Die Beziehung zwischen hocheffizienter Batterie-Equalizer-Technologie und Kaskaden-Energiespeicherbatterien
Die Batterieausgleichstechnologie kann die Lebensdauer des Batteriepakets verbessern und die Betriebszeit des Batteriepakets verlängern. Es eignet sich für Nickel--Metallhydrid-, 2-V-Blei---Akkus, Lithium-Batterien, 6-V-Blei--Säure, 12-V-Blei---Säure Batteriepakete und Superkondensatorpakete.
Leiterbatterie und Auswahl
Eine Sekundärbatterie bezieht sich auf eine Batterie, die verwendet wurde und ihre ursprünglich vorgesehene Lebensdauer erreicht hat und deren Kapazität durch andere Methoden vollständig oder teilweise wiederhergestellt wurde.
Im Allgemeinen beträgt die effektive Kapazität der Batterie nach 5 Jahren Gebrauch etwa 80 Prozent. Der natürliche Verfall der Batterie hat eine stabile Periode erreicht und kann als Batterie mit kleiner -Kapazität verwendet werden. Durch die parallele Verwendung einer bestimmten Anzahl von Batterien kann die verfügbare Kapazität um ein Vielfaches erhöht werden, was den Bedarf an Energiespeicherung und Stromversorgung vollständig erfüllt. ist der Grund für die Verwendung einer großen Anzahl paralleler Batterien zur Erhöhung der Batteriekapazität derselbe.
Nachdem ein Akkupack 5 Jahre lang verwendet wurde, sind die nutzbare Kapazität und die Akkulebensdauer erheblich verkürzt. Benutzer und Händler ersetzen es normalerweise als Ganzes. Wie jeder weiß, müssen nicht alle Batterien in einem Batteriepaket ausgetauscht werden, aber eine oder mehrere der Batterien weisen einen ernsthaften Kapazitätsverlust auf. Es betrifft den gesamten Akkupack. Bei mehreren solcher Akkupacks werden die stark gedämpften Akkus per Erkennung entfernt und andere Akkus können in einer Kaskade durch Kapazitätsteilung und Innenwiderstandserkennung wiederverwendet werden. Die Kaskadennutzung von Leistungsbatterien verlängert offensichtlich die Nutzungseffizienz und den Lebenszyklus von Batterien und verringert die durch Batterien verursachte Umweltverschmutzung. Sie gilt als zentrales Entwicklungsobjekt der Gegenwart und Zukunft.
Die Wiederverwendung von Power-Batterien ist ein wichtiges Glied bei der Bildung einer geschlossenen- Industriekette für Power-Batterien und hat einen wichtigen Wert für den Umweltschutz, die Ressourcenrückgewinnung und die Verbesserung des Gesamtlebenszykluswerts von Power-Batterien. Nach der Außerbetriebnahme können Power-Batterien nach Tests, Screening und Reorganisation immer noch in -Elektrofahrzeugen mit niedriger Geschwindigkeit, Notstromquellen, Stromspeichern und anderen Bereichen mit relativ guten Betriebsbedingungen und geringen Anforderungen an die Batterieleistung verwendet werden.
Mit der zunehmenden Förderung und Anwendung von Fahrzeugen mit neuer Energie wird jedes Jahr eine große Anzahl ausgedienter Batterien produziert, und das Konzept der Kaskadennutzung von Leistungsbatterien ist entstanden und hat weit verbreitete Aufmerksamkeit auf sich gezogen.
Die Verwendung von Echelon-Batterien kann die Nutzungsrate von Batterien verbessern und den Lebenszyklus von Batterien verlängern, was im Hinblick auf Energieeinsparung und Umweltschutz von großer Bedeutung ist, aber die Verwendung von Echelon-Batterien muss einige Dinge beachten:
1. Verwenden Sie so weit wie möglich Basiszellen wie 2-V-Einzel-Blei--Säurebatterien, verschiedene Lithiumbatterien, einschließlich Lithium-Eisenphosphat-Batterien, Lithium-Titanat-Batterien, ternäre Lithium-Batterien, Lithium-Kobaltoxid-Batterien und Lithium-Manganat Batterien. Warte ab. Batterien, die in Reihe mit mehreren Einheiten verpackt sind, wie 6-V-Blei--Säure-Batterien (3 2-V-Einheiten) und 12-V-Blei--Säure-Batterien (6 2-V-Einheiten), sind hauptsächlich nicht für die Kaskadennutzung geeignet weil das Innere dieser Batterien aus mehreren -Strängen besteht. Die Batterie selbst hat das Problem des Ungleichgewichts, das nicht extern gelöst werden kann.
2. Das Prinzip der Gruppierung von Batterien des gleichen Typs muss eingehalten werden. Die Batterien in der Gruppe müssen vom gleichen Typ sein, dh der Arbeitsspannungsbereich der Batterien muss gleich sein. Akkus mit unterschiedlichen Arbeitsspannungsbereichen können nicht im selben Akkupack vorkommen und sie können nicht gemischt werden, selbst wenn sie die gleiche Kapazität haben.
3. Wenn es die Bedingungen zulassen, sollten Kapazität, Spannung und Innenwiderstand gemessen werden, bevor das Batteriepaket zusammengebaut wird, und Batterien mit ähnlicher Kapazität und Innenwiderstand sollten so weit wie möglich ausgewählt werden, um die Ausdehnung von Konsistenzunterschieden während der Wiederverwendung zu reduzieren.
Da die Kapazität von Echelon-Batterien im Allgemeinen niedriger ist als die Nennkapazität, ist es zum Erreichen einer ausreichenden Kapazität erforderlich, eine größere Anzahl von Batterien zu verwenden, um die Auslegungskapazität durch geeignete Reihen- und Parallelschaltung zu erreichen, und muss entsprechend zusammengestellt werden zu den technischen Gegebenheiten.
Montagemethode 1: zuerst parallel und dann in Reihe, wie z. B. Batteriepakete für Elektrofahrzeuge mit dieser Methode.
Montagemethode 2: zuerst in Reihe und dann parallel, oft in Rechenzentren oder Computerräumen verwendet.
Beide Montagemethoden haben ihre eigenen Vor- und Nachteile und eignen sich für unterschiedliche Umgebungen:
Nachteile des Parallelschaltens zuerst und dann des Aneinanderreihens: Die Auswahl der Verbindungsleitungen und Stromschienen der Einheitsbatterie ist sehr wichtig, da es sonst zu Unterschieden bei der Batterieladung und -entladung kommt und ein individueller Batterieleckstrom (oder Fehler) eine parallele Einheit beeinträchtigt, die hat einen relativ großen Einfluss auf die Kapazität. Beeinflusst die Batterielebensdauer (Laufleistung); Vorteile: einfach zu verwalten, wenn Sie einen Batterie-Equalizer hinzufügen, wird nur ein Set (Set) benötigt.
Vorteile von zuerst seriell und dann parallel: einfacher Anschluss, einfache Wartung, schnelle Erkennung und Handhabung von defekten Batterien, einfache Wartung, Einheit Batteriekapazität in jedem Strang kann unterschiedlich sein, hohe Batterienutzungsrate, Kapazität (Leistung) kann beliebig erweitert werden, erhöhen Backup-Zeit, Verbesserung der Zuverlässigkeit, besonders geeignet für Rechenzentren; Nachteile: Wenn Sie Batterie-Equalizer hinzufügen, sind mehrere Sätze (Sets) erforderlich.
4. Die folgenden Batterien können nicht wiederverwendet werden: Eine davon ist eine Batterie mit einem großen Leckstrom (oder einer hohen -Selbstentladungsrate); die andere ist eine Batterie, deren Aussehen deformiert ist, wie z. B. eine aufgeblähte Schale; das dritte ist eine Batterie, die ausläuft.
Echelon-Zellen-Balance
Auch wenn die Überprüfung von Echelon-Batterien sehr streng ist, ist es schwierig, die Konsistenz von Batterien sicherzustellen. Selbst wenn Batterien mit ausgezeichneter Konsistenz zusammengebaut werden, gibt es nach Dutzenden von Lade- und Entladezyklen immer noch Unterschiede in unterschiedlichem Ausmaß, und dieser Unterschied ändert sich mit der Verwendung. Die Verlängerung der Zeit nimmt allmählich zu und die Konsistenz wird immer schlechter. Es ist offensichtlich, dass die Spannungsdifferenz zwischen den Batterien allmählich zunimmt und die effektive Lade- und Entladezeit immer kürzer wird. Eine große Anzahl von Testdaten ergab, dass das Batteriepaket mit schlechter Konsistenz die folgenden Eigenschaften aufweist:
1. Die Spannung der Einheitszelle ist offensichtlich ungleichmäßig und unregelmäßig verteilt;
2. Die Restkapazität der Gerätebatterie weist eine unregelmäßige diskrete Verteilung auf;
3. Der Innenwiderstand der Elementarzelle weist ebenfalls eine unregelmäßige diskrete Verteilung auf.
Durch weitere Statistiken zu den Erkennungsdaten wird festgestellt, dass der größte Killer des Batterieungleichgewichts ist:
1. Der Temperaturunterschied der Batterie, die Installation des Batteriepacks ist normalerweise dicht und die Batterietemperatur jedes Teils ist unterschiedlich, was sich auf die Konsistenz der Batterie auswirkt und den Unterschied zwischen den Batterien beschleunigt.
2. Starkes Laden und Entladen, um die Ausdehnung von Unterschieden zwischen Batterien zu beschleunigen;
Die Kapazität des Energiespeicher-Batteriepacks ist sehr groß. Nehmen Sie als Beispiel den nominalen 5{9}}0Ah-Akkupack. Unter der Annahme, dass die Differenz zwischen der maximalen Kapazität und der minimalen Kapazität der Batterie 50Ah beträgt und die Differenz zwischen anderen Batterien zwischen 5 und 10Ah liegt, beträgt die maximale effektive Entladung des Systems The Die Kapazität beträgt 450Ah (vorläufig als D-Batterie nummeriert, siehe unten). Unter der Annahme, dass der Entladestrom 50A beträgt, beträgt die theoretische maximale Entladezeit etwa 9 Stunden. Nach dieser Zeit erreicht die D-Batterie die Entladeschlussspannung-und geht in den Über--Entladungszustand über. Wenn es sich weiter entlädt, wird es die D-Batterie ernsthaft beschädigen und ihre maximale effektive Kapazität wird stark abnehmen, wodurch die maximale effektive Kapazität des Batteriepacks weiter reduziert wird. Es gibt auch ein Problem der Entladungsrate. Die Entladerate der Batterie mit der größten Kapazität beträgt 0,1 C, die Entladerate der D-Batterie beträgt 0,11 C, und die Entladerate anderer Batterien liegt zwischen 0,1 C und 0,11 C. Jede Batterie hat einen anderen Dämpfungsgrad, was zu einer allmählichen Ausdehnung und Beschleunigung der Unterschiede und Gleichförmigkeit der Batterien führt. In ähnlicher Weise wird während des Ladevorgangs mit einer Rate von 0,1 C geladen, die Laderate der D-Batterie erreicht 0,11 C, was das Maximum ist, und die Ladegrenzspannung wird zuerst erreicht. Das Fortsetzen des Ladens führt zu einem Überladungszustand, der weitere Schäden an der D-Batterie verursacht. Die Laderate anderer Batterien Es liegt zwischen 0,1 ° C und 0,11 ° C, und der Unterschied in der Laderate verschlimmert den Unterschied und die Konsistenz der Batterie und beschleunigt sie. Ein solches Batteriepaket wird nach wiederholtem Laden und Entladen schließlich zu einer immer kleineren effektiven Kapazität und einer kürzeren effektiven Entladezeit führen. Es gibt auch ein ernsthaftes Problem mit dem Energiespeicher-Akkupaket mit großer -Kapazität, nämlich das Risiko eines thermischen Durchgehens. Wenn bei diesem Batteriepaket keine wirksame Vorbeugung und Kontrolle durchgeführt werden kann, kann die D-Batterie die Batterie mit der höchsten Temperatur während des Lade- und Entladevorgangs des Batteriepakets werden. Wenn ein thermisches Durchgehen auftritt, wird die Batterie vollständig verschrottet oder verursacht sogar den Ausfall des Batteriepacks. Wenn das Batteriepack jede Batterie ohne Überladung und Tiefentladung während des Betriebs aufrechterhalten kann, können die effektive Kapazität und Entladezeit des Batteriepacks garantiert werden, und es befindet sich immer in einem Zustand des natürlichen Verfalls. Wie wichtig es ist, richtig und sicher zu arbeiten.
Wenn für die D-Batterie in diesem Beispiel der Entladestrom automatisch auf unter 50 A reduziert werden kann, z }}Kapazitätsbatterien, dann kann die Gesamtentladezeit 9 Stunden überschreiten. Andere Batterien erreichen gemeinsam das Ende der Entladung, und es tritt keine Tiefentladung auf; Wenn der Ladestrom automatisch auf unter 50 A reduziert werden kann, z. B. 47-48 A, wird der verbleibende Strom von 2-3 A automatisch auf andere Batterien mit großer Kapazität übertragen und automatisch erhöht. Der Ladestrom der Batterie mit großer Kapazität erreicht die Ladegrenzspannung zusammen mit anderen Batterien, damit keine Tiefentladung auftritt. Es ist ersichtlich, dass der Ausgleichsstrom mehr als 5 A erreichen muss, um die Anforderungen zu erfüllen, insbesondere am Ende des Ladens und Entladens. Aus dem Ausgleichsprinzip kann nur der Transferbatterie-Equalizer kompetent sein.
Derzeit ist der Fortschritt einer effektiven Batterieausgleichstechnologie sehr unausgewogen, insbesondere in Bezug auf Ausgleichsstrom und Ausgleichseffizienz. Obwohl einige Lösungen die synchrone Gleichrichtungstechnologie übernommen haben, ist der maximale Ausgleichsstrom meistens auf weniger als 5 A begrenzt und der kontinuierliche Ausgleichsstrom beträgt nur 1- 3 A. Das ist nicht nötig. Da es notwendig ist, einen bidirektionalen Ausgleich zu unterstützen, ist die Stromumwandlungseffizienz normalerweise nicht hoch, und das Selbsterwärmungsproblem bei einem großen Ausgleichsstrom ist immer noch relativ stark ausgeprägt. Ein weiteres wichtiges Hindernis sind die Kosten für die Ausrüstung. Da die meisten von ihnen Synchrongleichrichterchips verwenden, steigen die Kosten stark an.
Hocheffiziente Zellausgleichstechnologie-
Gegenwärtig wurde von Genosse Zhou Baolin vom Daqing Transportation Bureau erfolgreich eine hoch{{0}}leistungsstarke, hoch-effiziente, dynamische-Echtzeit-Transfer-Batterieausgleichstechnologie entwickelt viele Jahre. Es nimmt die nationale Patenttechnologie (Patentnummer 201220153997.0 und 201520061849.X) als Kern und integriert die selbst-erfundene bidirektionale Synchrongleichrichtungstechnologie (zum Patent angemeldet: ein Echtzeit-Batterieausgleich vom Übertragungstyp-). mit bidirektionaler Synchrongleichrichtungsfunktion, Anwendungsnummer: 201710799424.2), einer bidirektionalen Synchrongleichrichtungstechnologie, die keinen Synchrongleichrichterchip benötigt, was nicht nur die Gerätekosten erheblich reduziert, sondern auch den Ausgleichsstrom und die Ausgleichseffizienz erheblich verbessert. Erzielte Durchbrüche bei ausgewogenen technischen Indikatoren mit den folgenden Merkmalen:
1. Der Ausgleichsstrombereich ist groß. Ein großer Ausgleichsstrom bedeutet, dass die Ausgleichsgeschwindigkeit sehr schnell ist, siehe beigefügte Tabelle. Gegenwärtig hat der verbesserte Lithiumbatterie-Equalizer erkannt, dass die Beziehung zwischen dem Ausgleichsstrom und der Spannungsdifferenz etwa 1A/13mV beträgt. Wenn beispielsweise die Spannungsdifferenz 130 mV erreicht, kann der Ausgleichsstrom etwa 10 A erreichen, was besonders für einen Hochgeschwindigkeitsausgleich förderlich ist.
2. Hohe Balance-Effizienz. Ein hoher Gleichgewichtswirkungsgrad bedeutet weniger Leistungsverlust, höhere Auslastung und geringeren Temperaturanstieg der Geräte, siehe Tabelle 1.
3. Dynamischer -Echtzeitausgleich. Im statischen Zustand des Batteriepakets kann die maximale Spannungsdifferenz im Paket innerhalb von 10 mV oder sogar kleiner (abhängig von der Einstellung der Referenzspannungsdifferenz) gesteuert werden und in den Mikro--Standby-Erkennungszustand übergehen, Unabhängig davon, ob sich der Akku im Ladezustand oder im Entladezustand befindet, sobald erkannt wird, dass die Spannungsdifferenz größer als die Referenzspannungsdifferenz ist, wechselt er sofort in den Hochgeschwindigkeitsausgleichszustand-. Der größte Vorteil des -dynamischen Ausgleichs in Echtzeit besteht darin, dass die effektive Ausgleichszeit lang ist, der Equalizer die höchste Effizienz hat und seine einzigartige Impulstechnologie eine gute Wartung und Kapazität für die Batterie bietet. Der Verbesserungseffekt wurde von der Anwendung getestet.
Die Verwendung eines hoch-stromstarken, hoch-effizienten Zellen-Equalizers kann Überladung, Tiefentladung und thermisches Durchgehen der Batterie minimieren. Auch wenn der Kapazitätsabfall des Akkupacks dadurch geworden ist, dass die Konsistenz schlechter geworden ist, kann er die Abbaugeschwindigkeit sehr gut reduzieren. Indem die Spannung automatisch gezwungen wird, die Konsistenz aufrechtzuerhalten, kann sie auch die effektive Kapazität des Batteriepacks bis zu einem gewissen Grad verbessern und die Lebensdauer des Batteriepacks verlängern. Insbesondere die Lebensdauer reduziert Reparatur- und Wartungskosten erheblich.
Tatsächlicher Nutzungseffekt: Wird für 24 Reihen einzelner 2V170Ah-Blei--Akkus verwendet, die von Kunden zurückgegeben werden. Zum Laden und Entladen wird der Standardstrom von 17A verwendet. Ohne Equalizer beträgt die maximale Entladezeit nach vollständiger Aufladung etwa 3 Stunden. Während der Entladung von 3 Batterien ist die Hitze schwerwiegend und die Spannung wird stark überentladen. Der Spannungswert ist niedriger als 0,5 V, und eine Batterie ist -0,1 V, es gibt eine Polaritätsumkehrung, die Spannung von 21 Batterien reicht von 1,8 bis 2,0 V, und es gibt immer noch eine viel Kraft, die nicht freigesetzt wurde; Nach der Verwendung des Batterie-Equalizer-Prototyps in diesem Artikel wird die Entladezeit unter den Standard-Lade- und Entladeparametern nach mehreren Lade- und Entladezyklen allmählich auf etwa 5,5 Stunden verlängert und die Effizienz um mehr als 80 Prozent verbessert. Bei den drei schlechtesten Batterien liegt die Spannung nach dem Entladen alle über 1,5 V, und die Entladespannung steigt allmählich an, insbesondere das Problem der starken Hitze am Anfang. Große Verbesserung, der Temperaturabfall ist sehr offensichtlich, nur die Spannung von 4 Batterien beträgt ca. 1,9 V, der Rest der Batterien beträgt ca. 1,8 V, die Batterieleistung wird vollständig und effektiv freigesetzt.
