उच्च-दक्षता बैटरी इक्वलाइज़र तकनीक और कैस्केड ऊर्जा भंडारण बैटरी के बीच संबंध

उच्च-दक्षता बैटरी इक्वलाइज़र तकनीक और कैस्केड ऊर्जा भंडारण बैटरी के बीच संबंध

बैटरी संतुलन तकनीक बैटरी पैक के सेवा जीवन में सुधार कर सकती है और बैटरी पैक के सेवा समय को बढ़ा सकती है। यह बड़ी-क्षमता निकल-धातु हाइड्राइड, 2V लेड-एसिड बैटरी, लिथियम बैटरी, 6V लेड-एसिड, 12V लेड-एसिड के लिए उपयुक्त है बैटरी पैक और सुपरकैपेसिटर पैक।

सीढ़ी बैटरी और चयन

एक द्वितीयक बैटरी एक ऐसी बैटरी को संदर्भित करती है जिसका उपयोग किया गया है और अपने मूल डिजाइन जीवन तक पहुंच गया है, और इसकी क्षमता को अन्य तरीकों से पूर्ण या आंशिक रूप से बहाल कर दिया गया है।

आम तौर पर, 5 साल के उपयोग के बाद बैटरी की प्रभावी क्षमता लगभग 80 प्रतिशत होती है। बैटरी का प्राकृतिक क्षय एक स्थिर अवधि में प्रवेश कर गया है, और इसे एक छोटी-क्षमता वाली बैटरी के रूप में उपयोग किया जा सकता है। एक निश्चित संख्या में बैटरियों के समानांतर उपयोग के माध्यम से, उपलब्ध क्षमता को कई गुना बढ़ाया जा सकता है, जो ऊर्जा भंडारण और बिजली की जरूरतों को पूरी तरह से पूरा करता है। , बैटरी क्षमता बढ़ाने के लिए बड़ी संख्या में समानांतर बैटरी का उपयोग करने का कारण एक ही है।

5 साल तक बैटरी पैक का उपयोग करने के बाद, उपयोग करने योग्य क्षमता और बैटरी जीवन काफी कम हो जाता है। उपयोगकर्ता और डीलर आमतौर पर इसे पूरी तरह से बदल देते हैं। जैसा कि सभी जानते हैं, बैटरी पैक में सभी बैटरियों को बदलने की आवश्यकता नहीं होती है, लेकिन एक या कई बैटरियों की क्षमता में गंभीर गिरावट होती है। यह पूरे बैटरी पैक को प्रभावित करता है। यदि ऐसे कई बैटरी पैक हैं, तो गंभीर रूप से क्षीण बैटरियों को डिटेक्शन द्वारा हटा दिया जाता है, और अन्य बैटरियों को कैस्केड में क्षमता विभाजन और आंतरिक प्रतिरोध का पता लगाने के माध्यम से पुन: उपयोग किया जा सकता है। पावर बैटरियों का कैस्केड उपयोग स्पष्ट रूप से बैटरी के उपयोग दक्षता और जीवन चक्र को बढ़ाता है, और बैटरी के कारण होने वाले पर्यावरण प्रदूषण को कम करता है। इसे वर्तमान और भविष्य में प्रमुख विकास वस्तु के रूप में जाना जाता है।

पावर बैटरी का पुन: उपयोग एक बंद-लूप पावर बैटरी उद्योग श्रृंखला के निर्माण में एक महत्वपूर्ण कड़ी है, और पर्यावरण संरक्षण, संसाधन पुनर्प्राप्ति, और पावर बैटरी के पूर्ण जीवन चक्र मूल्य में सुधार करने में महत्वपूर्ण मूल्य है। डीकमिशनिंग के बाद, पावर बैटरी अभी भी कम - स्पीड इलेक्ट्रिक वाहनों, बैकअप पावर स्रोतों, पावर स्टोरेज और अन्य क्षेत्रों में अपेक्षाकृत अच्छी परिचालन स्थितियों और परीक्षण, स्क्रीनिंग और पुनर्गठन के बाद कम बैटरी प्रदर्शन आवश्यकताओं के साथ उपयोग करने में सक्षम हैं।

नई ऊर्जा वाहनों के बढ़ते प्रचार और अनुप्रयोग के साथ, हर साल बड़ी संख्या में सेवानिवृत्त बैटरियों का उत्पादन किया जाएगा, और पावर बैटरी के कैस्केड उपयोग की अवधारणा उभरी है और व्यापक ध्यान आकर्षित किया है।

सोपानक बैटरियों के उपयोग से बैटरियों की उपयोग दर में सुधार हो सकता है और बैटरियों के जीवन चक्र का विस्तार हो सकता है, जो ऊर्जा की बचत और पर्यावरण संरक्षण के मामले में बहुत महत्वपूर्ण है, लेकिन सोपानक बैटरियों के उपयोग में कुछ मामलों पर ध्यान देना चाहिए:

1. जितना हो सके बुनियादी इकाई कोशिकाओं का उपयोग करें, जैसे 2V सिंगल लेड-एसिड बैटरी, लिथियम आयरन फॉस्फेट बैटरी, लिथियम टाइटेनेट बैटरी, टर्नरी लिथियम बैटरी, लिथियम कोबाल्ट ऑक्साइड बैटरी और लिथियम मैंगनेट सहित विभिन्न लिथियम बैटरी। बैटरी। रुकना। कई इकाइयों के साथ श्रृंखला में पैक की गई बैटरियां, जैसे कि 6V लेड-एसिड बैटरी (3 2V यूनिट) और 12V लेड-एसिड बैटरी (6 2V यूनिट), मुख्य रूप से कैस्केड उपयोग के लिए उपयुक्त नहीं हैं। क्योंकि इन बैटरियों का इंटीरियर मल्टी-स्ट्रिंग है। बैटरी में ही असंतुलन की समस्या है, जिसे बाहरी रूप से हल नहीं किया जा सकता है।

2. एक ही प्रकार की बैटरियों को समूहीकृत करने के सिद्धांत का पालन किया जाना चाहिए। समूह में बैटरी एक ही प्रकार की होनी चाहिए, अर्थात बैटरी की कार्यशील वोल्टेज रेंज समान होनी चाहिए। विभिन्न कार्यशील वोल्टेज रेंज वाली बैटरियां एक ही बैटरी पैक में प्रकट नहीं हो सकती हैं, और समान क्षमता होने पर भी उन्हें मिश्रित नहीं किया जा सकता है।

3. यदि स्थितियां अनुमति देती हैं, तो बैटरी पैक को इकट्ठा करने से पहले क्षमता, वोल्टेज और आंतरिक प्रतिरोध को मापा जाना चाहिए, और पुन: उपयोग के दौरान स्थिरता अंतर के विस्तार को कम करने के लिए समान क्षमता और आंतरिक प्रतिरोध वाली बैटरी को जितना संभव हो उतना चुना जाना चाहिए।

चूंकि एखेलॉन बैटरी की क्षमता आम तौर पर नाममात्र क्षमता से कम होती है, पर्याप्त क्षमता प्राप्त करने के लिए, उपयुक्त श्रृंखला और समानांतर कनेक्शन के माध्यम से डिजाइन क्षमता प्राप्त करने के लिए बड़ी संख्या में बैटरी का उपयोग करना आवश्यक है, इसलिए इसे इकट्ठा करने की आवश्यकता है तकनीकी स्थितियों के लिए।

असेंबली विधि 1: पहले समानांतर में और फिर श्रृंखला में, जैसे कि इस पद्धति का उपयोग करने वाले इलेक्ट्रिक वाहनों के लिए बैटरी पैक।

असेंबली विधि 2: पहले श्रृंखला में और फिर समानांतर में, अक्सर डेटा केंद्रों या कंप्यूटर कक्षों में उपयोग किया जाता है।

दोनों विधानसभा विधियों के अपने फायदे और नुकसान हैं और विभिन्न वातावरणों के लिए उपयुक्त हैं:

पहले समानांतर और फिर स्ट्रिंग के नुकसान: यूनिट बैटरी कनेक्शन लाइनों और बस बार का चयन बहुत महत्वपूर्ण है, अन्यथा यह बैटरी चार्ज और डिस्चार्ज में अंतर पैदा करेगा, और व्यक्तिगत बैटरी लीकेज करंट (या गलती) एक समानांतर इकाई को प्रभावित करेगा, जो है क्षमता पर अपेक्षाकृत बड़ा प्रभाव। बैटरी जीवन (माइलेज) को प्रभावित करता है; फायदे: प्रबंधन में आसान, यदि आप बैटरी इक्वलाइज़र जोड़ते हैं, तो केवल एक सेट (सेट) की आवश्यकता होती है।

पहले धारावाहिक के लाभ और फिर समानांतर: आसान कनेक्शन, आसान रखरखाव, दोषपूर्ण बैटरी का त्वरित पता लगाना और संभालना, आसान रखरखाव, प्रत्येक स्ट्रिंग में इकाई बैटरी क्षमता अलग हो सकती है, उच्च बैटरी उपयोग दर, क्षमता (शक्ति) को मनमाने ढंग से विस्तारित किया जा सकता है, वृद्धि बैकअप समय, विश्वसनीयता में सुधार, विशेष रूप से डेटा केंद्रों के लिए उपयुक्त; नुकसान: यदि आप बैटरी इक्वलाइज़र जोड़ते हैं, तो कई सेट (सेट) की आवश्यकता होती है।

4. निम्नलिखित बैटरियों का पुन: उपयोग नहीं किया जा सकता है: एक बड़ी लीकेज करंट वाली बैटरी है (या एक उच्च स्व-डिस्चार्ज दर); दूसरी बैटरी है जिसका स्वरूप विकृत है, जैसे सूजा हुआ खोल; तीसरी एक बैटरी है जो लीक होती है।

सोपानक सेल बैलेंस

भले ही सोपानक बैटरियों की स्क्रीनिंग बहुत सख्त हो, बैटरियों की स्थिरता सुनिश्चित करना मुश्किल है। यहां तक ​​​​कि अगर उत्कृष्ट स्थिरता वाली बैटरियों को एक साथ इकट्ठा किया जाता है, तब भी दर्जनों चार्ज और डिस्चार्ज चक्रों के बाद भी अलग-अलग डिग्री में अंतर होगा, और यह अंतर उपयोग के साथ बदल जाएगा। समय का विस्तार धीरे-धीरे बढ़ता है, और संगति बदतर और बदतर होती जाएगी। यह स्पष्ट है कि बैटरियों के बीच वोल्टेज का अंतर धीरे-धीरे बढ़ता है, और प्रभावी चार्ज और डिस्चार्ज का समय छोटा और छोटा होता जाता है। बड़ी संख्या में परीक्षण डेटा में पाया गया कि खराब स्थिरता वाले बैटरी पैक में निम्नलिखित विशेषताएं हैं:

1. यूनिट सेल का वोल्टेज स्पष्ट रूप से असमान और अनियमित रूप से वितरित है;

2. यूनिट बैटरी की अवशिष्ट क्षमता एक अनियमित असतत वितरण प्रस्तुत करती है;

3. यूनिट सेल का आंतरिक प्रतिरोध भी एक अनियमित असतत वितरण प्रस्तुत करता है।

डिटेक्शन डेटा पर आगे के आँकड़ों के माध्यम से, यह पाया गया है कि बैटरी असंतुलन का सबसे बड़ा हत्यारा है:

1. बैटरी का तापमान अंतर, बैटरी पैक की स्थापना आमतौर पर घनी होती है, और प्रत्येक भाग का बैटरी तापमान अलग होता है, जो बैटरी की स्थिरता को प्रभावित करता है और बैटरी के बीच अंतर को तेज करता है;

2. बैटरी के बीच अंतर के विस्तार में तेजी लाने के लिए गंभीर चार्ज और डिस्चार्ज;

ऊर्जा भंडारण बैटरी पैक की क्षमता बहुत बड़ी है। उदाहरण के तौर पर नाममात्र का 500आह बैटरी पैक लें। यह मानते हुए कि बैटरी की अधिकतम क्षमता और न्यूनतम क्षमता के बीच का अंतर 50आह है, और अन्य बैटरियों के बीच का अंतर 5 से 10आह तक है, सिस्टम का अधिकतम प्रभावी निर्वहन। क्षमता 450आह (अस्थायी रूप से डी बैटरी के रूप में गिना जाता है, वही नीचे), यह मानते हुए कि डिस्चार्ज करंट 50ए है, सैद्धांतिक अधिकतम डिस्चार्ज समय लगभग 9 घंटे है। इस समय के बाद, डी बैटरी डिस्चार्ज कट-ऑफ वोल्टेज तक पहुंच जाएगी और ओवर-डिस्चार्ज स्थिति में प्रवेश करेगी। यदि यह निर्वहन जारी रखता है, तो यह डी बैटरी को गंभीर रूप से नुकसान पहुंचाएगा, और इसकी अधिकतम प्रभावी क्षमता तेजी से घट जाएगी, जिससे बैटरी पैक की अधिकतम प्रभावी क्षमता कम हो जाएगी। डिस्चार्ज रेट की भी समस्या है। सबसे बड़ी क्षमता वाली बैटरी की डिस्चार्ज दर 0.1C है, D बैटरी की डिस्चार्ज दर 0.11C है, और अन्य बैटरियों की डिस्चार्ज दर 0.1C और 0.11C के बीच है। प्रत्येक बैटरी में क्षीणन की एक अलग डिग्री होती है, जिससे बैटरी के अंतर और एकरूपता का क्रमिक विस्तार और त्वरण होता है। इसी तरह, चार्जिंग के दौरान, 0.1C की दर से चार्ज करें, D बैटरी की चार्जिंग दर 0.11C तक पहुंच जाती है, जो कि अधिकतम है, और चार्जिंग सीमा वोल्टेज पहले पहुंच जाती है। चार्ज करना जारी रखना ओवरचार्ज स्थिति में प्रवेश करेगा, जिससे D बैटरी को और नुकसान होगा। अन्य बैटरियों की चार्जिंग दर यह 0.1C और 0.11C के बीच है, और चार्जिंग दर में अंतर बैटरी के अंतर और स्थिरता को बढ़ा देगा, और इसमें तेजी आएगी। इस तरह के बैटरी पैक से अंततः छोटी और छोटी प्रभावी क्षमता और बार-बार चार्ज करने और डिस्चार्ज करने के बाद कम प्रभावी डिस्चार्ज समय मिलेगा। बड़े-क्षमता वाले ऊर्जा भंडारण बैटरी पैक के साथ भी एक गंभीर समस्या है, जिससे थर्मल भगोड़ा होने का खतरा है। इस बैटरी पैक के लिए, यदि प्रभावी रोकथाम और नियंत्रण नहीं किया जा सकता है, तो बैटरी पैक की चार्जिंग और डिस्चार्जिंग प्रक्रिया के दौरान डी बैटरी उच्चतम तापमान वाली बैटरी बन सकती है। यदि एक थर्मल भगोड़ा विफलता होती है, तो बैटरी पूरी तरह से खराब हो जाएगी, या यहां तक ​​कि बैटरी पैक के विफल होने का कारण बन सकती है। यदि बैटरी पैक ऑपरेशन के दौरान प्रत्येक बैटरी को ओवरचार्जिंग और ओवरडिस्चार्जिंग के बिना बनाए रख सकता है, तो बैटरी पैक की प्रभावी क्षमता और डिस्चार्ज समय की गारंटी दी जा सकती है, और यह हमेशा प्राकृतिक क्षय की स्थिति में होता है। ठीक से और सुरक्षित रूप से संचालित करना कितना महत्वपूर्ण है।

इस उदाहरण में डी बैटरी के लिए, यदि डिस्चार्ज करंट को स्वचालित रूप से 50A से कम किया जा सकता है, जैसे कि 47-48A, और अपर्याप्त 2-3A करंट अन्य बड़े द्वारा स्वचालित रूप से प्रदान किया जाता है{{9 }}क्षमता बैटरी, फिर कुल निर्वहन समय 9h से अधिक हो सकता है। अन्य बैटरियां एक साथ डिस्चार्ज के अंत तक पहुंचती हैं, और कोई ओवर-डिस्चार्ज नहीं होता है; इसी तरह, यदि चार्जिंग करंट को स्वचालित रूप से 50A से कम किया जा सकता है, जैसे कि 47-48A, शेष 2-3A करंट स्वचालित रूप से बड़ी क्षमता वाली अन्य बैटरियों में स्थानांतरित हो जाएगा, और स्वचालित रूप से बढ़ जाएगा बड़ी क्षमता वाली बैटरी का चार्जिंग करंट पहुंच जाता है अन्य बैटरियों के साथ चार्जिंग सीमा वोल्टेज, ताकि ओवरडिस्चार्ज न हो। यह देखा जा सकता है कि विशेष रूप से चार्जिंग और डिस्चार्जिंग के अंत में आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए इक्वलाइजिंग करंट को 5A से अधिक तक पहुंचना चाहिए। समीकरण के सिद्धांत से, केवल ट्रांसफर बैटरी इक्वलाइज़र ही सक्षम हो सकता है।

वर्तमान में, प्रभावी बैटरी संतुलन प्रौद्योगिकी की प्रगति बहुत असंतुलित है, विशेष रूप से वर्तमान संतुलन और दक्षता संतुलन के मामले में। हालांकि कुछ समाधानों ने सिंक्रोनस रेक्टिफिकेशन तकनीक को अपनाया है, अधिकतम बैलेंसिंग करंट ज्यादातर 5A से कम तक सीमित है, और निरंतर बैलेंसिंग करंट केवल 1-3A है। कोई ज़रुरत नहीं है। चूंकि द्विदिश समीकरण का समर्थन करना आवश्यक है, वर्तमान रूपांतरण दक्षता आमतौर पर अधिक नहीं होती है, और बड़े समीकरण वर्तमान के तहत स्वयं-हीटिंग समस्या अभी भी अपेक्षाकृत प्रमुख है। एक अन्य महत्वपूर्ण बाधा उपकरण की लागत है। चूंकि उनमें से अधिकांश सिंक्रोनस रेक्टिफायर चिप्स का उपयोग करते हैं, इसलिए लागत बहुत बढ़ जाती है।

उच्च-दक्षता सेल संतुलन तकनीक

वर्तमान में, एक उच्च{{0}}शक्ति, उच्च-दक्षता, वास्तविक-समय, डायनेमिक ट्रांसफर बैटरी इक्वलाइज़र तकनीक को डाकिंग ट्रांसपोर्टेशन ब्यूरो के कॉमरेड झोउ बाओलिन द्वारा सफलतापूर्वक विकसित किया गया है। कई साल। यह राष्ट्रीय पेटेंट तकनीक (पेटेंट संख्या 201220153997.0 और 201520061849.एक्स) को कोर के रूप में लेता है, और स्वयं को एकीकृत करता है -आविष्कृत द्विदिश सिंक्रोनस रेक्टिफिकेशन टेक्नोलॉजी (पेटेंट के लिए लागू: एक ट्रांसफर टाइप रियल-टाइम बैटरी इक्वलाइज़र द्विदिश सिंक्रोनस रेक्टिफिकेशन फंक्शन के साथ, एप्लीकेशन नंबर: 201710799424.2), जो एक द्विदिश सिंक्रोनस रेक्टिफिकेशन तकनीक है जिसमें सिंक्रोनस रेक्टिफायर चिप की आवश्यकता नहीं होती है, जो न केवल उपकरण की लागत को बहुत कम करता है, बल्कि बैलेंस करंट और बैलेंस दक्षता में भी काफी सुधार करता है। निम्नलिखित विशेषताओं के साथ संतुलित तकनीकी संकेतकों में उपलब्धियां हासिल की:

1. बैलेंस करंट रेंज बड़ी है। एक बड़े इक्वलाइजेशन करंट का मतलब है कि इक्वलाइजेशन स्पीड बहुत तेज है, संलग्न तालिका देखें। वर्तमान में, बढ़ी हुई लिथियम बैटरी इक्वलाइज़र ने महसूस किया है कि इक्वलाइजिंग करंट और वोल्टेज अंतर के बीच का संबंध लगभग 1A / 13mV है। उदाहरण के लिए, जब वोल्टेज अंतर 130mV तक पहुंच जाता है, तो इक्वलाइजिंग करंट लगभग 10A तक पहुंच सकता है, जो विशेष रूप से उच्च - स्पीड इक्वलाइजेशन के लिए अनुकूल होता है।

2. उच्च संतुलन दक्षता। उच्च संतुलन दक्षता का अर्थ है कम बिजली की हानि, उच्च उपयोग और उपकरणों का कम तापमान बढ़ना, तालिका 1 देखें।

3. वास्तविक-समय गतिशील समीकरण। बैटरी पैक की स्थिर स्थिति में, पैक में अधिकतम वोल्टेज अंतर को 10mV या उससे भी छोटे (संदर्भ वोल्टेज अंतर की सेटिंग के आधार पर) के भीतर नियंत्रित किया जा सकता है, और माइक्रो -पावर स्टैंडबाय डिटेक्शन स्थिति दर्ज करें, चाहे बैटरी पैक चार्जिंग स्थिति में हो या डिस्चार्ज अवस्था में, एक बार जब वोल्टेज अंतर को संदर्भ वोल्टेज अंतर से अधिक पाया जाता है, तो यह तुरंत उच्च - स्पीड इक्वलाइजेशन स्थिति में प्रवेश करेगा। वास्तविक -टाइम डायनेमिक इक्वलाइजेशन का सबसे बड़ा फायदा यह है कि प्रभावी इक्वलाइजेशन टाइम लंबा होता है, इक्वलाइजर में उच्चतम दक्षता होती है, और इसकी अनूठी पल्स तकनीक में बैटरी के लिए अच्छा रखरखाव और क्षमता होती है। आवेदन द्वारा सुधार प्रभाव का परीक्षण किया गया है।

उच्च-वर्तमान, उच्च-दक्षता वाले सेल इक्वलाइज़र का उपयोग करने से बैटरी ओवरचार्ज, ओवरडिस्चार्ज और थर्मल भगोड़ा विफलताओं को कम किया जा सकता है। यहां तक ​​​​कि अगर बैटरी पैक की क्षमता क्षय तथ्य बन गई है कि स्थिरता खराब हो गई है, तो यह क्षय की गति को बहुत अच्छी तरह से कम कर सकती है। वोल्टेज को स्थिरता बनाए रखने के लिए स्वचालित रूप से मजबूर करके, यह बैटरी पैक की प्रभावी क्षमता में कुछ हद तक सुधार कर सकता है और बैटरी पैक को लम्बा खींच सकता है। साइकिल जीवन विशेष रूप से मरम्मत और रखरखाव की लागत को काफी कम कर देता है।

वास्तविक उपयोग प्रभाव: ग्राहकों द्वारा लौटाए गए एकल 2V170आह लेड-एसिड बैटरी पैक के 24 स्ट्रिंग्स पर उपयोग किया जाता है। मानक 17A करंट का उपयोग चार्जिंग और डिस्चार्जिंग के लिए किया जाता है। इक्वलाइज़र न होने की स्थिति में, फुल चार्ज के बाद अधिकतम डिस्चार्ज समय लगभग 3h है। 3 बैटरियों के निर्वहन के दौरान, गर्मी गंभीर होती है, और वोल्टेज गंभीर रूप से अधिक हो जाता है। वोल्टेज मान 0.5V से कम है, और एक बैटरी -0.1 V है, एक ध्रुवीयता उलट है, 21 बैटरी का वोल्टेज 1.8 से 2.0V तक है, और अभी भी एक बहुत सारी शक्ति जो जारी नहीं की गई है; इस लेख में बैटरी इक्वलाइज़र प्रोटोटाइप का उपयोग करने के बाद, मानक चार्ज और डिस्चार्ज मापदंडों के तहत, कई चार्ज और डिस्चार्ज चक्रों के बाद, डिस्चार्ज का समय धीरे-धीरे लगभग 5.5h तक बढ़ा दिया जाता है, और दक्षता में 80 प्रतिशत से अधिक सुधार होता है। तीन सबसे खराब बैटरी के लिए, डिस्चार्ज के बाद वोल्टेज 1.5V से ऊपर है, और डिस्चार्ज वोल्टेज धीरे-धीरे बढ़ जाता है, खासकर शुरुआत में गंभीर गर्मी की समस्या। महान सुधार, तापमान में गिरावट बहुत स्पष्ट है, केवल 4 बैटरी का वोल्टेज लगभग 1.9V है, बाकी बैटरी लगभग 1.8V हैं, बैटरी की शक्ति पूरी तरह से और प्रभावी ढंग से जारी की जाती है।