Förhållandet mellan högeffektiv batterijämförelseteknik och kaskadenergilagringsbatterier
Batteribalanseringstekniken kan förbättra batteripaketets livslängd och förlänga batteripaketets livslängd. Den är lämplig för nickelmetallhydrid med stor kapacitet, 2V blybatterier, litiumbatterier, 6V blysyra, 12V blysyrabatterier och superkondensatorpaket.
Stegbatteri och val
Ett sekundärt batteri refererar till ett batteri som har använts och har nått sin ursprungliga designlivslängd, och dess kapacitet har återställts helt eller delvis med andra metoder.
I allmänhet är batteriets effektiva kapacitet efter 5 års användning ca 80%. Batteriets naturliga sönderfall har gått in i en stabil period, och det kan användas som ett batteri med liten kapacitet. Genom parallell användning av ett visst antal batterier kan den tillgängliga kapaciteten ökas flera gånger, vilket helt uppfyller behoven av energilagring och ström. är anledningen till att använda ett stort antal parallella batterier för att öka batterikapaciteten densamma.
Efter att ett batteripaket har använts i 5 år förkortas den användbara kapaciteten och batteritiden avsevärt. Användare och återförsäljare ersätter vanligtvis det som en helhet. Som alla vet behöver inte alla batterier i ett batteripaket bytas ut, men ett eller flera av batterierna har en allvarlig kapacitetsnedbrytning. Det påverkar hela batteripaketet. Om det finns flera sådana batteripaket tas de kraftigt försvagade batterierna bort genom detektering, och andra batterier kan återanvändas i en kaskad genom kapacitetsdelning och intern motståndsdetektering. Kaskadanvändningen av strömbatterier förlänger uppenbarligen batteriernas användningseffektivitet och livscykel och minskar de miljöföroreningar som orsakas av batterier. Det är känt som det viktigaste utvecklingsobjektet för närvarande och i framtiden.
Återanvändning av strömbatterier är en viktig länk i bildandet av en industrikedja för kraftbatterier med sluten slinga och har ett viktigt värde för miljöskydd, resursåtervinning och förbättring av kraftbatteriernas hela livscykelvärde. Efter avvecklingen kan kraftbatterier fortfarande användas i elfordon med låg hastighet, reservkraftkällor, kraftlagring och andra områden med relativt goda driftsförhållanden och låga batteriprestandakrav efter testning, screening och omorganisation.
Med den ökande marknadsföringen och tillämpningen av nya energifordon kommer ett stort antal pensionerade batterier att produceras varje år, och konceptet kaskadanvändning av kraftbatterier har dykt upp och väckt stor uppmärksamhet.
Användningen av echelonbatterier kan förbättra användningen av batterier och förlänga batteriernas livscykel, vilket är av stor betydelse när det gäller energibesparing och miljöskydd, men användningen av echelonbatterier måste uppmärksamma vissa frågor:
1. Använd grundläggande enhetsceller så mycket som möjligt, såsom 2V enstaka blybatterier, olika litiumbatterier, inklusive litiumjärnfosfatbatterier, litiumtaitatbatterier, ternary litiumbatterier, litiumkoboltoxidbatterier och litiummangantbatterier. Vänta. Batterier som är förpackade i serie med flera enheter, såsom 6V blybatterier (3 2V-enheter) och 12V blybatterier (6 2V-enheter), är inte lämpliga för kaskadutnyttjande, främst för att insidan av dessa batterier är multisträng Batteriet i sig har problemet med obalans, som inte kan lösas externt.
2. Principen om gruppering av batterier av samma typ måste följas. Batterierna i gruppen måste vara av samma typ, det vill säga batteriernas arbetsspänningsområde måste vara detsamma. Batterier med olika spänningsområden kan inte visas i samma batteripaket, och de kan inte blandas även om de har samma kapacitet.
3. Om förhållandena tillåter bör kapacitet, spänning och inre motstånd mätas innan batteripaketet monteras, och batterier med liknande kapacitet och internt motstånd bör väljas så mycket som möjligt för att minska expansionen av konsekvensskillnader vid återanvändning.
Eftersom kapaciteten hos echelonbatterier i allmänhet är lägre än den nominella kapaciteten, för att få tillräcklig kapacitet, är det nödvändigt att använda ett större antal batterier för att uppnå designkapaciteten genom lämplig serie och parallell anslutning, så den måste monteras enligt tekniska förhållanden.
Monteringsmetod 1: först parallellt och sedan i serie, t.ex.
Monteringsmetod 2: först i serie och sedan parallellt, ofta används i datacenter eller datorrum.
Båda monteringsmetoderna har sina egna fördelar och nackdelar och är lämpliga för olika miljöer:
Nackdelar med parallellkoppling först och sedan snörning: valet av enhetsbatterianslutningslinjer och bussstänger är mycket viktigt, annars kommer det att orsaka skillnader i batteriladdning och urladdning, och individuell batteriläckageström (eller fel) kommer att påverka en parallell enhet, vilket har en relativt stor inverkan på kapaciteten. Påverkar batteriets livslängd (körsträcka); fördelar: lätt att hantera, om du lägger till en batteriutjämning behövs bara en uppsättning (uppsättning).
Fördelar med seriell först och sedan parallell: enkel anslutning, enkelt underhåll, snabb upptäckt och hantering av felaktiga batterier, enkelt underhåll, enhetsbatterikapacitet i varje sträng kan vara olika, hög batteriutnyttjandegrad, kapacitet (ström) kan utökas godtyckligt, öka säkerhetskopieringstiden, förbättra tillförlitligheten, särskilt lämplig för datacenter; Nackdelar: Om du lägger till batteriutjämning krävs flera uppsättningar (uppsättningar).
4. Följande batterier kan inte återanvändas: en är ett batteri med stor läckageström (eller en hög självurladdningsgrad); den andra är ett batteri vars utseende är deformerat, till exempel ett svullet skal; den tredje är ett batteri som läcker.
Echelon cellbalans
Även om screeningen av echelonbatterier är mycket strikt är det svårt att säkerställa batteriernas konsistens. Även om batterier med utmärkt konsistens monteras ihop kommer det fortfarande att finnas skillnader i varierande grad efter dussintals laddnings- och urladdningscykler, och denna skillnad kommer att förändras med användning. Förlängningen av tiden ökar gradvis, och konsistensen kommer att bli värre och värre. Det är uppenbart att spänningsskillnaden mellan batterierna gradvis ökar och den effektiva laddnings- och urladdningstiden blir kortare och kortare. Ett stort antal testdata visade att batteripaketet med dålig konsistens har följande egenskaper:
1. Enhetens spänning är uppenbarligen ojämn och oregelbundet fördelad;
2. Enhetsbatteriets återstående kapacitet uppvisar en oregelbunden diskret fördelning.
3. Enhetscellens inre motstånd uppvisar också en oregelbunden diskret fördelning.
Genom ytterligare statistik om detektionsdata visar det sig att den största mördaren av batteriobalans är:
1. Batteriets temperaturskillnad, installationen av batteripaketet är vanligtvis tät och batteritemperaturen för varje del är annorlunda, vilket påverkar batteriets konsistens och påskyndar skillnaden mellan batterierna.
2. Kraftig laddning och urladdning för att påskynda expansionen av skillnader mellan batterier.
Kapaciteten hos energilagringsbatteriet är mycket stor. Ta det nominella 500Ah-batteripaketet som exempel. Förutsatt att skillnaden mellan batteriets maximala kapacitet och minsta kapacitet är 50Ah, och skillnaden mellan andra batterier varierar från 5 till 10Ah, den maximala effektiva urladdningen av systemet Kapaciteten är 450Ah (preliminärt numrerad som D-batteri, samma nedan), förutsatt att urladdningsströmmen är 50A, den teoretiska maximala urladdningstiden är ca 9h. Efter denna tid kommer D-batteriet att nå urladdningsavspänningen och gå in i överurladdningstillståndet. Om det fortsätter att laddas ur kommer det att allvarligt skada D-batteriet, och dess maximala effektiva kapacitet kommer att minska kraftigt, vilket ytterligare minskar batteripaketets maximala effektiva kapacitet. Det finns också ett problem med utsläppsgraden. Urladdningshastigheten för det största kapacitetsbatteriet är 0,1C, urladdningshastigheten för D-batteri är 0,11C och urladdningshastigheten för andra batterier är mellan 0,1C och 0,11C. Varje batteri har en annan grad av dämpning, vilket leder till en gradvis expansion och acceleration av batteriernas skillnader och enhetlighet. På samma sätt, under laddning, laddning med en hastighet av 0,1C, når laddningshastigheten för D-batteriet 0,11C, vilket är som högst, och laddningsgränsspänningen uppnås först. Om du fortsätter att ladda kommer överladdningstillståndet att gå in i överladdningstillståndet, vilket orsakar ytterligare skador på D-batteriet. Laddningshastigheten för andra batterier Det är mellan 0.1C och 0.11C, och skillnaden i laddningshastighet kommer att förvärra batteriets skillnad och konsistens, och det kommer att accelerera. Ett sådant batteripaket kommer så småningom att leda till mindre och mindre effektiv kapacitet och kortare effektiv urladdningstid efter upprepad laddning och urladdning. Det finns också ett allvarligt problem med batteripaketet för energilagring med stor kapacitet, vilket är risken för termisk rymning. För detta batteripaket kan D-batteriet bli det batteri som har den högsta temperaturen under batteripaketets laddnings- och urladdningsprocess om det inte går att effektivt förebygga och kontrollera. Om ett termiskt runaway-fel inträffar kommer batteriet att kasseras helt eller till och med orsaka att batteripaketet misslyckas. Om batteripaketet kan underhålla varje batteri utan överladdning och överladdning under drift kan batteripaketets effektiva kapacitet och urladdningstid garanteras, och det är alltid i ett tillstånd av naturligt förfall. Hur viktigt det är att arbeta korrekt och säkert.
För D-batteriet i det här exemplet, om urladdningsströmmen automatiskt kan minskas till under 50A, till exempel 47-48A, och den otillräckliga 2-3A-strömmen automatiskt tillhandahålls av andra batterier med stor kapacitet, kan den totala urladdningstiden överstiga 9h. Andra batterier når slutet av urladdningen tillsammans, och ingen överurladdning sker; På samma sätt, om laddningsströmmen automatiskt kan minskas till under 50A, till exempel 47-48A, kommer den återstående 2-3A-strömmen automatiskt att överföras till andra batterier med stor kapacitet och automatiskt öka laddningsströmmen för batteriet med stor kapacitet når laddningsgränsspänningen tillsammans med andra batterier, så att överladdning inte uppstår. Det kan ses att utjämnande ström måste nå mer än 5A för att uppfylla kraven, särskilt i slutet av laddning och urladdning. Från utjämningsprincipen kan endast överföringsbatteriutjämnaren vara kompetent.
För närvarande är framstegen med effektiv batteribalanseringsteknik mycket obalanserade, särskilt när det gäller att balansera ström och balansera effektivitet. Även om vissa lösningar har antagit synkron korrigeringsteknik, är den maximala balansströmmen mestadels begränsad till mindre än 5A, och den kontinuerliga balansströmmen är bara 1-3A. Det behövs inte. Eftersom det är nödvändigt att stödja dubbelriktad utjämning är den nuvarande omvandlingseffektiviteten vanligtvis inte hög, och självuppvärmningsproblemet under stor utjämningsström är fortfarande relativt framträdande. Ett annat viktigt hinder är kostnaden för utrustning. Eftersom de flesta av dem använder synkrona likriktarchips ökar kostnaden mycket.
Högeffektiv cellbalanseringsteknik
För närvarande har en högeffektiv, högeffektiv, dynamisk överföringsbatteriutjämningsteknik i realtid framgångsrikt utvecklats av kamrat Zhou Baolin på Daqing Transportation Bureau efter många år. Det tar den nationella patenttekniken (patentnummer 201220153997.0 och 201520061849.X) som kärna, och integrerar den självuppfunna dubbelriktade synkrona korrigeringstekniken (patent ansökt om: en överföringstyp batteriutjämnare i realtid med dubbelriktad synkron korrigeringsfunktion, applikationsnummer: 201710799424.2), vilket inte är en dubbelriktad synkron korrigeringsfunktion, applikationsnummer: 201710799424.2), vilket inte är en dubbelriktad synkron korrigeringsteknik: 201710799424.2), vilket inte är en dubbelriktad synkron korrigeringsfunktion: 201710799424.2), vilket inte är en dubbelriktad synkbildningsteknik, applikationsnummer: 201710799424.2), vilket inte är en dubbelriktad synkificeringsteknik: 201710799424.2), vilket inte är en dubbelriktad synkron korrigeringsfunktion: 201710799424.2), vilket inte är en dubbelriktad synkron korrigeringsteknik: 201710799424.2), vilket inte är en dubbelriktad synkron korrigeringsteknik i realtid med dubbelriktad synkron korrigeringsfunktion, applikationsnummer: 201710799424.2), vilket inte är en dubbelriktad synkron korrigeringsteknik: 201710799424.2), vilket inte är en dubbelriktad synkron korrigeringsteknik: 201710799424.2), vilket inte är en dubbelriktad synkron korrigeringsteknik: 2 utrustningskostnader, men förbättrar också balansströmmen och balanseffektiviteten avsevärt. Uppnådde genombrott i balanserade tekniska indikatorer, med följande egenskaper:
1. Saldoströmområdet är stort. En stor utjämningsström innebär att utjämningshastigheten är mycket snabb, se bifogad tabell. För närvarande har den förbättrade litiumbatteriet equalizer insett att förhållandet mellan utjämnande ström och spänningsskillnaden är ca 1A/13mV. Till exempel, när spänningsskillnaden når 130mV, kan utjämnande ström nå ca 10A, vilket är särskilt gynnsamt för höghastighetsutjämning.
2. Hög balanseffektivitet. Hög jämviktseffektivitet innebär mindre effektförlust, högre utnyttjande och lägre temperaturökning av utrustning, se tabell 1.
3. Dynamisk utjämning i realtid. I batteripaketets statiska tillstånd kan den maximala spänningsskillnaden i förpackningen styras inom 10mV eller ännu mindre (beroende på inställningen av referensspänningsskillnaden) och ange mikroeffektlägesdetekteringstillståndet, oavsett om batteripaketet är i laddningsläge eller i urladdningsläget, när spänningsskillnaden upptäcks vara större än referensspänningsskillnaden, Det kommer omedelbart att gå in i höghastighetsutjämningstillståndet. Den största fördelen med dynamisk utjämning i realtid är att den effektiva utjämningstiden är lång, utjämnaren har högsta effektivitet och dess unika pulsteknik har bra underhåll och kapacitet för batteriet. Förbättringseffekten har testats av applikationen.
Genom att använda en högströms, högeffektiv cellutjämnare kan du minimera batteriöverladdning, överladdning och termiska runaway-fel. Även om batteripaketets kapacitetsförfall har blivit det faktum att konsistensen har blivit värre, kan det minska förfallshastigheten mycket bra. Genom att automatiskt tvinga spänningen att bibehålla konsistensen kan den också förbättra batteripaketets effektiva kapacitet i viss utsträckning och förlänga batteripaketet. Cykellivslängden minskar i synnerhet reparations- och underhållskostnaderna avsevärt.
Faktisk användningseffekt: används på 24 strängar av enstaka 2V170Ah blysyrabatterier som returneras av kunder. Standardströmmen på 17A används för laddning och urladdning. Vid ingen utjämnare är den maximala urladdningstiden efter full laddning ca 3h. Under urladdningen av 3 batterier är värmen allvarlig och spänningen är kraftigt överdebiterade. Spänningsvärdet är lägre än 0,5V, och ett batteri är -0,1 V, det finns en polaritetsåterföring, spänningen på 21 batterier varierar från 1,8 till 2,0V, och det finns fortfarande mycket kraft som inte har släppts; efter att ha använt batteriutjämnarprototypen i den här artikeln, under standardladdnings- och urladdningsparametrarna, efter flera laddnings- och urladdningscykler , utökas urladdningstiden gradvis till ca 5,5h och effektiviteten förbättras med mer än 80%. För de tre värsta batterierna är spänningen efter urladdning alla över 1,5V, och urladdningsspänningen stiger gradvis, särskilt problemet med allvarlig värme i början. Stor förbättring, temperaturfallet är mycket uppenbart, bara spänningen på 4 batterier är cirka 1,9V, resten av batterierna är cirka 1,8V, batterikraften är helt och effektivt frisläppt.
