Hubungan antara teknologi penyamaan bateri kecekapan tinggi dan bateri penyimpanan tenaga lata
Teknologi pengimbangan bateri dapat meningkatkan hayat perkhidmatan pek bateri dan memanjangkan masa perkhidmatan pek bateri. Ia sesuai untuk hidrida nikel-logam berkapasiti besar, bateri asid plumbum 2V, bateri litium, asid plumbum 6V, pek bateri asid plumbum 12V dan pek supercapacitor.
Bateri dan pemilihan tangga
Bateri sekunder merujuk kepada bateri yang telah digunakan dan telah mencapai hayat reka bentuk asalnya, dan kapasitinya telah dipulihkan sepenuhnya atau sebahagian oleh kaedah lain.
Secara amnya, kapasiti berkesan bateri selepas 5 tahun penggunaan adalah kira-kira 80%. Kerosakan semula jadi bateri telah memasuki tempoh yang stabil, dan ia boleh digunakan sebagai bateri berkapasiti kecil. Melalui penggunaan selari beberapa bateri tertentu, kapasiti yang ada boleh ditingkatkan beberapa kali, yang memenuhi sepenuhnya keperluan penyimpanan tenaga dan kuasa. , sebab untuk menggunakan sebilangan besar bateri selari untuk meningkatkan kapasiti bateri adalah sama.
Selepas pek bateri telah digunakan selama 5 tahun, kapasiti yang boleh digunakan dan hayat bateri dipendekkan dengan ketara. Pengguna dan peniaga biasanya menggantikannya secara keseluruhan. Seperti yang diketahui oleh semua orang, tidak semua bateri dalam pek bateri perlu diganti, tetapi satu atau beberapa bateri mempunyai kemerosotan kapasiti yang serius. Ia menjejaskan keseluruhan pek bateri. Sekiranya terdapat banyak pek bateri sedemikian, bateri yang sangat lemah dikeluarkan dengan pengesanan, dan bateri lain boleh digunakan semula dalam lata melalui pembahagian kapasiti dan pengesanan rintangan dalaman. Penggunaan lata bateri kuasa jelas memanjangkan kecekapan penggunaan dan kitaran hayat bateri, dan mengurangkan pencemaran alam sekitar yang disebabkan oleh bateri. Ia dikenali sebagai objek pembangunan utama pada masa ini dan pada masa akan datang.
Penggunaan semula bateri kuasa adalah pautan utama dalam pembentukan rantaian industri bateri kuasa gelung tertutup, dan mempunyai nilai penting dalam perlindungan alam sekitar, pemulihan sumber, dan meningkatkan nilai kitaran hayat penuh bateri kuasa. Selepas penyahtauliahan, bateri kuasa masih mampu digunakan dalam kenderaan elektrik berkelajuan rendah, sumber kuasa sandaran, penyimpanan kuasa dan medan lain dengan keadaan operasi yang agak baik dan keperluan prestasi bateri yang rendah selepas ujian, pemeriksaan, dan penyusunan semula.
Dengan peningkatan promosi dan penggunaan kenderaan tenaga baru, sebilangan besar bateri bersara akan dihasilkan setiap tahun, dan konsep penggunaan lata bateri kuasa telah muncul dan menarik perhatian yang meluas.
Penggunaan bateri echelon boleh meningkatkan kadar penggunaan bateri dan memanjangkan kitaran hayat bateri, yang sangat penting dari segi penjimatan tenaga dan perlindungan alam sekitar, tetapi penggunaan bateri echelon mesti memberi perhatian kepada beberapa perkara:
1. Gunakan sel unit asas sebanyak mungkin, seperti bateri asid plumbum tunggal 2V, pelbagai bateri litium, termasuk bateri fosfat besi litium, bateri litium titanate, bateri litium ternari, bateri litium kobalt oksida, dan bateri manganat litium. Tunggu. Bateri yang dibungkus secara bersiri dengan pelbagai unit, seperti bateri asid plumbum 6V (3 unit 2V) dan bateri asid plumbum 12V (6 unit 2V), tidak sesuai untuk penggunaan lata, terutamanya kerana bahagian dalam bateri ini adalah pelbagai tali Bateri itu sendiri mempunyai masalah ketidakseimbangan, yang tidak dapat diselesaikan secara luaran.
2. Prinsip pengumpulan bateri jenis yang sama mesti diikuti. Bateri dalam kumpulan mestilah jenis yang sama, iaitu, julat voltan kerja bateri mestilah sama. Bateri dengan julat voltan kerja yang berbeza tidak dapat muncul dalam pek bateri yang sama, dan mereka tidak boleh dicampur walaupun mereka mempunyai kapasiti yang sama.
3. Sekiranya keadaan mengizinkan, kapasiti, voltan dan rintangan dalaman harus diukur sebelum pek bateri dipasang, dan bateri dengan kapasiti dan rintangan dalaman yang serupa harus dipilih sebanyak mungkin untuk mengurangkan pengembangan perbezaan konsistensi semasa penggunaan semula.
Oleh kerana kapasiti bateri echelon secara amnya lebih rendah daripada kapasiti nominal, untuk mendapatkan kapasiti yang mencukupi, perlu menggunakan sejumlah besar bateri untuk mencapai kapasiti reka bentuk melalui siri yang sesuai dan sambungan selari, jadi ia perlu dipasang mengikut keadaan teknikal.
Kaedah pemasangan 1: pertama secara selari dan kemudian secara bersiri, seperti pek bateri untuk kenderaan elektrik menggunakan kaedah ini.
Kaedah pemasangan 2: pertama dalam siri dan kemudian secara selari, sering digunakan di pusat data atau bilik komputer.
Kedua-dua kaedah pemasangan mempunyai kelebihan dan kekurangan mereka sendiri dan sesuai untuk persekitaran yang berbeza:
Kelemahan selari pertama dan kemudian rentetan: pemilihan talian sambungan bateri unit dan bar bas sangat penting, jika tidak, ia akan menyebabkan perbezaan dalam cas bateri dan pelepasan, dan arus kebocoran bateri individu (atau kesalahan) akan mempengaruhi unit selari, yang mempunyai kesan yang agak besar terhadap kapasiti. Mempengaruhi hayat bateri (perbatuan); kelebihan: mudah diuruskan, jika anda menambah penyamaan bateri, hanya satu set (set) diperlukan.
Kelebihan siri pertama dan kemudian selari: sambungan mudah, penyelenggaraan mudah, pengesanan cepat dan pengendalian bateri yang rosak, penyelenggaraan mudah, kapasiti bateri unit dalam setiap rentetan boleh berbeza, kadar penggunaan bateri yang tinggi, kapasiti (kuasa) boleh diperluaskan sewenang-wenangnya, meningkatkan masa sandaran, meningkatkan kebolehpercayaan, terutamanya sesuai untuk pusat data; Kelemahan: Jika anda menambah penyamaan bateri, berbilang set (set) diperlukan.
4. Bateri berikut tidak boleh digunakan semula: satu adalah bateri dengan arus kebocoran yang besar (atau kadar pelepasan diri yang tinggi); yang lain adalah bateri yang penampilannya cacat, seperti cangkerang bengkak; yang ketiga adalah bateri yang bocor.
Baki Sel Echelon
Walaupun pemeriksaan bateri echelon sangat ketat, sukar untuk memastikan konsistensi bateri. Walaupun bateri dengan konsistensi yang sangat baik dipasang bersama, masih akan ada perbezaan ke tahap yang berbeza-beza setelah berpuluh-puluh kitaran caj dan pelepasan, dan perbezaan ini akan berubah dengan penggunaan. Pemanjangan masa secara beransur-ansur meningkat, dan konsistensi akan menjadi lebih teruk dan lebih teruk. Adalah jelas bahawa perbezaan voltan antara bateri secara beransur-ansur meningkat, dan masa caj dan pelepasan yang berkesan menjadi lebih pendek dan lebih pendek. Sebilangan besar data ujian mendapati bahawa pek bateri dengan konsistensi yang lemah mempunyai ciri-ciri berikut:
1. Voltan sel unit jelas tidak sekata dan tidak diagihkan secara tidak teratur;
2. Kapasiti sisa bateri unit membentangkan pengedaran diskret yang tidak teratur;
3. Rintangan dalaman sel unit juga membentangkan pengedaran diskret yang tidak teratur.
Melalui statistik lanjut mengenai data pengesanan, didapati bahawa pembunuh terbesar ketidakseimbangan bateri adalah:
1. Perbezaan suhu bateri, pemasangan pek bateri biasanya padat, dan suhu bateri setiap bahagian adalah berbeza, yang mempengaruhi konsistensi bateri dan mempercepat perbezaan antara bateri;
2. Caj dan pelepasan yang teruk untuk mempercepatkan pengembangan perbezaan antara bateri;
Kapasiti pek bateri penyimpanan tenaga sangat besar. Ambil pek bateri 500Ah nominal sebagai contoh. Dengan mengandaikan bahawa perbezaan antara kapasiti maksimum dan kapasiti minimum bateri adalah 50Ah, dan perbezaan antara bateri lain berkisar antara 5 hingga 10Ah, pelepasan berkesan maksimum sistem Kapasiti adalah 450Ah (bernombor tentatif sebagai bateri D, sama di bawah), dengan mengandaikan arus pelepasan adalah 50A, masa pelepasan maksimum teori adalah kira-kira 9j. Selepas masa ini, bateri D akan mencapai voltan potong pelepasan dan memasuki keadaan pelepasan yang berlebihan. Sekiranya ia terus dilepaskan, ia akan merosakkan bateri D dengan serius, dan kapasiti efektif maksimumnya akan berkurangan dengan ketara, dengan itu mengurangkan kapasiti berkesan maksimum pek bateri. Terdapat juga masalah kadar pelepasan. Kadar pelepasan bateri kapasiti terbesar ialah 0.1C, kadar pelepasan bateri D ialah 0.11C, dan kadar pelepasan bateri lain adalah antara 0.1C dan 0.11C. Setiap bateri mempunyai tahap pengurangan yang berbeza, yang akan membawa kepada pengembangan secara beransur-ansur dan pecutan perbezaan dan keseragaman bateri. Begitu juga, semasa mengecas, cas pada kadar 0.1C, kadar pengecasan bateri D mencapai 0.11C, yang maksimum, dan voltan had pengecasan dicapai terlebih dahulu. Terus mengecas akan memasuki keadaan overcharge, menyebabkan kerosakan selanjutnya pada bateri D. Kadar pengecasan bateri lain Ia adalah antara 0.1C dan 0.11C, dan perbezaan dalam kadar pengecasan akan memburukkan lagi perbezaan dan konsistensi bateri, dan ia akan mempercepatkan. Pek bateri sedemikian akhirnya akan membawa kepada kapasiti berkesan yang lebih kecil dan lebih kecil dan masa pelepasan berkesan yang lebih pendek selepas pengecasan berulang dan pelepasan. Terdapat juga masalah yang serius dengan pek bateri penyimpanan tenaga berkapasiti besar, yang merupakan risiko pelarian haba. Untuk pek bateri ini, jika pencegahan dan kawalan yang berkesan tidak dapat dilakukan, bateri D mungkin menjadi bateri dengan suhu tertinggi semasa proses pengecasan dan pelepasan pek bateri. Sekiranya kegagalan pelarian haba berlaku, bateri akan dibatalkan sepenuhnya, atau bahkan menyebabkan pek bateri gagal. Sekiranya pek bateri dapat mengekalkan setiap bateri tanpa pengecasan berlebihan dan pengecasan berlebihan semasa operasi, kapasiti dan masa pelepasan pek bateri yang berkesan dapat dijamin, dan selalu dalam keadaan kerosakan semula jadi. Betapa pentingnya untuk beroperasi dengan betul dan selamat.
Untuk bateri D dalam contoh ini, jika arus pelepasan boleh dikurangkan secara automatik ke bawah 50A, seperti 47-48A, dan arus 2-3A yang tidak mencukupi secara automatik disediakan oleh bateri berkapasiti besar yang lain, maka masa pelepasan keseluruhan boleh melebihi 9 jam. Bateri lain mencapai akhir pelepasan bersama-sama, dan tiada pelepasan berlebihan berlaku; begitu juga, jika arus pengecasan dapat dikurangkan secara automatik ke bawah 50A, seperti 47-48A, arus 2-3A yang tinggal akan dipindahkan secara automatik ke bateri lain dengan kapasiti besar, dan secara automatik meningkatkan Arus pengecasan bateri berkapasiti besar mencapai voltan had pengecasan bersama dengan bateri lain, supaya overdischarge tidak akan berlaku. Dapat dilihat bahawa arus penyamaan mesti mencapai lebih daripada 5A untuk memenuhi keperluan, terutamanya pada akhir pengecasan dan pelepasan. Dari prinsip penyamaan, hanya penyamaan bateri pemindahan yang boleh menjadi kompeten.
Pada masa ini, kemajuan teknologi pengimbangan bateri yang berkesan sangat tidak seimbang, terutamanya dari segi mengimbangi kecekapan semasa dan mengimbangi. Walaupun beberapa penyelesaian telah menggunakan teknologi pembetulan segerak, arus pengimbangan maksimum kebanyakannya terhad kepada kurang daripada 5A, dan arus pengimbangan berterusan hanya 1-3A. Tak perlu. Oleh kerana perlu untuk menyokong penyamaan dua arah, kecekapan penukaran semasa biasanya tidak tinggi, dan masalah pemanasan diri di bawah arus penyamaan yang besar masih agak menonjol. Satu lagi halangan penting ialah kos peralatan. Oleh kerana kebanyakan mereka menggunakan cip penerus segerak, kos meningkat banyak.
Teknologi pengimbangan sel kecekapan tinggi
Pada masa ini, teknologi penyamaan bateri pemindahan berkuasa tinggi, kecekapan tinggi, masa nyata, dinamik telah berjaya dibangunkan oleh Komrad Zhou Baolin dari Biro Pengangkutan Daqing setelah bertahun-tahun. Ia mengambil teknologi paten kebangsaan (nombor paten 201220153997.0 dan 201520061849.X) sebagai teras, dan mengintegrasikan teknologi pembetulan segerak dwiarah yang dicipta sendiri (paten yang digunakan untuk: penyamaan bateri masa nyata jenis pemindahan dengan fungsi pembetulan segerak dua arah, nombor aplikasi: 201710799424.2), yang merupakan teknologi pembetulan segerak dua arah yang tidak memerlukan cip penerus segerak, yang bukan sahaja mengurangkan kos peralatan, tetapi juga meningkatkan keseimbangan semasa dan kecekapan keseimbangan. Pencapaian kejayaan dalam penunjuk teknikal yang seimbang, dengan ciri-ciri berikut:
1. Julat semasa baki adalah besar. Arus penyamaan yang besar bermaksud bahawa kelajuan penyamaan sangat cepat, lihat jadual yang dilampirkan. Pada masa ini, penyamaan bateri litium yang dipertingkatkan telah menyedari bahawa hubungan antara arus penyamaan dan perbezaan voltan adalah kira-kira 1A /13mV. Sebagai contoh, apabila perbezaan voltan mencapai 130mV, arus penyamaan boleh mencapai kira-kira 10A, yang sangat kondusif untuk penyamaan berkelajuan tinggi.
2. Kecekapan keseimbangan yang tinggi. Kecekapan keseimbangan yang tinggi bermakna kehilangan kuasa yang kurang, penggunaan yang lebih tinggi, dan kenaikan suhu peralatan yang lebih rendah, lihat Jadual 1.
3. Penyamaan dinamik masa nyata. Dalam keadaan statik pek bateri, perbezaan voltan maksimum dalam pek dapat dikawal dalam jarak 10mV atau lebih kecil (bergantung pada penetapan perbezaan voltan rujukan), dan masukkan keadaan pengesanan siap sedia kuasa mikro, sama ada pek bateri berada dalam keadaan pengecasan atau dalam keadaan pelepasan, setelah perbezaan voltan dikesan lebih besar daripada perbezaan voltan rujukan, ia akan memasuki keadaan penyamaan berkelajuan tinggi dengan serta-merta. Kelebihan terbesar penyamaan dinamik masa nyata adalah bahawa masa penyamaan yang berkesan adalah panjang, penyamaan mempunyai kecekapan tertinggi, dan teknologi nadinya yang unik mempunyai penyelenggaraan dan kapasiti yang baik untuk bateri. Kesan penambahbaikan telah diuji oleh aplikasi.
Menggunakan penyamaan sel kecekapan tinggi dan kecekapan tinggi dapat meminimumkan caj berlebihan bateri, overdischarge, dan kegagalan pelarian haba. Walaupun kerosakan kapasiti pek bateri telah menjadi kenyataan bahawa konsistensi telah menjadi lebih teruk, ia dapat mengurangkan kelajuan kerosakan dengan baik. Dengan secara automatik memaksa voltan untuk mengekalkan konsistensi, ia juga dapat meningkatkan kapasiti berkesan pek bateri hingga tahap tertentu dan memanjangkan pek bateri. Hayat kitaran khususnya dengan ketara mengurangkan kos pembaikan dan penyelenggaraan.
Kesan penggunaan sebenar: digunakan pada 24 rentetan pek bateri asid plumbum 2V170Ah tunggal yang dikembalikan oleh pelanggan. Arus 17A standard digunakan untuk mengecas dan menunaikan. Dalam kes tiada penyamaan, masa pelepasan maksimum selepas caj penuh adalah kira-kira 3 jam. Semasa pelepasan 3 bateri, haba adalah serius, dan voltan sangat berlebihan. Nilai voltan lebih rendah daripada 0.5V, dan satu bateri adalah -0.1 V, terdapat pembalikan kekutuban, voltan 21 bateri berkisar antara 1.8 hingga 2.0V, dan masih terdapat banyak kuasa yang belum dilepaskan; selepas menggunakan prototaip penyamaan bateri dalam artikel ini, di bawah parameter caj dan pelepasan standard, selepas beberapa kitaran caj dan pelepasan , masa pelepasan secara beransur-ansur dilanjutkan kepada kira-kira 5.5j, dan kecekapan diperbaiki lebih daripada 80%. Untuk tiga bateri terburuk, voltan selepas pelepasan semuanya melebihi 1.5V, dan voltan pelepasan secara beransur-ansur meningkat, terutamanya masalah haba yang serius pada mulanya. Peningkatan yang hebat, penurunan suhu sangat jelas, hanya voltan 4 bateri adalah sekitar 1.9V, selebihnya bateri adalah sekitar 1.8V, kuasa bateri sepenuhnya dan berkesan dilepaskan.
