Tehokkaan akun taajuuskorjaintekniikan ja kaskadienergian varastointiparistojen välinen suhde
Akun tasapainotustekniikka voi parantaa akun käyttöikää ja pidentää akun käyttöikää. Se soveltuu suurikapasiteettisille nikkelimetallihydridille, 2 V: n lyijyakuille, litiumparistoille, 6 V: n lyijyhapolle, 12 V: n lyijyhappoakuille ja superkondensaattoripakkauksille.
Tikkaat akku ja valinta
Toissijainen akku viittaa akkuun, jota on käytetty ja joka on saavuttanut alkuperäisen suunnitteluaikansa, ja sen kapasiteetti on palautettu kokonaan tai osittain muilla menetelmillä.
Yleensä akun tehollinen kapasiteetti 5 vuoden käytön jälkeen on noin 80%. Akun luonnollinen hajoaminen on siirtynyt vakaaseen aikaan, ja sitä voidaan käyttää pienikapasiteettisena akuna. Tietyn akkumäärän rinnakkaisen käytön avulla käytettävissä olevaa kapasiteettia voidaan lisätä useita kertoja, mikä vastaa täysin energian varastoinnin ja tehon tarpeita. , syy käyttää suurta määrää rinnakkaisia paristoja akun kapasiteetin lisäämiseksi on sama.
Kun akkua on käytetty 5 vuotta, käyttökelpoinen kapasiteetti ja akun käyttöikä lyhenevät merkittävästi. Käyttäjät ja jälleenmyyjät korvaavat sen yleensä kokonaisuutena. Kuten kaikki tietävät, kaikkia akun paristoja ei tarvitse vaihtaa, mutta yhdellä tai useammalla paristolla on vakava kapasiteetin heikkeneminen. Se vaikuttaa koko akkuun. Jos tällaisia akkuja on useita, vakavasti heikennetyt paristot poistetaan havaitsemalla, ja muita paristoja voidaan käyttää uudelleen kaskadissa kapasiteetin jakamisen ja sisäisen vastuksen havaitsemisen avulla. Sähköakkujen kaskadikäyttö pidentää selvästi akkujen käyttötehokkuutta ja elinkaarta ja vähentää akkujen aiheuttamaa ympäristön pilaantumista. Se tunnetaan keskeisenä kehityskohteena tällä hetkellä ja tulevaisuudessa.
Sähköakun uudelleenkäyttö on keskeinen linkki suljetun kierron akkuteollisuuden ketjun muodostamisessa, ja sillä on tärkeä arvo ympäristönsuojelussa, resurssien talteenotossa ja virta-akkujen koko elinkaariarvon parantamisessa. Käytöstäpoiston jälkeen sähköakkuja voidaan edelleen käyttää pieninopeuksisissa sähköajoneuvoissa, varavirtalähteissä, virranvarastoinnissa ja muilla aloilla, joilla on suhteellisen hyvät käyttöolosuhteet ja alhaiset akun suorituskykyvaatimukset testauksen, seulonnan ja uudelleenjärjestelyn jälkeen.
Uusien energiaajoneuvojen lisääntyvän myynninedistämisen ja soveltamisen myötä tuotetaan vuosittain suuri määrä käytöstä poistettuja akkuja, ja sähköakkujen kaskadikäytön käsite on syntynyt ja herättänyt laajaa huomiota.
Echelon-akkujen käyttö voi parantaa akkujen käyttöastetta ja pidentää akkujen elinkaarta, mikä on erittäin tärkeää energiansäästön ja ympäristönsuojelun kannalta, mutta echelon-akkujen käytössä on kiinnitettävä huomiota joihinkin asioihin:
1. Käytä mahdollisimman paljon perusyksikkökennoja, kuten 2 V: n yksittäisiä lyijyakkuja, erilaisia litiumparistoja, mukaan lukien litium-rautafosfaattiparistot, litiumtitaaniakut, kolmen kuukauden litiumparistot, litiumkobolttioksidiparistot ja litiummanganaattiparistot. Odota. Paristot, jotka on pakattu sarjaan, jossa on useita yksiköitä, kuten 6V lyijyakut (3 2 V yksikköä) ja 12 V lyijyakut (6 2 V yksikköä), eivät sovellu kaskadikäyttöön, lähinnä siksi, että näiden paristojen sisätilat ovat monikäyttöisiä Itse akulla on epätasapaino-ongelma, jota ei voida ratkaista ulkoisesti.
2. Samantyyppisten paristojen ryhmittelyn periaatetta on noudatettava. Ryhmän paristojen on oltava samantyyppisiä, eli paristojen käyttöjännitealueen on oltava sama. Paristot, joilla on eri käyttöjännitealueet, eivät voi näkyä samassa akussa, eikä niitä voi sekoittaa, vaikka niillä olisi sama kapasiteetti.
3. Jos olosuhteet sen sallivat, kapasiteetti, jännite ja sisäinen vastus on mitattava ennen akun kokoamista, ja akut, joilla on samanlainen kapasiteetti ja sisäinen vastus, on valittava mahdollisimman paljon johdonmukaisuuserojen laajenemisen vähentämiseksi uudelleenkäytön aikana.
Koska echelon-akkujen kapasiteetti on yleensä pienempi kuin nimelliskapasiteetti, riittävän kapasiteetin saamiseksi on tarpeen käyttää suurempaa määrää paristoja suunnittelukapasiteetin saavuttamiseksi sopivan sarjan ja rinnakkaisliitännän avulla, joten se on koottava teknisten olosuhteiden mukaisesti.
Kokoonpanomenetelmä 1: ensin rinnakkain ja sitten sarjassa, kuten tätä menetelmää käyttävien sähköajoneuvojen akut.
Kokoonpanomenetelmä 2: ensin sarjassa ja sitten rinnakkain, jota käytetään usein datakeskuksissa tai tietokonehuoneissa.
Molemmilla kokoonpanomenetelmillä on omat etunsa ja haittansa, ja ne soveltuvat erilaisiin ympäristöihin:
Ensin yhdensuuntaamisen ja sitten merkkijonon haitat: yksikön akkuliitäntälinjojen ja väyläpalkkien valinta on erittäin tärkeää, muuten se aiheuttaa eroja akun latauksessa ja purkautumisessa, ja yksittäinen akun vuotovirta (tai vika) vaikuttaa rinnakkaiseen yksikköön, jolla on suhteellisen suuri vaikutus kapasiteettiin. Vaikuttaa akun kestoon (mittarilukema); edut: helppo hallita, jos lisäät akun taajuuskorjaimen, tarvitaan vain yksi sarja (sarja).
Sarjan edut ensin ja sitten rinnakkain: helppo liitäntä, helppo huolto, viallisten paristojen nopea havaitseminen ja käsittely, helppo huolto, yksikön akun kapasiteetti kussakin merkkijonossa voivat olla erilaisia, korkea akun käyttöaste, kapasiteetti (teho) voidaan mielivaltaisesti laajentaa, lisätä varmuuskopiointiaikaa, parantaa luotettavuutta, erityisesti sopii datakeskuksille; Haitat: Jos lisäät akun taajuuskorjaimia, tarvitaan useita sarjoja (sarjoja).
4. Seuraavia paristoja ei voi käyttää uudelleen: yksi on akku, jolla on suuri vuotovirta (tai korkea itsepurkautumisnopeus); toinen on akku, jonka ulkonäkö on epämuodostunut, kuten turvonnut kuori; kolmas on akku, joka vuotaa.
Echelon-solun tasapaino
Vaikka echelon-akkujen seulonta on erittäin tiukka, akkujen johdonmukaisuutta on vaikea varmistaa. Vaikka erinomaisen konsistenssiiset paristot kootaan yhteen, kymmenien lataus- ja purkausjaksojen jälkeen on silti eroja vaihtelevassa määrin, ja tämä ero muuttuu käytön myötä. Ajan pidentyminen kasvaa vähitellen, ja johdonmukaisuus pahenee ja pahenee. On selvää, että akkujen välinen jänniteero kasvaa vähitellen, ja tehokas lataus- ja purkausaika lyhenee ja lyhenee. Suuri määrä testitietoja havaitsi, että huonolla johdonmukaisuudella varustetulla akulla on seuraavat ominaisuudet:
1. Yksikkökennon jännite on selvästi epätasainen ja epäsäännöllisesti jakautunut;
2. Laitteen akun jäännöskapasiteetti aiheuttaa epäsäännöllisen erillisen jakautumisen;
3. Yksikkösolun sisäinen vastus aiheuttaa myös epäsäännöllisen erillisen jakautumisen.
Havaitsemistietoja koskevien lisätilastojen avulla havaitaan, että suurin akun epätasapainon tappaja on:
1. Akun lämpötilaero, akun asennus on yleensä tiheä, ja kunkin osan akun lämpötila on erilainen, mikä vaikuttaa akun johdonmukaisuuteen ja nopeuttaa paristojen välistä eroa;
2. Vakava lataus ja tyhjennys akkujen välisten erojen laajenemisen nopeuttamiseksi;
Energian varastointiakun kapasiteetti on erittäin suuri. Otetaan esimerkiksi nimellinen 500 Ah: n akku. Olettaen, että akun enimmäiskapasiteetin ja vähimmäiskapasiteetin välinen ero on 50Ah ja muiden akkujen välinen ero vaihtelee välillä 5 - 10Ah, järjestelmän suurin tehokas purkautumisaika Kapasiteetti on 450Ah (alustavasti numeroitu D-akuksi, sama alla), olettaen, että purkausvirta on 50A, teoreettinen enimmäispurkausaika on noin 9h. Tämän jälkeen D-akku saavuttaa purkauskatkaisujännitteen ja siirtyy ylipurkaustilaan. Jos se jatkaa purkautumistaan, se vahingoittaa vakavasti D-akkua, ja sen suurin tehokas kapasiteetti vähenee jyrkästi, mikä vähentää entisestään akun tehokasta enimmäiskapasiteettia. Ongelmana on myös vastuuvapauden määrä. Suurimman kapasiteetin akun purkausnopeus on 0,1C, D-akun purkausnopeus on 0,11C ja muiden paristojen purkausnopeus on välillä 0,1C - 0,11C. Jokaisella akulla on erilainen vaimennusaste, mikä johtaa paristojen erojen ja yhtenäisyyden asteittaiseen laajenemiseen ja kiihtymiseen. Samoin latauksen aikana, lataa nopeudella 0.1C, D-akun latausnopeus saavuttaa 0.11C, joka on maksimissaan, ja latausrajajännite saavutetaan ensin. Latauksen jatkaminen siirtyy ylilataustilaan, mikä vahingoittaa D-akkua entisestään. Muiden akkujen latausnopeus Se on välillä 0.1C ja 0.11C, ja latausnopeuden ero pahentaa akun eroa ja johdonmukaisuutta, ja se kiihtyy. Tällainen akku johtaa lopulta pienempään ja pienempään tehokkaaseen kapasiteettiin ja lyhyempään tehokkaaseen purkausaikaan toistuvan latauksen ja purkamisen jälkeen. Suurikapasiteettisessa energianvarastointikussa on myös vakava ongelma, joka on lämpöpakon riski. Jos tämän akun tehokasta ehkäisyä ja hallintaa ei voida suorittaa, D-akusta voi tulla akku, jonka lämpötila on korkein akun lataus- ja purkuprosessin aikana. Jos tapahtuu terminen karkaamisvika, akku romuttuu kokonaan tai jopa aiheuttaa akun vikaantumisen. Jos akku pystyy ylläpitämään jokaisen akun ilman ylilatausta ja ylilatausta käytön aikana, akun tehokas kapasiteetti ja purkausaika voidaan taata, ja se on aina luonnollisessa rappeutumistilassa. Kuinka tärkeää on toimia oikein ja turvallisesti.
Jos tässä esimerkissä D-akulle purkausvirta voidaan automaattisesti pienentää alle 50A: iin, kuten 47-48A, ja muut suuren kapasiteetin akut tarjoavat automaattisesti riittämättömän 2-3A-virran, kokonaispurkausaika voi ylittää 9 tuntia. Muut paristot saavuttavat purkauksen pään yhdessä, eikä ylivuotoa tapahdu; Vastaavasti, jos latausvirta voidaan automaattisesti pienentää alle 50A: iin, kuten 47-48A, jäljellä oleva 2-3A-virta siirretään automaattisesti muihin akkuihin, joilla on suuri kapasiteetti, ja lisää automaattisesti Suuren kapasiteetin akun latausvirta saavuttaa latausrajajännitteen yhdessä muiden akkujen kanssa, jotta ylikuormitusta ei tapahdu. Voidaan nähdä, että tasoitusvirran on saavutettava yli 5A vaatimusten täyttämiseksi, erityisesti latauksen ja purkamisen lopussa. Taajuuskorjauksen periaatteesta vain siirtoakun taajuuskorjain voi olla pätevä.
Tällä hetkellä tehokkaan akun tasapainotustekniikan edistyminen on hyvin epätasapainoista, erityisesti virran tasapainottamisen ja tasapainotustehokkuuden osalta. Vaikka joissakin ratkaisuissa on otettu käyttöön synkroninen korjaustekniikka, suurin tasapainotusvirta on enimmäkseen rajoitettu alle 5A: han, ja jatkuva tasapainotusvirta on vain 1-3A. Ei tarvitse. Koska on tarpeen tukea kaksisuuntaista tasausta, nykyinen muuntotehokkuus ei yleensä ole korkea, ja itselämmitysongelma suuren taajuuskorjainvirran alla on edelleen suhteellisen näkyvä. Toinen tärkeä este on laitteiden kustannukset. Koska suurin osa niistä käyttää synkronisia tasasuuntaussiruja, kustannukset kasvavat paljon.
Tehokas solujen tasapainotustekniikka
Tällä hetkellä Daqing Transportation Bureaun toveri Zhou Baolin on menestyksekkäästi kehittänyt tehokkaan, tehokkaan, reaaliaikaisen, dynaamisen akun taajuuskorjaintekniikan monien vuosien jälkeen. Se ottaa ytimeksi kansallisen patenttiteknologian (patenttinumerot 201220153997.0 ja 201520061849.X) ja integroi itse keksityn kaksisuuntaisen kaksisuuntaisen synkronisen korjaustekniikan (patenttihakemus: siirtotyypin reaaliaikainen akun taajuuskorjain kaksisuuntaisella synkronisella oikaisutoiminnolla, sovellusnumero: 201710799424.2), joka on kaksisuuntainen synkroninen korjaustekniikka, joka ei vaadi synkronista tasasuuntauspiiriä, joka ei vain vähennä huomattavasti laitteistokustannukset, mutta myös parantaa huomattavasti tasapainovirtaa ja tasapainotehokkuutta. Saavutetut läpimurrot tasapainoisissa teknisissä indikaattoreissa, joilla on seuraavat ominaisuudet:
1. Tasapainovirta-alue on suuri. Suuri taajuuskorjainvirta tarkoittaa, että taajuuskorjainnopeus on erittäin nopea, katso liitteenä oleva taulukko. Tällä hetkellä parannettu litiumpariston taajuuskorjain on ymmärtänyt, että taajuuskorjaimen ja jänniteeron välinen suhde on noin 1A / 13 mV. Esimerkiksi, kun jänniteero saavuttaa 130 mV, taajuuskorjainvirta voi nousta noin 10A: iin, mikä on erityisen suotuisaa nopean tasauksen kannalta.
2. Korkea tasapainotehokkuus. Korkea tasapainohyötysuhde tarkoittaa vähemmän tehohäviötä, suurempaa käyttöastetta ja laitteiden alhaisempaa lämpötilan nousua, katso taulukko 1.
3. Reaaliaikainen dynaaminen taajuuskorjain. Akun staattisessa tilassa pakkauksen suurinta jänniteeroa voidaan säätää 10 mV: n sisällä tai jopa pienemmässä (riippuen vertailujänniteeron asetuksesta) ja syöttää mikrotehon valmiustilan tunnistustilaan riippumatta siitä, onko akku lataustilassa vai purkaustilassa, kun jänniteeron havaitaan olevan suurempi kuin viitejännitemarginaaliero, se tulee nopeiden taajuuskorjainten tilaan välittömästi. Reaaliaikaisen dynaamisen taajuuskorjauksen suurin etu on, että tehokas tasoitusaika on pitkä, taajuuskorjaimella on suurin tehokkuus ja sen ainutlaatuisella pulssitekniikalla on hyvä huolto ja kapasiteetti akulle. Sovellus on testannut parannusvaikutuksen.
Suuren virran ja tehokkaan kennon taajuuskorjaimen käyttö voi minimoida akun ylilatauksen, ylikuormituksen ja termiset karkaamisvirheet. Vaikka akun kapasiteetin hajoamisesta on tullut se tosiasia, että johdonmukaisuus on pahentunut, se voi vähentää hajoamisnopeutta erittäin hyvin. Pakottamalla jännitteen automaattisesti johdonmukaisuuden ylläpitämiseksi se voi myös parantaa akun tehokasta kapasiteettia tietyssä määrin ja pidentää akkua. Erityisesti elinkaariaika vähentää merkittävästi korjaus- ja huoltokustannuksia.
Todellinen käyttövaikutus: käytetään 24 merkkijonoon yksittäisiä 2V170Ah lyijyakkuja, jotka asiakkaat palauttavat. Tavallista 17A-virtaa käytetään lataamiseen ja purkamiseen. Jos taajuuskorjainta ei ole, enimmäispurkausaika täyden latauksen jälkeen on noin 3 tuntia. 3 pariston purkautumisen aikana lämpö on vakava, ja jännite on vakavasti ylikuormitettu. Jännitearvo on alle 0,5 V, ja yksi akku on -0,1 V, napaisuuden kääntyminen on olemassa, 21 pariston jännite vaihtelee välillä 1,8 - 2,0 V, ja virtaa on vielä paljon, jota ei ole vapautettu; kun olet käyttänyt akun taajuuskorjaimen prototyyppiä tässä artikkelissa, vakiolataus- ja purkausparametrien alla useiden lataus- ja purkausjaksojen jälkeen purkausaikaa pidennetään vähitellen noin 5,5 tuntiin, ja tehokkuus paranee yli 80%. Kolmen pahimman akun jännite purkauksen jälkeen on kaikki yli 1,5 V, ja purkausjännite nousee vähitellen, erityisesti vakavan lämmön ongelma alussa. Suuri parannus, lämpötilan lasku on hyvin ilmeinen, vain 4 pariston jännite on noin 1.9 V, loput akut ovat noin 1.8 V, akun virta vapautuu kokonaan ja tehokkaasti.
