Hujayra balansi LifePo4 batareyasining ishlash muddatini qanday uzaytiradi?

Qurilmalar uzoq muddatli, yuqori unumdorlikka muhtoj bo'lgandaLifePo4 batareya to'plami, ular har bir hujayrani muvozanatlashi kerak. Nima uchun LifePo4 batareya to'plami batareya balansiga muhtoj? LifePo4 batareyalari haddan tashqari kuchlanish, past kuchlanish, ortiqcha zaryadlash va tushirish oqimi, termal qochib ketish va batareya kuchlanishining nomutanosibligi kabi ko'plab xususiyatlarga bog'liq. Eng muhim omillardan biri bu hujayra nomutanosibligi bo'lib, vaqt o'tishi bilan paketdagi har bir hujayraning kuchlanishini o'zgartiradi va shu bilan batareya quvvatini tezda kamaytiradi. LifePo4 batareya to'plami bir nechta hujayralarni ketma-ket ishlatish uchun mo'ljallangan bo'lsa, hujayra kuchlanishlarini doimiy ravishda muvozanatlash uchun elektr xususiyatlarini loyihalash muhimdir. Bu nafaqat batareya to'plamining ishlashi, balki hayot aylanishini optimallashtirish uchun ham. Doktrina zarurati shundan iboratki, batareyani muvozanatlash batareyani qurishdan oldin va keyin sodir bo'ladi va batareyaning optimal ishlashini saqlab qolish uchun batareyaning ishlash muddati davomida bajarilishi kerak! Batareyani balanslashdan foydalanish ilovalar uchun yuqori quvvatga ega batareyalarni loyihalash imkonini beradi, chunki balanslash batareyaning yuqori zaryad holatiga (SOC) erishishga imkon beradi. Siz ko'plab LifePo4 Cell birliklarini ketma-ket ulashni ko'plab chana itlari bilan chana tortayotgandek tasavvur qilishingiz mumkin. Agar barcha chana itlari bir xil tezlikda harakat qilsa, chana maksimal samaradorlik bilan tortilishi mumkin. To'rt chana iti bilan, agar bitta chana it sekin yugursa, qolgan uchta chana iti ham tezligini kamaytirishi kerak, bu esa samaradorlikni pasaytiradi va agar bitta chana iti tezroq yugursa, u qolgan uchta chana itning yukini tortib oladi va o'ziga zarar etkazish. Shuning uchun, bir nechta LifePo4 xujayralari ketma-ket ulanganda, yanada samarali LifePo4 batareya paketini olish uchun barcha hujayralarning kuchlanish qiymatlari teng bo'lishi kerak. Nominal LifePo4 batareyasi atigi 3,2V quvvatga ega, lekin ichidauy energiya saqlash tizimlari, portativ quvvat manbalari, sanoat, telekommunikatsiya, elektr transport vositalari va mikrogrid ilovalari, biz nominal kuchlanishdan ancha yuqori bo'lishi kerak. So'nggi yillarda qayta zaryadlanuvchi LifePo4 batareyalari engil vazni, yuqori energiya zichligi, uzoq umr ko'rish, yuqori sig'im, tez zaryadlash, past o'z-o'zidan zaryadsizlanish darajasi va atrof-muhitga zarar etkazishi tufayli quvvat akkumulyatorlari va energiya saqlash tizimlarida muhim rol o'ynadi. Hujayra balansi har bir LifePo4 xujayrasining kuchlanishi va quvvati bir xil darajada bo'lishini ta'minlaydi, aks holda LiFePo4 batareya paketining diapazoni va ishlash muddati sezilarli darajada kamayadi va batareyaning ishlashi yomonlashadi! Shu sababli, LifePo4 hujayra balansi batareyaning sifatini aniqlashda eng muhim omillardan biridir. Ishlash vaqtida ozgina kuchlanish bo'shlig'i paydo bo'ladi, lekin biz uni hujayra balansi orqali maqbul diapazonda ushlab turishimiz mumkin. Balanslash vaqtida yuqori sig'imli hujayralar to'liq zaryadlash / tushirish tsiklidan o'tadi. Hujayra muvozanati bo'lmasa, eng sekin quvvatga ega bo'lgan hujayra zaif nuqta hisoblanadi. Hujayra muvozanati haroratni kuzatish, zaryadlash va paketning ishlash muddatini maksimal darajada oshirishga yordam beradigan boshqa funktsiyalar bilan bir qatorda BMS ning asosiy funktsiyalaridan biridir. Batareyani muvozanatlashning boshqa sabablari: LifePo4 batareyasi to'liq energiyadan foydalanish Batareya uchun mo'ljallanganidan ko'ra ko'proq oqimni yutish yoki batareyani qisqartirish batareyaning muddatidan oldin ishdan chiqishiga olib kelishi mumkin. LifePo4 batareyasi zaryadsizlanayotganda, zaifroq hujayralar sog'lom hujayralarga qaraganda tezroq zaryadsizlanadi va ular boshqa hujayralarga qaraganda tezroq minimal kuchlanishga erishadilar. Hujayra minimal kuchlanishga yetganda, butun batareya to'plami ham yukdan uziladi. Bu batareya quvvatining foydalanilmagan quvvatiga olib keladi. Hujayra degradatsiyasi Agar LifePo4 xujayrasi tavsiya etilgan qiymatdan bir oz ko'proq zaryadlangan bo'lsa ham, hujayraning samaradorligi va hayotiy jarayoni kamayadi. Misol tariqasida, zaryadlash kuchlanishining 3,2V dan 3,25V gacha biroz oshishi batareyani 30% ga tezroq buzadi. Shunday qilib, agar hujayra balansi to'g'ri bo'lmasa, ortiqcha zaryadlash ham batareyaning ishlash muddatini qisqartiradi. Hujayra to'plamining to'liq zaryadlanmaganligi LifePo4 batareyalari 0,5 dan 1,0 gacha bo'lgan doimiy oqim bilan to'lanadi. LifePo4 akkumulyatorining kuchlanishi ko'tariladi, chunki to'liq hisob-kitob qilingandan so'ng zaryadlash to'liq tushadi. 85 Ah, 86 Ah va 87 Ah va 100 foiz SoC bo'lgan uchta hujayra haqida o'ylab ko'ring va shundan so'ng barcha hujayralar chiqariladi va ularning SoC ham kamayadi. 1-hujayra eng past quvvatga ega bo'lsa, birinchi bo'lib energiya tugashini tezda bilib olishingiz mumkin. Quvvat hujayra paketlariga o'rnatilganda, shuningdek, xuddi shu hujayralar orqali oqib chiqsa, 1-hujayra yana bir marta zaryadlash davomida orqaga osilib turadi va boshqa ikkita hujayra to'liq zaryadlanganligi sababli to'liq zaryadlangan deb hisoblanishi mumkin. Bu shuni anglatadiki, 1-hujayralarda hujayraning o'z-o'zidan isishi tufayli kulometrik samaradorlik (CE) pasayadi, bu hujayra tengsizligiga olib keladi. Termal Qochqin Ro'y berishi mumkin bo'lgan eng dahshatli nuqta - termal qochib ketish. Biz tushunganimizdeklitiy hujayralarihaddan tashqari zaryadlash va haddan tashqari zaryadsizlanishga juda sezgir. 4 ta hujayradan iborat paketda, agar bitta hujayra 3,5 V, boshqasi esa 3,2 V bo'lsa, zaryad barcha hujayralarni bir-biriga to'laydi, chunki ular ketma-ket bo'ladi, shuningdek, u 3,5 V hujayrani tavsiya etilgan kuchlanishdan kattaroqqa hisoblaydi, chunki turli xil boshqa batareyalar hali ham zaryadga muhtoj. Bu ichki issiqlik ishlab chiqarish narxi issiqni chiqarish tezligidan oshib ketganda termal qochib ketishiga olib keladi. Bu LifePo4 batareya to'plamining termal nazoratsiz bo'lishiga olib keladi. Batareya paketlarida hujayra muvozanatining buzilishi nimada? Endi biz batareya to'plamida barcha hujayralarni muvozanatda saqlash nima uchun muhimligini tushunamiz. Shunga qaramay, muammoni to'g'ri hal qilish uchun hujayralar nima uchun muvozanatsiz bo'lishini bilishimiz kerak. Yuqorida aytib o'tilganidek, batareyalar to'plami hujayralarni ketma-ket joylashtirish orqali yaratilganda, barcha hujayralar bir xil kuchlanish darajasida qolishiga ishonch hosil qilinadi. Shunday qilib, yangi batareya to'plami har doim muvozanatli hujayralarga ega bo'ladi. Ammo paket foydalanishga topshirilganda, hujayralar omillarga mos kelishi tufayli muvozanatdan chiqib ketadi. SOC nomuvofiqligi Hujayraning SOC ni o'lchash murakkab; shuning uchun batareyadagi ma'lum hujayralarning SOC ni o'lchash juda murakkab. Hujayralarni uyg'unlashtirishning optimal usuli bir xil kuchlanish (OCV) darajalari o'rniga bir xil SOC hujayralariga mos kelishi kerak. Ammo paketni yaratishda hujayralarni faqat kuchlanish shartlari bo'yicha moslashtirish deyarli mumkin emasligi sababli, SOCdagi variant o'z vaqtida OCVda modifikatsiyaga olib kelishi mumkin. Ichki qarshilik varianti Bir xil ichki qarshilikka (IR) ega bo'lgan hujayralarni topish juda qiyin va batareyaning yoshi o'tgan sayin, hujayraning IQ ham o'zgaradi, shuning uchun batareya paketida barcha hujayralar bir xil IRga ega bo'lmaydi. Biz tushunganimizdek, IQ hujayraning ichki sezgirligini oshiradi, bu hujayra orqali oqim oqimini belgilaydi. IQ har xil bo'lgani uchun hujayra orqali oqim va uning kuchlanishi ham har xil bo'ladi. Harorat darajasi Hujayraning hisob-kitob va ozod qilish qobiliyati uning atrofidagi haroratga ham bog'liq. EV yoki quyosh massivlari kabi muhim batareyalar to'plamida hujayralar chiqindi hududga taqsimlanadi va paketning o'zi o'rtasida harorat farqi bo'lishi mumkin, bu esa tengsizlikni keltirib chiqaradigan qolgan hujayralarga qaraganda tezroq zaryadlash yoki zaryadsizlanish uchun bitta hujayrani yaratadi. Yuqoridagi omillardan ko'rinib turibdiki, biz protsedura davomida hujayralar muvozanatining buzilishiga to'sqinlik qila olmaymiz. Shunday qilib, yagona chora - bu hujayralar muvozanatlashganidan keyin yana bir bor muvozanatni talab qiladigan tashqi tizimdan foydalanish. Ushbu tizim Batareyani muvozanatlash tizimi deb ataladi. LiFePo4 batareya to'plami balansiga qanday erishish mumkin? Batareya boshqaruv tizimi (BMS) Odatda LiFePo4 batareya to'plami o'z-o'zidan batareya balansiga erisha olmaydi, bunga erishish mumkinbatareya boshqaruv tizimi(BMS). Batareya ishlab chiqaruvchisi batareyani muvozanatlash funktsiyasini va boshqa himoya funktsiyalarini, masalan, kuchlanishdan himoyalanish, SOC indikatori, haddan tashqari harorat signalizatsiyasi/himoyasi va boshqalarni ushbu BMS platasida birlashtiradi. Balanslash funktsiyasi bilan Li-ion batareya zaryadlovchi “Batareyani zaryadlovchi” sifatida ham tanilgan, zaryadlovchi turli simlar soniga ega (masalan, 1~6S) turli batareyalarni qo‘llab-quvvatlash uchun balans funksiyasini birlashtiradi. Batareyangizda BMS platasi bo'lmasa ham, muvozanatga erishish uchun Li-ion batareyangizni ushbu batareya zaryadlovchi bilan zaryadlashingiz mumkin. Balanslash kengashi Muvozanatli batareya zaryadlash moslamasidan foydalanganda, balanslash kartasidan ma'lum bir rozetkani tanlab, zaryadlash moslamasini va batareyangizni balans kartasiga ulashingiz kerak. Himoya zanjiri moduli (PCM) PCM platasi LiFePo4 batareya paketiga ulangan elektron plata bo'lib, uning asosiy vazifasi batareyani va foydalanuvchini nosozlikdan himoya qilishdir. Xavfsiz foydalanishni ta'minlash uchun LiFePo4 batareyasi juda qattiq kuchlanish parametrlari ostida ishlashi kerak. Batareya ishlab chiqaruvchisi va kimyosiga qarab, bu kuchlanish parametri zaryadsizlangan batareyalar uchun har bir hujayra uchun 3,2 V va qayta zaryadlanuvchi batareyalar uchun 3,65 V orasida o'zgarib turadi. PCM platasi ushbu kuchlanish parametrlarini kuzatib boradi va agar ular oshib ketgan bo'lsa, batareyani yuk yoki zaryadlovchidan uzib qo'yadi. Bitta LiFePo4 batareyasi yoki bir nechta LiFePo4 batareyalari parallel ravishda ulangan bo'lsa, bu osonlik bilan amalga oshiriladi, chunki PCM platasi individual kuchlanishlarni nazorat qiladi. Biroq, bir nechta batareyalar ketma-ket ulanganda, PCM platasi har bir batareyaning kuchlanishini kuzatishi kerak. Batareyani balanslash turlari LiFePo4 batareya to'plami uchun turli xil batareya balanslash algoritmlari ishlab chiqilgan. Batareyaning kuchlanishi va SOC asosida passiv va faol batareya balanslash usullariga bo'linadi. Passiv batareya balansi Passiv batareyani muvozanatlash texnikasi ortiqcha zaryadni to'liq quvvatlangan LiFePo4 batareyasidan qarshilik elementlari orqali ajratadi va barcha hujayralarga eng kam LiFePo4 batareya zaryadiga o'xshash zaryad beradi. Ushbu texnika ishonchliroq va kamroq komponentlardan foydalanadi, shuning uchun umumiy tizim narxini pasaytiradi. Biroq, texnologiya tizimning samaradorligini pasaytiradi, chunki energiya energiya yo'qotilishini keltirib chiqaradigan issiqlik shaklida tarqaladi. Shuning uchun bu texnologiya kam quvvatli ilovalar uchun javob beradi. Faol batareya balansi Faol zaryad balansi LiFePo4 batareyalari bilan bog'liq muammolarni hal qilishdir. Faol hujayra balanslash texnikasi zaryadni yuqori energiyali LiFePo4 batareyasidan chiqaradi va uni past energiyali LiFePo4 batareyasiga o'tkazadi. Passiv hujayra balanslash texnologiyasi bilan solishtirganda, bu usul LiFePo4 batareya modulida energiyani tejaydi, shu bilan tizimning samaradorligini oshiradi va LiFePo4 batareya to'plami hujayralari o'rtasida muvozanatni saqlash uchun kamroq vaqt talab qiladi, bu esa yuqori zaryadlash oqimlarini ta'minlaydi. LiFePo4 batareya to'plami ishlamay qolganda ham, hatto mukammal mos keladigan LiFePo4 batareyalari ham har xil tezlikda zaryadni yo'qotadi, chunki o'z-o'zidan zaryadsizlanish tezligi harorat gradientiga qarab o'zgaradi: batareya haroratining 10 ° C ga oshishi o'z-o'zidan zaryadsizlanish tezligini ikki baravar oshiradi. . Shu bilan birga, faol zaryad balansi hujayralar tinch holatda bo'lsa ham muvozanatni tiklashi mumkin. Biroq, bu texnikada murakkab sxemalar mavjud bo'lib, bu umumiy tizim narxini oshiradi. Shuning uchun faol hujayra balansi yuqori quvvatli ilovalar uchun javob beradi. Kondensatorlar, induktorlar/transformatorlar va elektron konvertorlar kabi energiyani saqlash komponentlariga ko'ra tasniflangan turli xil faol balanslash davri topologiyalari mavjud. Umuman olganda, faol batareyani boshqarish tizimi LiFePo4 batareyasining umumiy narxini pasaytiradi, chunki u LiFePo4 batareyalari orasidagi dispersiyani va notekis qarishini qoplash uchun hujayralarni haddan tashqari kattalashtirishni talab qilmaydi. Eski hujayralar yangi hujayralar bilan almashtirilganda va LiFePo4 batareya to'plamida sezilarli o'zgarishlar bo'lsa, batareyani faol boshqarish juda muhim bo'ladi. Akkumulyator batareyalarini boshqarishning faol tizimlari LiFePo4 batareya paketlarida katta parametrli o'zgarishlarga ega bo'lgan hujayralarni o'rnatishga imkon berganligi sababli, ishlab chiqarish rentabelligi oshadi, kafolat va texnik xizmat ko'rsatish xarajatlari kamayadi. Shu sababli, faol batareya boshqaruv tizimlari batareya paketining ishlashi, ishonchliligi va xavfsizligiga foyda keltiradi, shu bilan birga xarajatlarni kamaytirishga yordam beradi. Xulosa qiling Hujayra kuchlanishining o'zgarishi ta'sirini minimallashtirish uchun nomutanosibliklarni to'g'ri tartibga solish kerak. Har qanday muvozanatlash yechimining maqsadi LiFePo4 batareya to'plamining mo'ljallangan ishlash darajasida ishlashiga va uning mavjud quvvatini kengaytirishga imkon berishdir. Batareya balansi nafaqat ish faoliyatini yaxshilash uchun muhim vabatareyalarning hayot aylanishi, shuningdek, LiFePo4battery to'plamiga xavfsizlik omilini qo'shadi. Batareya xavfsizligini yaxshilash va batareyaning ishlash muddatini uzaytirish uchun rivojlanayotgan texnologiyalardan biri. Batareyani muvozanatlashning yangi texnologiyasi alohida LiFePo4 xujayralari uchun zarur bo'lgan muvozanat miqdorini kuzatib borishi sababli, LiFePo4 batareya paketining ishlash muddatini uzaytiradi va batareyaning umumiy xavfsizligini oshiradi.