Кубаттуу батарея системалары үчүн заряддоону башкаруу стратегиялары кандай?

Кубаттуу батарея системалары үчүн заряддоону башкаруу стратегиялары кандай?

Кубат Батарея системасын заряддоо башкаруу стратегиясы

Кубаттуу батареянын пакеттерин чоң-масштабда комплекстүү колдонуу үчүн, батареянын өзүнүн химиялык жана физикалык касиеттерин эске алуудан тышкары, батареяны сактоо ыкмасын, сактоо чөйрөсүн, кубаттоо жабдууларынын шарттарын, борборлоштурулган сактоого жана кубаттоого байланыштуу коопсуздук маселелерин жана электр тармагына тийгизген таасирин эске алуу зарыл.

Көптөгөн факторлордун ичинен негизги кепилдик жана эске алуу күч батарейканын заряддоо коопсуздугу болушу керек, бул ар кандай типтеги кубат батарейкаларынын негизинде жекелештирилген кубаттоону башкаруу параметринин артыкчылыктарын формулировкалоону жана кубаттоо процессине мониторинг жүргүзүүнү жана контролдоону билдирет. Батареяны башкаруу системасынын жана кубаттоо технологиясынын учурдагы деңгээлинде заряддоо процессинде аккумулятор системасынын айрым клеткаларынын параметрлерин аныктоо мүмкүн болуп калды. Ошондуктан, заряддоо коопсуздугун камсыз кылуу үчүн, мүмкүн болушунча жеке батарея клеткаларынын параметрлерин көзөмөлдөө керек.

Заряддоону башкаруу стратегиялары боюнча, чогулган батарейкалар менен айрым клеткалардын ортосунда олуттуу айырмачылыктар бар. Азыркы учурда, бир нече ыкмалар, негизинен, Батарея башкаруу системасы (BMS) жана заряддагыч ортосундагы байланыш аркылуу, батарея пакетинин айрым клеткалардын типтүү параметрлеринин негизинде зарядды көзөмөлдөө үчүн колдонулат. Негизги башкаруу идеясы - батареянын коопсуздугун камсыз кылуу менен бирге, батарейканын пакетинин колдонулуучу кубаттуулугун максималдуу көбөйтүү. Жеке батарея клеткаларынын параметрлери кубаттоо коопсуздугун камсыз кылуу үчүн өтө маанилүү болуп саналат. Ошондуктан, кубаттоо параметрин башкаруу стратегиясы көбүнчө экстремалдык маанилердин негизинде кубаттоо параметрлерин тууралоо ыкмасын кабыл алат, бул батареянын ар кандай түрлөрүнө ылайык аккумулятор системасындагы экстремалдык жеке клеткалардын параметрлерине көңүл бурууну билдирет. Электр унаалары көбүнчө батарея топтомундагы экстремалдык параметрлерди чектелген диапазондо кармап, жалпы заряддоо параметрлерин тууралоо үчүн 11-3-таблица кубаттоо логикалык циклинде берилген приоритеттүү принцибин колдонушат.

Мисал катары литий марганец оксидинин батареясын алсак, кубаттоо туруктуу ток-туруктуу чыңалуу ыкмасы менен жүргүзүлөт. Заряддоо процессинде биринчи көңүл батарейканын топтомундагы жеке клетканын чыңалуусун аныктоого бурулат. Эгерде кандайдыр бир жеке клетканын чыңалуусу белгиленген максималдуу жол берилген чыңалуудан ашса (мисалы, 4,25 В), жеке клетканын чыңалышын көзөмөлдөө үчүн жалпы заряддоо чек тогун азайтуу керек. Ошол эле учурда, батареянын температурасы үзгүлтүксүз аралыкта аныкталат. Эгерде кандайдыр бир жеке клетканын температурасы батареянын таңгагынын орточо температурасынан 5 градуска ашып кетсе, кубаттоо чек тогун температуранын көтөрүлүү ылдамдыгын чектөө менен азайтыш керек. Такталган башкаруу жана контролдоо астында чыңалуунун чегин жөндөө батареянын заряддоо температурасынын өзгөрүшүнө да негизделиши мүмкүн. Мисалы, батарейканын температурасы төмөнкү диапазондо болгондо, заряддоо чыңалуусунун жогорку чеги батарейканын пакетинин заряддалуучу сыйымдуулугун жогорулатуу үчүн көтөрүлөт; батареянын температурасы жогорураак диапазондо болгондо, батареянын коопсуздугун камсыз кылуу үчүн заряддоо чыңалуусунун жогорку чеги төмөндөтүлөт.

Таблица 11-3 Батарея пакеттери үчүн кубаттоо параметрин башкаруу стратегияларынын приоритети

Кубаттуу Батарея системасын заряддоо башкаруу режими

Кубаттоо стратегиясын ишке ашыруу үчүн маалыматты эффективдүү өткөрүү жана батарейка системасы менен кубаттагычтын ортосундагы реалдуу-убакыт параметрин баалоо талап кылынат. Батареяны башкаруу системасы (BMS) батарея системасындагы параметрлерди чогултуу тапшырмасын аткарат. Ошол эле учурда, учурдагы акылдуу кубаттоо процессинде, заряддоочу менен байланышуу менен, ал заряддоо процессинин коопсуздугун камсыз кылат жана батареяны эффективдүү башкарууга жетишет.

Заряддоону башкаруу режиминин негизги тутум түзүмү 11-12-сүрөттө көрсөтүлгөн.

BMSтин милдети - батарейканын абалына онлайн мониторинг жүргүзүү (батареянын температурасы, жеке клетканын чыңалуусу, жумушчу ток, батарея менен заряддоо үйүнүн ортосундагы изоляция), SOC баалоосу, абалды талдоо (SOC өтө жогорубу, батареянын температурасы өтө жогору/төмөнбү, жеке клетканын чыңалуусу өтө жогору/төмөнбү, батарейканын температурасынын көтөрүлүшү өтө тезби, аккумулятордун иштөөсүндө ырааттуубу, ырааттуубу? талдоо, батарейка пакетинде каталар барбы, же байланыш каталары ж.б.) жана керектүү жылуулук башкарууну ишке ашыруу. Заряддагычтын негизги милдеттери болуп кубаттуулукту конвертациялоо, чыгуу чыңалуусун жана токту жабык-контролдоо, зарыл болгон коргоо жана батареянын абалын ар тараптуу түшүнүүгө жана чыгуучу токтун динамикалык жөндөөсүнө жетүү үчүн BMS менен байланыш түзүлөт. Батарея пакетин заряддоо керек болгондо, заряддагычтын чыгышынын негизги оң жана терс электр линияларынан тышкары, батарейканын пакетине туташтыруу керек, ошондой эле BMS менен заряддагычтын ортосунда маалымат алмашуу үчүн байланыш линиясы кошулат.

Бул заряддоо режими Батареяны башкаруу тутуму менен заряддоо тутумунун ортосунда байланыш байланышын түзүп, маалымат алмашууну камсыздайт. Бул заряддоо процессинде батареянын чыңалуусу, температурасы жана изоляциясынын иштеши сыяктуу коопсуздукка байланыштуу параметрлерге батареянын заряддоосун башкарууга жана башкарууга катышууга мүмкүндүк берет. Бул заряддагычка батарейканын абалын жана маалыматын толук түшүнүүгө жана кубаттоо агымын ошого жараша тууралап, таңгактагы бардык батарейкалардагы ашыкча зарядданууну жана өтө жогорку температураларды эффективдүү түрдө алдын алып, -туташкан батареяны сериялык заряддоонун коопсуздугун жакшыртат. Андан тышкары, бул кубаттоо режими BMS башкаруу жана башкаруу функцияларын жакшыртат, кубаттоо коопсуздугун жана акылын жогорулатат жана заряддоочу оператор тарабынан кубаттоо параметрлерин коюунун түйшүктүү тапшырмасын жөнөкөйлөтүп, заряддагычка жакшыраак ыңгайлашууну камсыздайт. Бул режимде заряддагыч батареянын түрлөрүн айырмалоонун кереги жок; ал коопсуз кубаттоого жетишүү үчүн BMS тарабынан берилген учурдагы нускаманы гана алышы керек.

Power Батарея системасын заряддоо ыкмалары

Ар кандай иштөө ыкмаларына ылайык, электр унаалары үчүн батареяны кубаттоо эки ыкмага бөлүнөт: жерде кубаттоо жана-бортто кубаттоо.

Жерден заряддоо ыкмасы

Унаа кошумча заряддоого муктаж болгондо, заряддоону талап кылган аккумулятор унаадан чыгарылып, толук заряддалган батарея орнотулат. Андан кийин унаа иштөөнү же колдонууну улантуу үчүн кетет жана алынып салынган батарейка жерге кубаттоо тутуму аркылуу толукталат. Жерден кубаттоо ыкмасын колдонуу батареяны тейлөө, батареянын иштөө мөөнөтүн жана унааны колдонуунун натыйжалуулугун жогорулатуу үчүн пайдалуу, бирок ал унаага жана кубаттоочу жайлар/жабдууларга көбүрөөк талаптарды коёт. Жерден кубаттоо андан ары кутучаны кубаттоого жана интегралдык пакетти кубаттоого бөлүнөт.

(1)Куту заряддооКоробканы кубаттоо учурунда ар бир заряддагыч батарея топтомундагы бир куту батареяны кубаттайт жана кубаттоону көзөмөлдөөнү аяктоо үчүн чектеш батареяны башкаруу блоктору менен байланышат. Бул ыкма аккумулятордун пакетинин теңдештирүүсүн жакшыртуу жана анын иштөө мөөнөтүн узартуу үчүн пайдалуу. Бирок, ал үчүн көп сандагы заряддоочу түзүлүштөр, батарейка топтому менен заряддоочу түзүлүштөрдүн ортосундагы көптөгөн байланыштар, комплекстүү мониторинг тармагын жана кымбатыраак каражат талап кылынат. Анын структурасы 11-13-сүрөттө жана аны колдонуунун технологиялык талаптарында көрсөтүлгөн

платформа. Алардын арасында, заряддоо платформасы унаанын төмөнкү вольттогу кубат булагы менен шайкеш туруктуу ток булагына туташтырылган, батарейканын сактагычы, заряддагыч байланыш интерфейсинин туташтыргычы, кубаттагычтын чыгыш туташтыргычы жана сигнал сенсору. Батареялардын бир кутучасы заряддоо аянтчасына коюлганда, төмөнкү вольттогу кубат булагы батареяны башкаруу блогун кубат менен камсыз кылат. Заряддоочу түзүлүш менен батареяны башкаруу блогу кубаттоону башкарууга жетишүү үчүн байланышат жана энергия заряддагычтан батарейкага заряддагычтын чыгыш туташтыргычы аркылуу берилет. Ойготкуч сенсорлору, температура сенсорлору ж.б.-кубаттоо процессинде сайттан мониторинг жүргүзүшөт.

Батареяны кубаттоо тутумун колдонгондо, батареяны пландоо системасы батарейканы сактоо, алмаштыруу, кайра топтоо, батареянын пакетин теңдөө, иш жүзүндөгү кубаттуулукту сыноо жана батареянын каталарын өзгөчө кырдаалда чечүү сыяктуу функцияларды аткарып, реалдуу-убагында бардык батареялардын санын, сапатын жана абалын көзөмөлдөп жана башкаруусу керек.

(2)Интегралдык пакет заряддооИнтегралдык пакет кубаттоо менен, электр унаасынан алынып салынган бардык аккумулятордук кутулар унаада колдонулган жол менен туташтырылат. Бир заряддагыч бүт батарейканын топтомун заряддоо үчүн колдонулат жана батарейканы башкаруунун бардык блоктору кубаттоону көзөмөлдөөнү аяктоо үчүн Батареяны башкаруу хосту жана заряддагыч менен байланышат. Бул ыкма азыраак заряддагычтарды талап кылат жана жөнөкөй мониторинг тармагына ээ, бирок кутучаны заряддоо ыкмасына салыштырмалуу, батареянын пакетинин теңдеши начарыраак жана кызмат мөөнөтү кыскараак. Анын структурасы 11-14-сүрөттө көрсөтүлгөн.

Эки заряддоо ыкмасын салыштыруу 11-4-таблицада көрсөтүлгөн.

Таблица 11-4 Эки заряддоо ыкмасын салыштыруу

Бортто кубаттоо ыкмасы-

Унаа кошумча заряддоого муктаж болгондо, заряддагыч кубаттоочу вилкага туташтырылат жана 11-15-сүрөттө көрсөтүлгөндөй, батареяны унаадан чыгарбастан түз эле кубаттоого болот. Анын артыкчылыктары жөнөкөй заряддоо процесси болуп саналат жана ал батареяны сактоо же батареяны алмаштыруу сыяктуу процесстерди камтыбайт. Бирок, унааны кубаттоо убактысы унаанын иштөө убактысын же колдонуу убактысын ээлейт, бул унаанын азыраак колдонулушуна алып келет жана ал аккумулятордун топтомун теңдештирүүгө жана анын кызмат мөөнөтүн узартууга азыраак шарт түзөт.

Бортто кубаттоо ыкмасы-борттогу заряддоо түзүлүшүнүн жана борттогу{2}}тармактын туташуу линиялары жана кубаттоону көзөмөлдөөнү аяктоо үчүн-борттогу батареяны башкаруу хосту менен байланышып, электр унаасынын ички CAN тармагы аркылуу жүргүзүлөт. Борттогу заряддоо байланышынын түзүлүшү 11-16-сүрөттө көрсөтүлгөн.

Бортто кубаттоо үчүн -кубаттагычтын эки түрү колдонулат. Алардын бири — унаа менен кошо орнотулган жана алып жүрүүчү-борттогу заряддагыч, анын кубаттуулугу аз, көбүнчө электр седандары үчүн 5 кВттан төмөн, заряддоо агымы аз жана кубаттоо убактысы көп. Бул түнкүсүн заряддалып, күндүз колдонулган электр унааларына ылайыктуу. Экинчиси — өчүрүлгөн{6}}тез кубаттагыч, ал жалпысынан унаа 30 мүнөттүн ичинде кубатталып, унаа 50 кмден ашык жол жүрүү үчүн жетиштүү кубаттуулукту кошо алат. Өндүрүлгөн электр седандары заряддагычтын бул эки түрүнүн колдонмо муктаждыктарын канааттандыруу үчүн-борттогу кубаттагыч интерфейсин жана тез заряддагыч интерфейсти талап кылат, бул эки интерфейстин параллелдүү жайгашуусун билдирет. 11-17-сүрөттө Nissan Leaf электр унаасынын заряддоо интерфейси көрсөтүлгөн.