Yüksek-verimli pil ekolayzır teknolojisi ile kademeli enerji depolama pilleri arasındaki ilişki
Pil dengeleme teknolojisi, pil takımının hizmet ömrünü iyileştirebilir ve pil takımının hizmet süresini uzatabilir. Büyük -kapasiteli nikel-metal hidrit, 2V kurşun-asit piller, lityum piller, 6V kurşun-asit, 12V kurşun-asit için uygundur pil paketleri ve süper kapasitör paketleri.
Merdiven pili ve seçimi
İkincil pil, kullanılmış ve orijinal tasarım ömrüne ulaşmış ve kapasitesi başka yöntemlerle tamamen veya kısmen geri yüklenen bir pili ifade eder.
Genel olarak, 5 yıllık kullanımdan sonra pilin etkin kapasitesi yüzde 80 civarındadır. Pilin doğal çürümesi sabit bir döneme girmiştir ve küçük bir-kapasiteli pil olarak kullanılabilir. Belirli sayıda pilin paralel kullanımı sayesinde, mevcut kapasite birkaç kat artırılabilir, bu da enerji depolama ve güç ihtiyaçlarını tam olarak karşılar. , pil kapasitesini artırmak için çok sayıda paralel pil kullanmanın nedeni aynıdır.
Bir pil takımı 5 yıl kullanıldıktan sonra kullanılabilir kapasite ve pil ömrü önemli ölçüde kısalır. Kullanıcılar ve bayiler genellikle bir bütün olarak değiştirir. Herkesin bildiği gibi, bir pil paketindeki tüm pillerin değiştirilmesi gerekmez, ancak pillerden biri veya birkaçı ciddi kapasite düşüşüne sahiptir. Tüm pil paketini etkiler. Bu tür birden fazla pil takımı varsa, ciddi şekilde zayıflamış piller algılama yoluyla çıkarılır ve diğer piller, kapasite bölümü ve dahili direnç algılama yoluyla kademeli olarak yeniden kullanılabilir. Güç pillerinin kademeli kullanımı, pillerin kullanım verimliliğini ve yaşam döngüsünü açıkça uzatır ve pillerin neden olduğu çevre kirliliğini azaltır. Şu anda ve gelecekte anahtar geliştirme nesnesi olarak bilinir.
Güç pilinin yeniden kullanımı, kapalı bir -döngü güç pili endüstrisi zincirinin oluşumunda önemli bir bağlantıdır ve çevre koruma, kaynak geri kazanımı ve güç pillerinin tam yaşam döngüsü değerini iyileştirmede önemli bir değere sahiptir. Hizmetten çıkarıldıktan sonra, güç pilleri test, tarama ve yeniden düzenlemeden sonra düşük-hızlı elektrikli araçlarda, yedek güç kaynaklarında, güç depolamada ve nispeten iyi çalışma koşulları ve düşük pil performansı gereksinimleri olan diğer alanlarda kullanılmaya devam edebilir.
Yeni enerjili araçların artan tanıtımı ve uygulaması ile her yıl çok sayıda emekli pil üretilecek ve güç pillerinin kademeli kullanımı kavramı ortaya çıkmış ve yaygın ilgi görmüştür.
Kademeli pillerin kullanımı, pillerin kullanım oranını iyileştirebilir ve pillerin yaşam döngüsünü uzatabilir, bu da enerji tasarrufu ve çevre koruma açısından büyük önem taşır, ancak kademeli pillerin kullanımında bazı hususlara dikkat edilmelidir:
1. 2V tek kurşunlu-asit piller, lityum demir fosfat piller, lityum titanat piller, üçlü lityum piller, lityum kobalt oksit piller ve lityum manganat dahil olmak üzere çeşitli lityum piller gibi temel birim hücreleri kullanın. piller. Beklemek. 6V kurşun-asit piller (3 2V birim) ve 12V kurşun-asit piller (6 2V birim) gibi çoklu birimlerle seri olarak paketlenmiş piller, kaskad kullanım için uygun değildir, esas olarak çünkü bu pillerin içi çok -tellidir. Pilin kendisinde, harici olarak çözülemeyen bir dengesizlik sorunu vardır.
2. Aynı tip pillerin gruplandırılması ilkesine uyulmalıdır. Gruptaki pillerin aynı tip olması yani pillerin çalışma voltaj aralığının aynı olması gerekmektedir. Farklı çalışma voltaj aralıklarına sahip piller aynı pil paketinde bulunamaz ve aynı kapasiteye sahip olsalar bile karıştırılamazlar.
3. Koşullar izin veriyorsa, pil takımı monte edilmeden önce kapasite, voltaj ve iç direnç ölçülmeli ve yeniden kullanım sırasında tutarlılık farklılıklarının genişlemesini azaltmak için mümkün olduğunca benzer kapasiteye ve iç dirence sahip piller seçilmelidir.
Kademe pillerin kapasitesi genellikle nominal kapasiteden düşük olduğundan yeterli kapasiteyi elde etmek için uygun seri ve paralel bağlantı ile tasarım kapasitesine ulaşmak için daha fazla sayıda pil kullanılması gerekir, bu nedenle uygun şekilde monte edilmesi gerekir. teknik koşullara bağlıdır.
Montaj yöntemi 1: Bu yöntemi kullanan elektrikli araçlar için pil paketleri gibi önce paralel ve sonra seri olarak.
Montaj yöntemi 2: önce seri, sonra paralel olarak, genellikle veri merkezlerinde veya bilgisayar odalarında kullanılır.
Her iki montaj yönteminin de kendi avantajları ve dezavantajları vardır ve farklı ortamlar için uygundur:
Önce paralel bağlamanın ve sonra tel çekmenin dezavantajları: ünite akü bağlantı hatlarının ve baraların seçimi çok önemlidir, aksi takdirde akü şarj ve deşarjında farklılıklara neden olur ve bireysel akü kaçak akımı (veya arızası) paralel bir üniteyi etkiler. kapasite üzerinde nispeten büyük bir etki. Pil ömrünü etkiler (kilometre); avantajları: yönetimi kolaydır, bir pil ekolayzır eklerseniz, yalnızca bir set (set) gereklidir.
Önce seri sonra paralel avantajları: kolay bağlantı, kolay bakım, arızalı pillerin hızlı tespiti ve ele alınması, kolay bakım, her dizideki birim pil kapasitesi farklı olabilir, yüksek pil kullanım oranı, kapasite (güç) keyfi olarak genişletilebilir, artırılabilir Yedekleme süresi, güvenilirliği artırır, özellikle veri merkezleri için uygundur; Dezavantajları: Pil ekolayzır eklerseniz, birden fazla set (set) gerekir.
4. Aşağıdaki piller yeniden kullanılamaz: biri büyük bir kaçak akıma (veya yüksek kendi kendine-deşarj oranına sahip bir pildir); diğeri ise şişmiş bir kabuk gibi görünümü deforme olmuş bir pildir; üçüncüsü sızdıran bir pildir.
kademe hücre dengesi
Kademe pillerin taranması çok katı olsa bile, pillerin tutarlılığını sağlamak zordur. Mükemmel tutarlılığa sahip piller bir araya getirilse bile onlarca şarj ve deşarj döngüsünden sonra yine de değişen derecelerde farklılıklar olacaktır ve bu fark kullanımla birlikte değişecektir. Sürenin uzaması giderek artar ve tutarlılık daha da kötüleşir. Aküler arasındaki voltaj farkının giderek arttığı ve etkin şarj ve deşarj süresinin giderek kısaldığı açıktır. Çok sayıda test verisi, zayıf tutarlılığa sahip pil takımının aşağıdaki özelliklere sahip olduğunu buldu:
1. Birim hücrenin voltajı açıkça düzensiz ve düzensiz dağılmış;
2. Birim pilinin kalan kapasitesi düzensiz bir ayrık dağılım gösterir;
3. Birim hücrenin iç direnci de düzensiz bir ayrık dağılım gösterir.
Algılama verileriyle ilgili daha fazla istatistik sayesinde, pil dengesizliğinin en büyük katilinin şu olduğu bulundu:
1. Pilin sıcaklık farkı, pil takımının montajı genellikle yoğundur ve her parçanın pil sıcaklığı farklıdır, bu da pilin tutarlılığını etkiler ve piller arasındaki farkı hızlandırır;
2. Aküler arasındaki farkların genişlemesini hızlandırmak için şiddetli şarj ve deşarj;
Enerji depolama pil paketinin kapasitesi çok büyüktür. Örnek olarak nominal 500Ah pil takımını alın. Pilin maksimum kapasitesi ile minimum kapasitesi arasındaki farkın 50Ah ve diğer piller arasındaki farkın 5 ile 10Ah arasında olduğunu varsayarsak, sistemin maksimum etkin deşarjı kapasite 450Ah'dir (geçici olarak D pili olarak numaralandırılmıştır, aşağıda aynıdır), deşarj akımının 50A olduğu varsayıldığında, teorik maksimum deşarj süresi yaklaşık 9 saattir. Bu süreden sonra D pili deşarj kesme-kapalı voltajına ulaşacak ve aşırı-deşarj durumuna girecektir. Boşalmaya devam ederse, D piline ciddi şekilde zarar verecek ve maksimum etkin kapasitesi keskin bir şekilde azalarak pil paketinin maksimum etkin kapasitesini daha da azaltacaktır. Bir de deşarj oranı sorunu var. En büyük kapasiteli pilin boşalma hızı 0.1C, D pilinin boşalma hızı 0.11C ve diğer pillerin boşalma hızı 0.1C ile 0.11C arasındadır. Her pilin farklı bir zayıflama derecesi vardır, bu da pillerin farklılıklarının ve tekdüzeliğinin kademeli olarak genişlemesine ve hızlanmasına yol açacaktır. Benzer şekilde şarj sırasında 0,1C oranında şarj edin, D pilinin şarj hızı maksimum olan 0,11C'ye ulaşır ve önce şarj sınır voltajına ulaşılır. Şarj etmeye devam etmek aşırı şarj durumuna girerek D pilinin daha fazla hasar görmesine neden olur. Diğer pillerin şarj hızı 0,1C ile 0,11C arasındadır ve şarj hızındaki fark pilin farkını ve tutarlılığını artıracak ve hızlanacaktır. Böyle bir pil takımı, tekrarlanan şarj ve deşarjdan sonra nihayetinde daha küçük ve daha küçük etkin kapasiteye ve daha kısa etkin deşarj süresine yol açacaktır. Ayrıca, büyük -kapasiteli enerji depolama pil paketiyle ilgili ciddi bir sorun vardır, bu da termal kaçak riskidir. Bu pil takımı için etkin önleme ve kontrol yapılamazsa, D pili, pil takımının şarj ve deşarj işlemi sırasında en yüksek sıcaklığa sahip pil haline gelebilir. Bir termal kaçak arızası meydana gelirse, pil tamamen hurdaya ayrılacak ve hatta pil takımının bozulmasına neden olacaktır. Pil paketi, çalışma sırasında aşırı şarj ve aşırı deşarj olmadan her bir pili koruyabilirse, pil paketinin etkin kapasitesi ve deşarj süresi garanti edilebilir ve her zaman doğal bir bozulma durumundadır. Düzgün ve güvenli bir şekilde çalışmanın ne kadar kritik olduğu.
Bu örnekteki D pili için, deşarj akımı 47-48A gibi otomatik olarak 50A'nın altına düşürülebilirse ve yetersiz 2-3A akımı diğer büyük{{9 }}kapasiteli piller, daha sonra toplam deşarj süresi 9 saati geçebilir. Diğer piller birlikte deşarj sonuna ulaşır ve aşırı deşarj olmaz; Benzer şekilde, şarj akımı 47-48A gibi otomatik olarak 50A'nın altına düşürülebilirse, kalan 2-3A akımı otomatik olarak büyük kapasiteli diğer pillere aktarılır ve otomatik olarak artar Büyük kapasiteli pilin şarj akımı ulaşır Aşırı deşarj oluşmayacak şekilde diğer pillerle birlikte şarj limit voltajı. Özellikle şarj ve deşarj sonunda gereksinimleri karşılamak için eşitleme akımının 5A'dan fazla olması gerektiği görülebilir. Eşitleme ilkesinden, yalnızca transfer pili ekolayzır yetkin olabilir.
Şu anda, etkili pil dengeleme teknolojisindeki ilerleme, özellikle akımın dengelenmesi ve dengeleme verimliliği açısından çok dengesizdir. Bazı çözümler senkron doğrultma teknolojisini benimsemiş olsa da, maksimum dengeleme akımı çoğunlukla 5A ile sınırlıdır ve sürekli dengeleme akımı yalnızca 1-3A'dır. Gerek yok. Çift yönlü eşitlemeyi desteklemek gerektiğinden, akım dönüştürme verimliliği genellikle yüksek değildir ve büyük eşitleme akımı altında kendi kendine ısınma sorunu hala nispeten belirgindir. Bir diğer önemli engel ise ekipman maliyetidir. Çoğu senkron doğrultucu çipler kullandığından maliyet çok artar.
Yüksek-verimli hücre dengeleme teknolojisi
Şu anda, Daqing Ulaştırma Bürosundan Yoldaş Zhou Baolin tarafından yüksek{{0}}güç, yüksek-verimli, gerçek-zamanlı, dinamik transfer pil ekolayzır teknolojisi başarıyla geliştirilmiştir. uzun yıllar. Çekirdek olarak ulusal patent teknolojisini (patent numarası 201220153997.0 ve 201520061849.X) alır ve kendi icat ettiği -çift yönlü senkron düzeltme teknolojisini entegre eder (patent başvurusu: transfer tipi gerçek-zamanlı pil ekolayzır çift yönlü senkron düzeltme fonksiyonu ile, uygulama numarası: 201710799424.2), sadece ekipman maliyetini büyük ölçüde azaltmakla kalmayıp aynı zamanda denge akımını ve denge verimliliğini büyük ölçüde artıran senkron bir doğrultucu çipi gerektirmeyen çift yönlü bir senkron düzeltme teknolojisidir. Aşağıdaki özelliklere sahip, dengeli teknik göstergelerde elde edilen atılımlar:
1. Denge akımı aralığı geniştir. Büyük bir eşitleme akımı, eşitleme hızının çok hızlı olduğu anlamına gelir, ekli tabloya bakın. Şu anda, geliştirilmiş lityum pil ekolayzır, eşitleme akımı ve voltaj farkı arasındaki ilişkinin yaklaşık 1A/13mV olduğunu fark etti. Örneğin, voltaj farkı 130mV'a ulaştığında, dengeleme akımı yaklaşık 10A'ya ulaşabilir, bu da özellikle yüksek-hız eşitleme için elverişlidir.
2. Yüksek denge verimliliği. Yüksek denge verimliliği, daha az güç kaybı, daha yüksek kullanım ve ekipmanın daha düşük sıcaklık artışı anlamına gelir, bkz. Tablo 1.
3. Gerçek-zamanlı dinamik eşitleme. Pil takımının statik durumunda, paketteki maksimum voltaj farkı 10mV veya daha küçük (referans voltaj farkının ayarına bağlı olarak) içinde kontrol edilebilir ve mikro-güç bekleme algılama durumuna girer, pil takımının şarj durumunda mı yoksa deşarj durumunda mı olduğu, voltaj farkının referans voltaj farkından daha büyük olduğu tespit edildiğinde, hemen yüksek-hız eşitleme durumuna girecektir. Gerçek -zamanlı dinamik eşitlemenin en büyük avantajı, etkili eşitleme süresinin uzun olması, ekolayzerin en yüksek verimliliğe sahip olması ve benzersiz darbe teknolojisinin pil için iyi bakım ve kapasiteye sahip olmasıdır. İyileştirme etkisi uygulama tarafından test edilmiştir.
Yüksek-akım, yüksek-verimli hücre ekolayzır kullanmak, pilin aşırı şarj edilmesini, aşırı deşarj olmasını ve termal kaçak arızalarını en aza indirebilir. Pil takımının kapasite düşüşü, tutarlılığın daha da kötüleştiği gerçeği haline gelse bile, bozulma hızını çok iyi azaltabilir. Tutarlılığı korumak için voltajı otomatik olarak zorlayarak, pil takımının etkin kapasitesini bir dereceye kadar artırabilir ve pil takımını uzatabilir. Özellikle çevrim ömrü, onarım ve bakım maliyetlerini önemli ölçüde azaltır.
Gerçek kullanım etkisi: müşteriler tarafından iade edilen 24 adet tek 2V170Ah kurşun-asit pil paketinde kullanılır. Şarj ve deşarj için standart 17A akım kullanılır. Ekolayzer olmaması durumunda, tam şarjdan sonra maksimum deşarj süresi yaklaşık 3 saattir. 3 pilin deşarjı sırasında ısı ciddidir ve voltaj ciddi şekilde aşırı deşarj olur. Voltaj değeri 0.5V'den düşük ve bir pil -0.1 V, kutup değişimi var, 21 pilin voltajı 1.8 ila 2.0V arasında değişiyor ve hala bir serbest bırakılmayan çok fazla güç; Bu makaledeki pil ekolayzır prototipini kullandıktan sonra, standart şarj ve deşarj parametreleri altında, birkaç şarj ve deşarj döngüsünden sonra, deşarj süresi kademeli olarak yaklaşık 5.5 saate uzatılır ve verimlilik yüzde 80'den fazla artar. En kötü üç pil için, deşarjdan sonraki voltaj 1.5V'un üzerindedir ve deşarj voltajı yavaş yavaş yükselir, özellikle başlangıçta ciddi ısınma sorunu. Büyük gelişme, sıcaklık düşüşü çok açık, sadece 4 pilin voltajı 1,9V civarında, pillerin geri kalanı 1,8V civarında, pil gücü tamamen ve etkili bir şekilde serbest bırakılıyor.
