiliki karakteristik sebagai berikut:
1. Tegangan sel satuan jelas tidak merata dan tidak beraturan;
2. Kapasitas sisa baterai unit menunjukkan distribusi diskrit yang tidak teratur;
3. Resistansi internal sel satuan juga menunjukkan distribusi diskrit yang tidak teratur.
Melalui statistik lebih lanjut pada data deteksi, ditemukan bahwa pembunuh terbesar ketidakseimbangan baterai adalah:
1. Perbedaan suhu baterai, pemasangan paket baterai biasanya padat, dan suhu baterai setiap bagian berbeda, yang mempengaruhi konsistensi baterai dan mempercepat perbedaan antara baterai;
2. Pengisian dan pengosongan yang parah untuk mempercepat perluasan perbedaan antara baterai;
Kapasitas paket baterai penyimpan energi sangat besar. Ambil paket baterai nominal 500Ah sebagai contoh. Dengan asumsi bahwa perbedaan antara kapasitas maksimum dan kapasitas minimum baterai adalah 50Ah, dan perbedaan antara baterai lain berkisar antara 5 hingga 10Ah, debit efektif maksimum sistem kapasitasnya adalah 450Ah (sementara diberi nomor sebagai baterai D, sama di bawah), dengan asumsi arus pelepasan adalah 50A, waktu pengosongan maksimum teoritis adalah sekitar 9 jam. Setelah waktu ini, baterai D akan mencapai pemutusan -tegangan pengosongan dan memasuki kondisi pengosongan berlebih-. Jika terus mengosongkan, itu akan sangat merusak baterai D, dan kapasitas efektif maksimumnya akan menurun tajam, sehingga selanjutnya mengurangi kapasitas efektif maksimum dari paket baterai. Ada juga masalah tingkat debit. Laju pengosongan baterai berkapasitas terbesar adalah 0.1C, laju pengosongan baterai D adalah 0.11C, dan laju pengosongan baterai lain antara 0,1C dan 0,11C. Setiap baterai memiliki tingkat redaman yang berbeda, yang akan menyebabkan ekspansi bertahap dan percepatan perbedaan dan keseragaman baterai. Demikian pula, selama pengisian, pengisian daya pada laju 0,1C, laju pengisian baterai D mencapai 0,11C, yang merupakan maksimum, dan tegangan batas pengisian tercapai terlebih dahulu. Melanjutkan pengisian daya akan memasuki kondisi pengisian berlebih, menyebabkan kerusakan lebih lanjut pada baterai D. Tingkat pengisian baterai lain Itu antara 0,1C dan 0,11C, dan perbedaan dalam tingkat pengisian akan memperburuk perbedaan dan konsistensi baterai, dan itu akan mempercepat. Baterai seperti itu pada akhirnya akan menghasilkan kapasitas efektif yang lebih kecil dan lebih kecil dan waktu pengosongan efektif yang lebih pendek setelah pengisian dan pengosongan berulang. Ada juga masalah serius dengan baterai penyimpanan energi berkapasitas -yang besar, yang merupakan risiko pelarian termal. Untuk baterai ini, jika pencegahan dan pengendalian yang efektif tidak dapat dilakukan, baterai D dapat menjadi baterai dengan suhu tertinggi selama proses pengisian dan pengosongan baterai. Jika kegagalan pelarian termal terjadi, baterai akan benar-benar dibuang, atau bahkan menyebabkan unit baterai gagal. Jika unit baterai dapat mempertahankan setiap baterai tanpa pengisian yang berlebihan dan pengosongan yang berlebihan selama operasi, kapasitas efektif dan waktu pengosongan baterai dapat dijamin, dan selalu dalam keadaan rusak alami. Betapa pentingnya untuk beroperasi dengan benar dan aman.
Untuk baterai D dalam contoh ini, jika arus pelepasan dapat dikurangi secara otomatis hingga di bawah 50A, seperti 47-48A, dan arus 2-3A yang tidak mencukupi secara otomatis disediakan oleh arus besar lainnya{{9 }}baterai berkapasitas, maka waktu pengosongan keseluruhan dapat melebihi 9 jam. Baterai lain mencapai akhir pengosongan bersama-sama, dan tidak terjadi pengosongan berlebih; Demikian pula, jika arus pengisian dapat secara otomatis dikurangi hingga di bawah 50A, seperti 47-48A, arus 2-3A yang tersisa akan secara otomatis ditransfer ke baterai lain dengan kapasitas besar, dan secara otomatis meningkatkan Arus pengisian baterai berkapasitas besar mencapai tegangan batas pengisian bersama-sama dengan baterai lain, sehingga tidak terjadi overdischarge. Terlihat bahwa arus ekualisasi harus mencapai lebih dari 5A untuk memenuhi persyaratan, terutama pada akhir pengisian dan pengosongan. Dari prinsip pemerataan, hanya equalizer baterai transfer yang bisa kompeten.
Saat ini, kemajuan teknologi penyeimbang baterai yang efektif sangat tidak seimbang, terutama dalam hal penyeimbangan arus dan efisiensi penyeimbangan. Meskipun beberapa solusi telah mengadopsi teknologi penyearah sinkron, arus penyeimbang maksimum sebagian besar terbatas pada kurang dari 5A, dan arus penyeimbangan kontinu hanya 1-3A. Tidak dibutuhkan. Karena perlu untuk mendukung pemerataan dua arah, efisiensi konversi arus biasanya tidak tinggi, dan masalah pemanasan sendiri di bawah arus pemerataan besar masih relatif menonjol. Kendala penting lainnya adalah biaya peralatan. Karena kebanyakan dari mereka menggunakan chip penyearah sinkron, biayanya meningkat banyak.
Teknologi penyeimbangan sel dengan efisiensi tinggi-
Saat ini, teknologi equalizer baterai transfer dinamis{{0}}berdaya, tinggi-efisiensi,-waktu, dan dinamis telah berhasil dikembangkan oleh Kamerad Zhou Baolin dari Biro Transportasi Daqing setelah bertahun-tahun. Dibutuhkan teknologi paten nasional (nomor paten 201220153997.0 dan 201520061849.X) sebagai inti, dan mengintegrasikan teknologi penyearah sinkron dua arah yang ditemukan sendiri-(paten diterapkan untuk: equalizer baterai waktu-bersifat transfer dengan fungsi penyearah sinkron dua arah, nomor aplikasi: 201710799424.2), yang merupakan teknologi penyearah sinkron dua arah yang tidak memerlukan chip penyearah sinkron, yang tidak hanya sangat mengurangi biaya peralatan, tetapi juga sangat meningkatkan keseimbangan arus dan efisiensi keseimbangan. Mencapai terobosan indikator teknikal berimbang, dengan karakteristik sebagai berikut:
1. Rentang arus keseimbangan besar. Arus pemerataan yang besar berarti kecepatan penyamaan sangat cepat, lihat tabel terlampir. Saat ini, equalizer baterai lithium yang disempurnakan telah menyadari bahwa hubungan antara arus penyeimbang dan perbedaan tegangan sekitar 1A/13mV. Misalnya, ketika perbedaan tegangan mencapai 130mV, arus pemerataan dapat mencapai sekitar 10A, yang sangat kondusif untuk pemerataan kecepatan tinggi-.
2. Efisiensi keseimbangan tinggi. Efisiensi ekuilibrium yang tinggi berarti lebih sedikit kehilangan daya, pemanfaatan yang lebih tinggi, dan kenaikan suhu peralatan yang lebih rendah, lihat Tabel 1.
3. Pemerataan dinamis waktu-nyata. Dalam keadaan statis paket baterai, perbedaan tegangan maksimum dalam paket dapat dikontrol dalam 10mV atau bahkan lebih kecil (tergantung pada pengaturan perbedaan tegangan referensi), dan masukkan status deteksi siaga daya mikro-, apakah paket baterai dalam keadaan pengisian atau dalam keadaan pengosongan, setelah perbedaan tegangan terdeteksi lebih besar dari perbedaan tegangan referensi, ia akan segera memasuki keadaan pemerataan kecepatan tinggi-. Keuntungan terbesar dari pemerataan dinamis waktu-nyata adalah waktu pemerataan efektif yang panjang, equalizer memiliki efisiensi tertinggi, dan teknologi pulsa uniknya memiliki pemeliharaan dan kapasitas baterai yang baik. Efek peningkatan telah diuji oleh aplikasi.
Menggunakan ekualiser sel-arus, efisiensi tinggi-yang tinggi dapat meminimalkan pengisian daya baterai yang berlebihan, pengosongan daya yang berlebihan, dan kegagalan pelarian termal. Bahkan jika pembusukan kapasitas baterai telah menjadi fakta bahwa konsistensi menjadi lebih buruk, itu dapat mengurangi kecepatan pembusukan dengan sangat baik. Dengan memaksa tegangan secara otomatis untuk menjaga konsistensi, ini juga dapat meningkatkan kapasitas efektif baterai sampai batas tertentu dan memperpanjang baterai. Siklus hidup khususnya secara signifikan mengurangi biaya perbaikan dan pemeliharaan.
Efek penggunaan sebenarnya: digunakan pada 24 senar tunggal 2V170Ah timbal-paket baterai asam timbal yang dikembalikan oleh pelanggan. Arus standar 17A digunakan untuk pengisian dan pemakaian. Jika tidak ada equalizer, waktu pengosongan maksimum setelah pengisian penuh adalah sekitar 3 jam. Selama pelepasan 3 baterai, panasnya serius, dan voltasenya sangat berlebihan. Nilai tegangan lebih rendah dari 0.5V, dan satu baterai -0.1 V, ada pembalikan polaritas, tegangan 21 baterai berkisar antara 1,8 hingga 2,0V, dan masih ada banyak daya yang belum dilepaskan; setelah menggunakan prototipe equalizer baterai dalam artikel ini, di bawah parameter pengisian dan pengosongan standar, setelah beberapa siklus pengisian dan pengosongan, waktu pengosongan secara bertahap diperpanjang hingga sekitar 5,5 jam, dan efisiensi ditingkatkan lebih dari 80 persen. Untuk tiga baterai terburuk, tegangan setelah pengosongan semuanya di atas 1,5V, dan tegangan pelepasan secara bertahap meningkat, terutama masalah panas yang serius di awal. Peningkatan besar, penurunan suhu sangat jelas, hanya tegangan 4 baterai sekitar 1.9V, sisa baterai sekitar 1.8V, daya baterai dilepaskan sepenuhnya dan efektif.
