Einführung in die Anwendung der hocheffizienten Batterie-Equalizer-Technologie in Leiter-Energiespeicherbatterien -Lithium-Ionen-Batterie-Ausrüstung
Die Batterieausgleichstechnologie kann die Lebensdauer des Akkupacks verbessern und die Nutzungsdauer des Akkupacks verlängern. Es eignet sich für Nickel-Metallhydrid-Batterien mit großer Kapazität, 2-V-Blei-Säure-Batterien, Lithium-Ionen-Batterien, 6-V-Blei-Säure-Batterien, 12-V-Blei-Säure-Batterien und andere Batteriepacks sowie Superkondensator-Packs.
Leiterbatterien und Auswahl
Leiterbatterien beziehen sich auf Batterien, die verwendet wurden und ihre ursprüngliche Lebensdauer erreicht haben und deren Kapazität durch andere Methoden zur weiteren Verwendung vollständig oder teilweise wiederhergestellt wurde.
Im Allgemeinen liegt die effektive Kapazität einer Batterie nach 5 Jahren Nutzung bei ca. 80%. Die natürliche Dämpfung der Batterie ist in eine stabile Phase eingetreten, und sie kann als Batterie mit geringer Kapazität verwendet werden. Durch den parallelen Einsatz einer bestimmten Anzahl von Batterien kann die verfügbare Kapazität um ein Vielfaches erhöht werden, wodurch der Energiespeicher- und Strombedarf vollständig gedeckt wird. Dies steht im Einklang mit dem Ziel, die Batterielebensdauer von Elektrofahrzeugen zu erhöhen. Der Grund für die Verwendung einer großen Anzahl paralleler Batterien zur Erhöhung der Batteriekapazität ist derselbe. (Lithium-Ionen-Batterie-Ausrüstung)
Nachdem ein Batteriepack 5 Jahre lang verwendet wurde, verkürzen sich die verfügbare Kapazität und die Batterielebensdauer erheblich. Anwender und Händler tauschen in der Regel den gesamten Akku aus. Allerdings müssen nicht alle Batterien in einem Akkupack ausgetauscht werden, aber die Kapazität einer oder weniger Batterien hat stark abgenommen. Es wirkt sich auf den gesamten Akku aus. Wenn es mehrere solcher Batteriepacks gibt, können die stark gedämpften Batterien durch Detektion eliminiert werden, und andere Batterien können durch Kapazitätsklassifizierung und Innenwiderstandserkennung in Reihe wiederverwendet werden. Die sequentielle Nutzung von Power-Lithium-Batterien kann die Effizienz und Lebensdauer von Batterien erheblich verlängern und die durch Batterien verursachte Umweltbelastung reduzieren. Es wird als ein wichtiges Entwicklungsziel für die Gegenwart und die Zukunft gepriesen.
Die Wiederverwendung von Lithiumbatterien ist ein wichtiges Glied bei der Bildung eines geschlossenen Kreislaufs in der Industriekette für Lithiumbatterien. Es hat einen wichtigen Wert für den Umweltschutz, das Ressourcenrecycling und die Verbesserung des gesamten Lebenszykluswerts von Lithiumbatterien. Nach dem Testen, Prüfen und Reorganisieren können ausgemusterte Lithiumbatterien immer noch in Bereichen wie Elektrofahrzeugen mit niedriger Geschwindigkeit, Notstromversorgungen und elektrischen Energiespeichern eingesetzt werden, die relativ gute Betriebsbedingungen aufweisen und geringe Anforderungen an die Batterieleistung stellen.
Da die Förderung und Anwendung von Fahrzeugen mit neuer Energie weiter zunimmt, wird jedes Jahr eine große Anzahl von ausgemusterten Batterien erscheinen, und das Konzept der Staffelnutzung von Lithiumbatterien ist entstanden und hat breite Aufmerksamkeit erhalten.
Durch den Einsatz von Kaskadenbatterien kann die Auslastung der Batterie verbessert und die Lebensdauer der Batterie verlängert werden. Es ist von großer Bedeutung für die Energieeinsparung und den Umweltschutz. Es gibt jedoch einige Dinge, die bei der Verwendung von Kaskadenbatterien beachtet werden müssen:
1. Verwenden Sie so oft wie möglich Basisbatterien (Zellen), wie z. B. 2-V-Blei-Säure-Einzelbatterien, verschiedene Lithium-Ionen-Batterien, einschließlich Lithium-Eisenphosphat-Batterien, Lithium-Titanat-Batterien, ternäre Lithium-Ionen-Batterien und Lithium-Kobaltoxid-Batterien. , Lithium-Manganat-Batterien usw. Batterien, die mit mehreren in Reihe geschalteten Einheiten verpackt sind, wie z. B. 6-V-Blei-Säure-Batterien (drei 2-V-Einheiten) und 12-V-Blei-Säure-Batterien (sechs 2-V-Einheiten), sind nicht für den Einsatz in Staffeln geeignet, vor allem, weil diese Batterien mehrere Stränge im Inneren haben. Die Batterie selbst hat Unwuchtprobleme, die nicht extern gelöst werden können.
2. Es ist der Grundsatz der Gruppierung von Batterien des gleichen Typs zu beachten. Die Batterien in einer Gruppe müssen vom gleichen Typ sein, d. h. die Batterien müssen den gleichen Betriebsspannungsbereich haben. Batterien mit unterschiedlichen Arbeitsspannungsbereichen können nicht im selben Akkupack enthalten sein und können auch dann nicht gemischt werden, wenn sie die gleiche Kapazität haben.
3. Wenn möglich, sollten die Kapazität, die Spannung und der Innenwiderstand des Batteriepacks vor der Montage gemessen werden, und Batterien mit ähnlicher Kapazität und ähnlichem Innenwiderstand sollten so weit wie möglich ausgewählt werden, um die Ausdehnung von Konsistenzunterschieden bei der Wiederverwendung zu verringern. Da die Kapazität von Leiterbatterien in der Regel geringer ist als die Nennkapazität, muss zur Erzielung einer ausreichenden Kapazität eine größere Anzahl von Batterien verwendet werden, um die Auslegungskapazität durch entsprechende Reihen- und Parallelschaltungen zu erreichen, so dass diese entsprechend den technischen Gegebenheiten montiert werden müssen.
Montagemethode eins: erst parallel und dann in Reihe. Diese Methode wird beispielsweise in Batteriepacks für Elektrofahrzeuge eingesetzt.
Montagemethode zwei: zuerst seriell und dann parallel, häufig in Rechenzentren oder Computerräumen verwendet.
Beide Montagemethoden haben ihre eigenen Vor- und Nachteile und eignen sich für unterschiedliche Umgebungen:
Nachteile der Parallelschaltung und der anschließenden Reihenschaltung: Die Auswahl der Verbindungsdrähte und Sammelschienen der Einheitszelle ist sehr wichtig, da es sonst zu Unterschieden in der Batterieladung und -entladung kommt. Der Leckstrom (oder Ausfall) einer einzelnen Batterie wirkt sich auf eine parallele Einheit aus, was sich stärker auf die Kapazität auswirkt und sich direkt auf die Batterielebensdauer (Kilometerleistung) auswirkt. Vorteile: Einfach zu handhaben, wenn ein neuer Batterie-Equalizer hinzugefügt wird, reicht nur ein Set (Set) aus.
Vorteile von Stringing zuerst und dann parallel: einfacher Anschluss, einfache Wartung, schnelle Erkennung und Behandlung fehlerhafter Batterien, einfache Wartung, Batteriekapazität der Einheit in jedem String kann unterschiedlich sein, hohe Batterieauslastung, Kapazität (Leistung) kann beliebig erweitert werden, neue Erhöhen Sie die Backup-Zeit und verbessern Sie die Zuverlässigkeit, besonders geeignet für Rechenzentren; Nachteil: Kommt ein neuer Batterie-Equalizer hinzu, sind mehrere Sets (Sets) erforderlich.
4. Die folgenden Batterien können nicht wiederverwendet werden: erstens Batterien mit großem Leckstrom (oder hoher Selbstentladungsrate); zweitens Batterien mit verformtem Aussehen, wie z. B. Ausdehnung der Schale; Drittens, Batterien mit Leckage.
Ausbalancieren von Leiterzellen
Auch wenn die Abschirmung von Leiterbatterien sehr streng ist, ist es schwierig, die Konsistenz der Batterien sicherzustellen. Selbst wenn die Batterien mit der besten Konsistenz zusammengebaut werden, treten nach Dutzenden von Lade- und Entladezyklen immer noch Unterschiede in unterschiedlichem Ausmaß auf, die mit der Nutzung zunehmen. Im Laufe der Zeit wird die Konsistenz immer schlechter, was sich offensichtlich darin äußert, dass der Spannungsunterschied zwischen den Batterien allmählich zunimmt und die effektive Lade- und Entladezeit immer kürzer wird. Eine große Menge an Testdaten ergab, dass Akkupacks mit schlechter Konsistenz die folgenden Eigenschaften aufweisen:
1. Die Spannung der Gerätebatterie weist offensichtlich hohe und niedrige Werte und eine unregelmäßige Verteilung auf.
2. Die verbleibende Kapazität der Gerätebatterie weist eine unregelmäßige und diskrete Verteilung auf.
3. Der Innenwiderstand der Elementarzellen weist ebenfalls eine unregelmäßige und diskrete Verteilung auf.
Durch weitere Statistiken zu den Erkennungsdaten wurde festgestellt, dass der größte Killer für Batterieungleichgewichte ist:
1. Batterietemperaturunterschiede, Batteriepacks sind in der Regel dicht installiert, und die Batterietemperaturen in jedem Teil sind unterschiedlich, was sich auf die gleichbleibende Leistung der Batterie auswirkt und Unterschiede zwischen Batterien beschleunigt.
2. Kräftiges Laden und Entladen beschleunigt die Ausdehnung der Unterschiede zwischen Batterien.
Die Kapazität von Energiespeicherbatterien ist sehr groß. Am Beispiel des nominalen 500-Ah-Batteriepacks unter der Annahme, dass die Differenz zwischen der maximalen Kapazität und der minimalen Kapazität der Batterie 50 Ah beträgt und die Differenz zwischen anderen Batterien zwischen 5 und 10 Ah liegt, beträgt die maximale effektive Entladung des Systems Die Kapazität beträgt 450 Ah (vorläufig als D-Batterie bezeichnet, dasselbe unten), Unter der Annahme, dass der Entladestrom 50 A beträgt, beträgt die theoretische maximale Entladezeit etwa 9 Stunden. Nach Ablauf dieser Zeit erreicht die D-Batterie die Entladeabschaltspannung und geht in einen Überentladungszustand über. Wenn es sich weiter entlädt, wird die D-Batterie ernsthaft beschädigt und ihre maximale effektive Kapazität wird stark reduziert, wodurch die maximale effektive Kapazität des Batteriepacks weiter verringert wird.
Dies bringt auch ein Problem der Entladungsrate mit sich. Die Entladerate der Batterie mit maximaler Kapazität beträgt 0,1 °C, die Entladerate der D-Batterie 0,11 °C und die Entladerate anderer Batterien liegt zwischen 0,1 °C und 0,11 °C. Der Unterschied in der Entladerate macht den Grad der Dämpfung jeder Batterie unterschiedlich, was zu einer allmählichen Ausdehnung und Beschleunigung des Trends von Batterieunterschieden und -gleichmäßigkeit führt.
Ebenso wird während des Ladevorgangs mit einer Rate von 0,1 °C geladen. Die Laderate des D-Akkus erreicht 0,11 °C, was das Maximum ist. Er erreicht zuerst die Ladegrenzspannung. Wenn es weiter aufgeladen wird, geht es in den Überladezustand über, was zu weiteren Schäden an der D-Batterie führt. Die Laderate anderer Akkus liegt zwischen 0,1 °C und 0,11 °C. Der Unterschied in der Laderate wird den Unterschied und die Konsistenz der Batterie verschlimmern und einen sich beschleunigenden Trend zeigen.
Nach wiederholtem Laden und Entladen eines solchen Akkupacks wird die effektive Kapazität schließlich immer kleiner und die effektive Entladezeit immer kürzer. Es gibt noch ein weiteres ernstes Problem bei Energiespeicherbatterien mit großer Kapazität, nämlich die Gefahr eines thermischen Durchgehens. In Bezug auf dieses Batteriepack kann die D-Batterie, wenn eine wirksame Vorbeugung und Kontrolle nicht durchgeführt werden kann, während des Lade- und Entladevorgangs des Batteriepacks zur Batterie mit der höchsten Temperatur werden, was leicht Wenn ein thermisches Durchgehen auftritt, kann die Batterie vollständig verschrottet werden oder sogar einen Ausfall des Batteriepacks verursachen, oder es können schwerwiegendere damit verbundene Probleme auftreten. was unvorstellbar ist. Wenn der Akkupack verhindern kann, dass jede Batterie während des Betriebs über- oder entladen wird, kann die effektive Kapazität und Entladezeit des Akkupacks garantiert werden und sich immer in einem Zustand der natürlichen Dämpfung befinden. Es ist zu erkennen, dass das Batterie-Balancing mit dem Akkupack zusammenhängt. Wie kritisch ist der normale und sichere Betrieb?
Wenn in Bezug auf die D-Batterie in diesem Beispiel ihr Entladestrom automatisch auf weniger als 50 A reduziert werden kann, z. B. 47 ~ 48 A, und der unzureichende Strom von 2 ~ 3 A automatisch von anderen Batterien mit großer Kapazität geliefert wird, kann die Gesamtentladezeit 9 Stunden überschreiten, und andere Batterien erreichen das Ende der Entladung zusammen, und es tritt keine Überentladung 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 der Strom erhöht sich automatisch. Wenn der Ladestrom einer Großraumbatterie zusammen mit anderen Batterien die Ladegrenzspannung erreicht, kommt es nicht zu einer Tiefentladung. Es ist zu erkennen, dass der Ausgleichsstrom über 5A liegen muss, um die Anforderungen zu erfüllen, insbesondere am Ende des Ladens und Entladens. Vom Auswuchtprinzip her kann nur ein Transferbatterie-Equalizer kompetent sein.
Der derzeitige Fortschritt der effektiven Batterieausgleichstechnologie ist sehr ungleichmäßig, insbesondere in Bezug auf den Ausgleichsstrom und die Ausgleichseffizienz. Obwohl einige Methoden die Synchrongleichrichtertechnologie übernommen haben, ist der maximale Ausgleichsstrom meist auf 5 A begrenzt, und der kontinuierliche Ausgleichsstrom beträgt nur 1 ~ 3 A, was zufriedenstellend ist. Das ist nicht nötig. Da ein bidirektionaler Ausgleich unterstützt werden muss, ist der Stromumwandlungswirkungsgrad in der Regel nicht hoch. Das Problem der Selbsterwärmung bei größeren Regelströmen ist nach wie vor prominent. Ein weiteres wichtiges Hindernis sind die Ausrüstungskosten. Da die meisten von ihnen Synchrongleichrichter-Chips verwenden, steigen die Kosten erheblich.
Effiziente Zellbalancing-Technologie
Gegenwärtig wurde von Genosse Zhou Baolin vom städtischen Verkehrsbüro Daqing nach vielen Jahren der Entwicklung erfolgreich eine hochleistungsfähige, hocheffiziente, dynamische Echtzeit-Transfer-Batterie-Equalizer-Technologie entwickelt. Es basiert auf einer national patentierten Technologie (Patentnummern 201220153997.0 und 201520061849. 201710799424.2), es handelt sich um eine bidirektionale Synchrongleichrichtungstechnologie, die keinen Synchrongleichrichterchip benötigt. Es reduziert nicht nur die Gerätekosten erheblich, sondern verbessert auch den Ausgleichsstrom und die Effizienz der Waage erheblich. Er hat einen Durchbruch bei ausgewogenen technischen Indikatoren erzielt und zeichnet sich durch folgende Merkmale aus:
1. Der symmetrische Strombereich ist groß. Ein großer Ausgleichsstrom bedeutet, dass die Auswuchtgeschwindigkeit sehr schnell ist, siehe beigefügte Tabelle. Die verbesserte Version des Lithium-Ionen-Batterie-Equalizers hat derzeit erkannt, dass das Verhältnis zwischen dem Ausgleichsstrom und der Spannungsdifferenz etwa 1A/13mV beträgt. Wenn die Spannungsdifferenz beispielsweise 130 mV erreicht, kann der Ausgleichsstrom etwa 10 A erreichen, was besonders für den Hochgeschwindigkeitsabgleich von Vorteil ist.
2. Hoher ausgewogener Wirkungsgrad. Ein hoher Gleichgewichtswirkungsgrad bedeutet weniger Leistungsverlust, höhere Auslastung und einen geringeren Temperaturanstieg der Geräte.
3. Dynamische Entzerrung in Echtzeit. Wenn sich der Akku im Ruhezustand befindet, kann die maximale Spannungsdifferenz innerhalb des Akkus innerhalb von 10 mV oder sogar weniger (je nach Einstellung der Referenzspannungsdifferenz) gesteuert werden, und er wechselt in den Erkennungszustand des Micro-Power-Standby-Modus. Unabhängig davon, ob der Akku geladen wird oder sich im Entladezustand befindet, geht er sofort in den Hochgeschwindigkeitsausgleichszustand über, sobald festgestellt wird, dass die Spannungsdifferenz größer als die Referenzspannungsdifferenz ist. Der größte Vorteil der dynamischen Echtzeit-Entzerrung besteht darin, dass die effektive Entzerrungszeit lang ist, der Equalizer den höchsten Wirkungsgrad hat und seine einzigartige Pulstechnologie eine gute Wartung und Kapazität für die Batterie bietet. Der Verbesserungseffekt wurde durch Anwendung getestet.
Durch den Einsatz von Hochstrom-Batterieequalizern mit hohem Wirkungsgrad können Überladungen, Überentladungen und thermische Durchgehen von gedämpften Batterien minimiert werden. Auch wenn die Kapazität des Akkupacks nachgelassen hat und die Konsistenz schlechter geworden ist, kann die Zerfallsrate sehr gut reduziert werden. Indem die Spannung automatisch zur Aufrechterhaltung der Konsistenz gezwungen wird, kann auch die effektive Kapazität des Akkupacks bis zu einem gewissen Grad erhöht und die Lebensdauer des Akkupacks verlängert werden. Zyklenlebensdauer, insbesondere deutlich reduzierte Reparatur- und Wartungskosten.
Tatsächlicher Nutzungseffekt: Verwendet für 24-Zellen-Blei-Säure-Akkus mit 2V170Ah, die vom Kunden zurückgegeben wurden. Bei standardmäßigem 17-A-Stromladen und -entladen ohne Equalizer beträgt die maximale Entladezeit nach vollständiger Ladung ca. 3 Stunden. Während der Entladezeit erzeugten die drei Batterien starke Hitze und wurden stark überentladen. Der Spannungswert lag unter 0,5 V, und eine der Batterien hatte -0,1 V, es gibt eine Polaritätsumkehr, die Spannung von 21 Batterien reicht von 1,8 bis 2,0 V, und es gibt immer noch viel Strom, der nicht freigegeben wurde; Nach der Verwendung des Batterie-Equalizer-Prototyps in diesem Artikel unter Standard-Lade- und Entladeparametern wurde die Entladezeit nach mehreren Lade- und Entladezyklen schrittweise auf etwa 5,5 Stunden verlängert und der Wirkungsgrad um mehr als 80 % verbessert. Die Spannungen der drei schlechtesten Batterien lagen nach der Entladung alle über 1,5 V, und die Entladespannung stieg allmählich an, insbesondere wenn die Hitze zu Beginn stark war. Große Verbesserung, der Temperaturabfall ist sehr offensichtlich, die Spannung von nur 4 Batterien beträgt etwa 1,9 V und der Rest der Batterien etwa 1,8 V, die Batterieleistung wird vollständig und effektiv freigesetzt.
Leiterbatterien und Auswahl
Leiterbatterien beziehen sich auf Batterien, die verwendet wurden und ihre ursprüngliche Lebensdauer erreicht haben und deren Kapazität durch andere Methoden zur weiteren Verwendung vollständig oder teilweise wiederhergestellt wurde.
Im Allgemeinen liegt die effektive Kapazität einer Batterie nach 5 Jahren Nutzung bei ca. 80%. Die natürliche Dämpfung der Batterie ist in eine stabile Phase eingetreten, und sie kann als Batterie mit geringer Kapazität verwendet werden. Durch den parallelen Einsatz einer bestimmten Anzahl von Batterien kann die verfügbare Kapazität um ein Vielfaches erhöht werden, wodurch der Energiespeicher- und Strombedarf vollständig gedeckt wird. Dies steht im Einklang mit dem Ziel, die Batterielebensdauer von Elektrofahrzeugen zu erhöhen. Der Grund für die Verwendung einer großen Anzahl paralleler Batterien zur Erhöhung der Batteriekapazität ist derselbe. (Lithium-Ionen-Batterie-Ausrüstung)
Nachdem ein Batteriepack 5 Jahre lang verwendet wurde, verkürzen sich die verfügbare Kapazität und die Batterielebensdauer erheblich. Anwender und Händler tauschen in der Regel den gesamten Akku aus. Allerdings müssen nicht alle Batterien in einem Akkupack ausgetauscht werden, aber die Kapazität einer oder weniger Batterien hat stark abgenommen. Es wirkt sich auf den gesamten Akku aus. Wenn es mehrere solcher Batteriepacks gibt, können die stark gedämpften Batterien durch Detektion eliminiert werden, und andere Batterien können durch Kapazitätsklassifizierung und Innenwiderstandserkennung in Reihe wiederverwendet werden. Die sequentielle Nutzung von Power-Lithium-Batterien kann die Effizienz und Lebensdauer von Batterien erheblich verlängern und die durch Batterien verursachte Umweltbelastung reduzieren. Es wird als ein wichtiges Entwicklungsziel für die Gegenwart und die Zukunft gepriesen.
Die Wiederverwendung von Lithiumbatterien ist ein wichtiges Glied bei der Bildung eines geschlossenen Kreislaufs in der Industriekette für Lithiumbatterien. Es hat einen wichtigen Wert für den Umweltschutz, das Ressourcenrecycling und die Verbesserung des gesamten Lebenszykluswerts von Lithiumbatterien. Nach dem Testen, Prüfen und Reorganisieren können ausgemusterte Lithiumbatterien immer noch in Bereichen wie Elektrofahrzeugen mit niedriger Geschwindigkeit, Notstromversorgungen und elektrischen Energiespeichern eingesetzt werden, die relativ gute Betriebsbedingungen aufweisen und geringe Anforderungen an die Batterieleistung stellen.
Da die Förderung und Anwendung von Fahrzeugen mit neuer Energie weiter zunimmt, wird jedes Jahr eine große Anzahl von ausgemusterten Batterien erscheinen, und das Konzept der Staffelnutzung von Lithiumbatterien ist entstanden und hat breite Aufmerksamkeit erhalten.
Durch den Einsatz von Kaskadenbatterien kann die Auslastung der Batterie verbessert und die Lebensdauer der Batterie verlängert werden. Es ist von großer Bedeutung für die Energieeinsparung und den Umweltschutz. Es gibt jedoch einige Dinge, die bei der Verwendung von Kaskadenbatterien beachtet werden müssen:
1. Verwenden Sie so oft wie möglich Basisbatterien (Zellen), wie z. B. 2-V-Blei-Säure-Einzelbatterien, verschiedene Lithium-Ionen-Batterien, einschließlich Lithium-Eisenphosphat-Batterien, Lithium-Titanat-Batterien, ternäre Lithium-Ionen-Batterien und Lithium-Kobaltoxid-Batterien. , Lithium-Manganat-Batterien usw. Batterien, die mit mehreren in Reihe geschalteten Einheiten verpackt sind, wie z. B. 6-V-Blei-Säure-Batterien (drei 2-V-Einheiten) und 12-V-Blei-Säure-Batterien (sechs 2-V-Einheiten), sind nicht für den Einsatz in Staffeln geeignet, vor allem, weil diese Batterien mehrere Stränge im Inneren haben. Die Batterie selbst hat Unwuchtprobleme, die nicht extern gelöst werden können.
2. Es ist der Grundsatz der Gruppierung von Batterien des gleichen Typs zu beachten. Die Batterien in einer Gruppe müssen vom gleichen Typ sein, d. h. die Batterien müssen den gleichen Betriebsspannungsbereich haben. Batterien mit unterschiedlichen Arbeitsspannungsbereichen können nicht im selben Akkupack enthalten sein und können auch dann nicht gemischt werden, wenn sie die gleiche Kapazität haben.
3. Wenn möglich, sollten die Kapazität, die Spannung und der Innenwiderstand des Batteriepacks vor der Montage gemessen werden, und Batterien mit ähnlicher Kapazität und ähnlichem Innenwiderstand sollten so weit wie möglich ausgewählt werden, um die Ausdehnung von Konsistenzunterschieden bei der Wiederverwendung zu verringern. Da die Kapazität von Leiterbatterien in der Regel geringer ist als die Nennkapazität, muss zur Erzielung einer ausreichenden Kapazität eine größere Anzahl von Batterien verwendet werden, um die Auslegungskapazität durch entsprechende Reihen- und Parallelschaltungen zu erreichen, so dass diese entsprechend den technischen Gegebenheiten montiert werden müssen.
Montagemethode eins: erst parallel und dann in Reihe. Diese Methode wird beispielsweise in Batteriepacks für Elektrofahrzeuge eingesetzt.
Montagemethode zwei: zuerst seriell und dann parallel, häufig in Rechenzentren oder Computerräumen verwendet.
Beide Montagemethoden haben ihre eigenen Vor- und Nachteile und eignen sich für unterschiedliche Umgebungen:
Nachteile der Parallelschaltung und der anschließenden Reihenschaltung: Die Auswahl der Verbindungsdrähte und Sammelschienen der Einheitszelle ist sehr wichtig, da es sonst zu Unterschieden in der Batterieladung und -entladung kommt. Der Leckstrom (oder Ausfall) einer einzelnen Batterie wirkt sich auf eine parallele Einheit aus, was sich stärker auf die Kapazität auswirkt und sich direkt auf die Batterielebensdauer (Kilometerleistung) auswirkt. Vorteile: Einfach zu handhaben, wenn ein neuer Batterie-Equalizer hinzugefügt wird, reicht nur ein Set (Set) aus.
Vorteile von Stringing zuerst und dann parallel: einfacher Anschluss, einfache Wartung, schnelle Erkennung und Behandlung fehlerhafter Batterien, einfache Wartung, Batteriekapazität der Einheit in jedem String kann unterschiedlich sein, hohe Batterieauslastung, Kapazität (Leistung) kann beliebig erweitert werden, neue Erhöhen Sie die Backup-Zeit und verbessern Sie die Zuverlässigkeit, besonders geeignet für Rechenzentren; Nachteil: Kommt ein neuer Batterie-Equalizer hinzu, sind mehrere Sets (Sets) erforderlich.
4. Die folgenden Batterien können nicht wiederverwendet werden: erstens Batterien mit großem Leckstrom (oder hoher Selbstentladungsrate); zweitens Batterien mit verformtem Aussehen, wie z. B. Ausdehnung der Schale; Drittens, Batterien mit Leckage.
Ausbalancieren von Leiterzellen
Auch wenn die Abschirmung von Leiterbatterien sehr streng ist, ist es schwierig, die Konsistenz der Batterien sicherzustellen. Selbst wenn die Batterien mit der besten Konsistenz zusammengebaut werden, treten nach Dutzenden von Lade- und Entladezyklen immer noch Unterschiede in unterschiedlichem Ausmaß auf, die mit der Nutzung zunehmen. Im Laufe der Zeit wird die Konsistenz immer schlechter, was sich offensichtlich darin äußert, dass der Spannungsunterschied zwischen den Batterien allmählich zunimmt und die effektive Lade- und Entladezeit immer kürzer wird. Eine große Menge an Testdaten ergab, dass Akkupacks mit schlechter Konsistenz die folgenden Eigenschaften aufweisen:
1. Die Spannung der Gerätebatterie weist offensichtlich hohe und niedrige Werte und eine unregelmäßige Verteilung auf.
2. Die verbleibende Kapazität der Gerätebatterie weist eine unregelmäßige und diskrete Verteilung auf.
3. Der Innenwiderstand der Elementarzellen weist ebenfalls eine unregelmäßige und diskrete Verteilung auf.
Durch weitere Statistiken zu den Erkennungsdaten wurde festgestellt, dass der größte Killer für Batterieungleichgewichte ist:
1. Batterietemperaturunterschiede, Batteriepacks sind in der Regel dicht installiert, und die Batterietemperaturen in jedem Teil sind unterschiedlich, was sich auf die gleichbleibende Leistung der Batterie auswirkt und Unterschiede zwischen Batterien beschleunigt.
2. Kräftiges Laden und Entladen beschleunigt die Ausdehnung der Unterschiede zwischen Batterien.
Die Kapazität von Energiespeicherbatterien ist sehr groß. Am Beispiel des nominalen 500-Ah-Batteriepacks unter der Annahme, dass die Differenz zwischen der maximalen Kapazität und der minimalen Kapazität der Batterie 50 Ah beträgt und die Differenz zwischen anderen Batterien zwischen 5 und 10 Ah liegt, beträgt die maximale effektive Entladung des Systems Die Kapazität beträgt 450 Ah (vorläufig als D-Batterie bezeichnet, dasselbe unten), Unter der Annahme, dass der Entladestrom 50 A beträgt, beträgt die theoretische maximale Entladezeit etwa 9 Stunden. Nach Ablauf dieser Zeit erreicht die D-Batterie die Entladeabschaltspannung und geht in einen Überentladungszustand über. Wenn es sich weiter entlädt, wird die D-Batterie ernsthaft beschädigt und ihre maximale effektive Kapazität wird stark reduziert, wodurch die maximale effektive Kapazität des Batteriepacks weiter verringert wird.
Dies bringt auch ein Problem der Entladungsrate mit sich. Die Entladerate der Batterie mit maximaler Kapazität beträgt 0,1 °C, die Entladerate der D-Batterie 0,11 °C und die Entladerate anderer Batterien liegt zwischen 0,1 °C und 0,11 °C. Der Unterschied in der Entladerate macht den Grad der Dämpfung jeder Batterie unterschiedlich, was zu einer allmählichen Ausdehnung und Beschleunigung des Trends von Batterieunterschieden und -gleichmäßigkeit führt.
Ebenso wird während des Ladevorgangs mit einer Rate von 0,1 °C geladen. Die Laderate des D-Akkus erreicht 0,11 °C, was das Maximum ist. Er erreicht zuerst die Ladegrenzspannung. Wenn es weiter aufgeladen wird, geht es in den Überladezustand über, was zu weiteren Schäden an der D-Batterie führt. Die Laderate anderer Akkus liegt zwischen 0,1 °C und 0,11 °C. Der Unterschied in der Laderate wird den Unterschied und die Konsistenz der Batterie verschlimmern und einen sich beschleunigenden Trend zeigen.
Nach wiederholtem Laden und Entladen eines solchen Akkupacks wird die effektive Kapazität schließlich immer kleiner und die effektive Entladezeit immer kürzer. Es gibt noch ein weiteres ernstes Problem bei Energiespeicherbatterien mit großer Kapazität, nämlich die Gefahr eines thermischen Durchgehens. In Bezug auf dieses Batteriepack kann die D-Batterie, wenn eine wirksame Vorbeugung und Kontrolle nicht durchgeführt werden kann, während des Lade- und Entladevorgangs des Batteriepacks zur Batterie mit der höchsten Temperatur werden, was leicht Wenn ein thermisches Durchgehen auftritt, kann die Batterie vollständig verschrottet werden oder sogar einen Ausfall des Batteriepacks verursachen, oder es können schwerwiegendere damit verbundene Probleme auftreten. was unvorstellbar ist. Wenn der Akkupack verhindern kann, dass jede Batterie während des Betriebs über- oder entladen wird, kann die effektive Kapazität und Entladezeit des Akkupacks garantiert werden und sich immer in einem Zustand der natürlichen Dämpfung befinden. Es ist zu erkennen, dass das Batterie-Balancing mit dem Akkupack zusammenhängt. Wie kritisch ist der normale und sichere Betrieb?
Wenn in Bezug auf die D-Batterie in diesem Beispiel ihr Entladestrom automatisch auf weniger als 50 A reduziert werden kann, z. B. 47 ~ 48 A, und der unzureichende Strom von 2 ~ 3 A automatisch von anderen Batterien mit großer Kapazität geliefert wird, kann die Gesamtentladezeit 9 Stunden überschreiten, und andere Batterien erreichen das Ende der Entladung zusammen, und es tritt keine Überentladung 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 der Strom erhöht sich automatisch. Wenn der Ladestrom einer Großraumbatterie zusammen mit anderen Batterien die Ladegrenzspannung erreicht, kommt es nicht zu einer Tiefentladung. Es ist zu erkennen, dass der Ausgleichsstrom über 5A liegen muss, um die Anforderungen zu erfüllen, insbesondere am Ende des Ladens und Entladens. Vom Auswuchtprinzip her kann nur ein Transferbatterie-Equalizer kompetent sein.
Der derzeitige Fortschritt der effektiven Batterieausgleichstechnologie ist sehr ungleichmäßig, insbesondere in Bezug auf den Ausgleichsstrom und die Ausgleichseffizienz. Obwohl einige Methoden die Synchrongleichrichtertechnologie übernommen haben, ist der maximale Ausgleichsstrom meist auf 5 A begrenzt, und der kontinuierliche Ausgleichsstrom beträgt nur 1 ~ 3 A, was zufriedenstellend ist. Das ist nicht nötig. Da ein bidirektionaler Ausgleich unterstützt werden muss, ist der Stromumwandlungswirkungsgrad in der Regel nicht hoch. Das Problem der Selbsterwärmung bei größeren Regelströmen ist nach wie vor prominent. Ein weiteres wichtiges Hindernis sind die Ausrüstungskosten. Da die meisten von ihnen Synchrongleichrichter-Chips verwenden, steigen die Kosten erheblich.
Effiziente Zellbalancing-Technologie
Gegenwärtig wurde von Genosse Zhou Baolin vom städtischen Verkehrsbüro Daqing nach vielen Jahren der Entwicklung erfolgreich eine hochleistungsfähige, hocheffiziente, dynamische Echtzeit-Transfer-Batterie-Equalizer-Technologie entwickelt. Es basiert auf einer national patentierten Technologie (Patentnummern 201220153997.0 und 201520061849. 201710799424.2), es handelt sich um eine bidirektionale Synchrongleichrichtungstechnologie, die keinen Synchrongleichrichterchip benötigt. Es reduziert nicht nur die Gerätekosten erheblich, sondern verbessert auch den Ausgleichsstrom und die Effizienz der Waage erheblich. Er hat einen Durchbruch bei ausgewogenen technischen Indikatoren erzielt und zeichnet sich durch folgende Merkmale aus:
1. Der symmetrische Strombereich ist groß. Ein großer Ausgleichsstrom bedeutet, dass die Auswuchtgeschwindigkeit sehr schnell ist, siehe beigefügte Tabelle. Die verbesserte Version des Lithium-Ionen-Batterie-Equalizers hat derzeit erkannt, dass das Verhältnis zwischen dem Ausgleichsstrom und der Spannungsdifferenz etwa 1A/13mV beträgt. Wenn die Spannungsdifferenz beispielsweise 130 mV erreicht, kann der Ausgleichsstrom etwa 10 A erreichen, was besonders für den Hochgeschwindigkeitsabgleich von Vorteil ist.
2. Hoher ausgewogener Wirkungsgrad. Ein hoher Gleichgewichtswirkungsgrad bedeutet weniger Leistungsverlust, höhere Auslastung und einen geringeren Temperaturanstieg der Geräte.
3. Dynamische Entzerrung in Echtzeit. Wenn sich der Akku im Ruhezustand befindet, kann die maximale Spannungsdifferenz innerhalb des Akkus innerhalb von 10 mV oder sogar weniger (je nach Einstellung der Referenzspannungsdifferenz) gesteuert werden, und er wechselt in den Erkennungszustand des Micro-Power-Standby-Modus. Unabhängig davon, ob der Akku geladen wird oder sich im Entladezustand befindet, geht er sofort in den Hochgeschwindigkeitsausgleichszustand über, sobald festgestellt wird, dass die Spannungsdifferenz größer als die Referenzspannungsdifferenz ist. Der größte Vorteil der dynamischen Echtzeit-Entzerrung besteht darin, dass die effektive Entzerrungszeit lang ist, der Equalizer den höchsten Wirkungsgrad hat und seine einzigartige Pulstechnologie eine gute Wartung und Kapazität für die Batterie bietet. Der Verbesserungseffekt wurde durch Anwendung getestet.
Durch den Einsatz von Hochstrom-Batterieequalizern mit hohem Wirkungsgrad können Überladungen, Überentladungen und thermische Durchgehen von gedämpften Batterien minimiert werden. Auch wenn die Kapazität des Akkupacks nachgelassen hat und die Konsistenz schlechter geworden ist, kann die Zerfallsrate sehr gut reduziert werden. Indem die Spannung automatisch zur Aufrechterhaltung der Konsistenz gezwungen wird, kann auch die effektive Kapazität des Akkupacks bis zu einem gewissen Grad erhöht und die Lebensdauer des Akkupacks verlängert werden. Zyklenlebensdauer, insbesondere deutlich reduzierte Reparatur- und Wartungskosten.
Tatsächlicher Nutzungseffekt: Verwendet für 24-Zellen-Blei-Säure-Akkus mit 2V170Ah, die vom Kunden zurückgegeben wurden. Bei standardmäßigem 17-A-Stromladen und -entladen ohne Equalizer beträgt die maximale Entladezeit nach vollständiger Ladung ca. 3 Stunden. Während der Entladezeit erzeugten die drei Batterien starke Hitze und wurden stark überentladen. Der Spannungswert lag unter 0,5 V, und eine der Batterien hatte -0,1 V, es gibt eine Polaritätsumkehr, die Spannung von 21 Batterien reicht von 1,8 bis 2,0 V, und es gibt immer noch viel Strom, der nicht freigegeben wurde; Nach der Verwendung des Batterie-Equalizer-Prototyps in diesem Artikel unter Standard-Lade- und Entladeparametern wurde die Entladezeit nach mehreren Lade- und Entladezyklen schrittweise auf etwa 5,5 Stunden verlängert und der Wirkungsgrad um mehr als 80 % verbessert. Die Spannungen der drei schlechtesten Batterien lagen nach der Entladung alle über 1,5 V, und die Entladespannung stieg allmählich an, insbesondere wenn die Hitze zu Beginn stark war. Große Verbesserung, der Temperaturabfall ist sehr offensichtlich, die Spannung von nur 4 Batterien beträgt etwa 1,9 V und der Rest der Batterien etwa 1,8 V, die Batterieleistung wird vollständig und effektiv freigesetzt.
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