EN
Cirkuliuojantis srovės srautas lygiagrečiose akumuliatorių eilutėse: kodėl tai įvyksta ir kaip BMS architektūra tai užkerta kelią
Lygiagretūs akumuliatorių junginiai nėra „įjunk ir veik“ sprendimai. Net nedidelis kelias voltus sudarantis įtampų skirtumas sukuria cirkuliuojantį srovės srautą, kuris sumažina naudingumo koeficientą, pagreitina senėjimą ir gali aktyvuoti apsaugos klaidas. Štai fizikos pagrindai – ir trys inžineriniai sprendimai, kurie padaro lygiagretų išplėtimą saugiu.
Pagrindiniai dalykai
- Cirkuliuojantis srovės srautas yra svarbus paslėptas rizikos veiksnys BESS išplėtimo projektuose. Normalus bendrosios srovės rodmenys gali slėpti energijos pernašą tarp lygiagrečių akumuliatorių eilučių.
- Fizika: srovė teka iš aukštesnio įtampos šaltinio į žemesnės įtampos grandinę. Supaprastinto varžos modelio atveju cirkuliuojanti srovė lygi įtampų skirtumui, padalytam iš kontūro varžos. Kelios voltų įtampa gali sukelti dešimtis amperų srovės žemos varžos kontūre.
- Reikia atkreipti dėmesį į tris veiksnius: SOC skirtumus, talpos ar vidinės varžos skirtumus bei temperatūros skirtumus. Naujų ir senėjančių akumuliatorių maišymas gali sujungti visus tris veiksnius.
- Veikia trys priemonės, kurios veikia kartu: nepriklausomi pertraukikliai ir saugikliai su kontroliuojama grandinės izoliacija; BMS srovės stebėjimas įkrovos, iškrovos ir laukimo režimuose; bei priežiūros valdymas, ribojantis įtampų ir SOC skirtumus prieš prijungiant ir veikiant.
- JKESS aprašo 4–16 pakopinių dėžučių vienam pagrindiniam blokui grandininėje jungtyje. Tai modulinio valdymo topologija. Saugi lygiagretinė plėtra taip pat reikalauja nepriklausomos apsaugos, jutiklių ir patvirtintos kiekvienos lygiagrečios grandinės valdymo strategijos.
Neteisingai vykstanti plėtros situacija
Įsivaizduokite iliustracinį komercinės ir pramoninės (C&I) plėtrą: gamykla 2024 m. įdiegia 128 kWh talpos akumuliatorių sistemą ir 2026 m., kai apkrova padidėja, reikia 256 kWh talpos sistemos. Pirkimų skyrius siūlo įsigyti dar vieną identišką sistemą ir prijungti ją lygiagrečiai. Po trijų mėnesių eksploatavimo komanda pastebi nuolatinę srovės nesuderintumą ir vienoje grandinėje greitesnį nurodomą SOC sumažėjimą. Modelių numeriai sutampa, tačiau akumuliatoriai daugiau neturi tos pačios veiklos istorijos.
Cirkuliuojanti srovė yra viena iš galimų priežasčių, kartu su nelygiu apkrovos pasiskirstymu, temperatūros skirtumais, jungties varža, jutiklių klaidomis arba elementų gedimais. Naujos ir senėjančios grandinės gali turėti skirtingas talpas ir vidines varžas, todėl jų vidinė įtampa ir SOC trajektorijos veikimo metu skyla net tada, kai pradiniai SOC rodmenys sutampa. Aukštesnė šaltinio įtampa tuomet gali sukelti srovės tekėjimą į kitą grandinę. Prieš nustatant priežastį, patikrinkite pasirašytus šakų srovės rodmenis ir elementų duomenis.
Nevaldomas vidinis srovės perdavimas sukuria varžos nuostolius ir papildomą baterijos naudojimą. Tai gali padidinti šiluminę ir ciklinę apkrovą, pasiekti elementų įtampų ribas ir aktyvuoti BMS apsaugą; pakankamai didelės srovės gali įjungti saugiklį arba pertraukiklį. Kai kurios problemos pasireiškia jau jungimo metu, o kitos tampa aiškesnės po kelių savaičių eksploatavimo duomenų analizės. Ši instrukcija paaiškina fizikinį reiškinį, tris inžinerines priemones jo prevencijai ir JKESS pagrindinės bei antrinės įrangos vaidmenį suprojektuotoje lygiagretinėje grandinėje.
Fizika: kodėl atsiranda cirkuliuojanti srovė
Cirkuliuojanti srovė pati savaime nepatvirtina prastos baterijos kokybės. Ji atsiranda pagal grandinės dėsnius, kai lygiagrečiai prijungtos šaltinio grandinės turi skirtingas vidines įtampas. Naudingas pirmasis įvertinimas dviejų grandinių nulinei išorinei apkrovai yra:
I_circulating = ΔV / R_loop- δV
- Atviros grandinės įtampų skirtumas prieš jungimą arba ekvivalentinis vidinio šaltinio įtampų skirtumas tarp grandinių voltų (V) vienetais.
- R_loop
- Bendrosios veikiamosios kilpos varžos vertė, omomis (Ω): abiejų eilučių vidinės varžos, taip pat laidų, šinų, jungiklių ir kontaktų varžos.
Po prijungimo eilutės turi bendrą šinos įtampą, išskyrus tarpjungčių įtampos kritimus. Varančioji neatitiktis yra tarp jų ekvivalenčių šaltinių, o ne tarp dviejų skirtingų įtampų toje pačioje idealioje šinos mazgo vietoje. Esant išorinei apkrovai, kiekvienos šakos srovė apima tiek apkrovos pasiskirstymą, tiek įtampos neatitikties poveikį. Ši varžos įvertinimo metodika neatspindi jungimo laikinųjų reiškinių, induktyvumo ar elektrocheminio atsipalaidavimo.
Išspręstas pavyzdys: maža neatitiktis, didelė srovė
Tarkime, kad šaltinio įtampos neatitiktis yra 2 V, o bendroji kilpos varža – 0,05 Ω. Tai tik iliustraciniai duomenys, o ne tipinė varža ar prijungimo priimtinumo riba.
2V ÷ 0.05Ω = 40AAukštesnės įtampos eilutė išleidimai ; žemesnės įtampos eilutė krūviai . Energija perduodama tarp akumuliatorių, o jos dalis išsisklaido kaip šiluma kilpoje:
P_loss = I² × R_loop = 40² × 0.05 = 80WŠis srovės šaltinis neapkrauna išorinės apkrovos. Paprastasis išlyginimas paprastai sumažina pradinę įtampų skirtumą; tai nėra savaiminis stiprinimo ciklas. Nepanašus senėjimas, elementų būklė ir eksploatacijos istorija vis dėlto gali sukurti pakartotinį nesuderintumą.
| Šaltinis | Mechanas | Plėtojant projektą |
|---|---|---|
| SOC skirtumai | Skirtingos krūvio būsenos gali generuoti skirtingas šaltinio įtampas. SOC–įtampų ryšys priklauso nuo cheminės sudėties ir eksploatacijos istorijos. | Visiškai įkrauta nauja grandinė, prijungta prie esamos grandinės, kurios krūvio būsena yra 80 %, gali sukurti nedelsiant išlyginamąją srovę. |
| Talpos / vidinės varžos skirtumai | Skirtingos talpos ir varžos keičia šakos srovę, įtampos kritimą bei SOC pokyčių tempą. | Naujos ir pasenusios grandinės srovės nepaskirsto vienodai ir krūvui bei iškrovai metu seka skirtingas SOC trajektorijas. |
| Temperatūros skirtumai | Temperatūra veikia varžą, prieinamą talpą, įtampos reakciją ir savaiminį išsikrovimą laikui bėgant. | Vidutinės temperatūros aplinkoje arba su bloga oro cirkuliacija esanti grandinė gali elgtis kitaip nei šaltesnėje vietoje esanti grandinė. |
Inžinerinis nuorodų šaltinis: Weng ir kt., tyrimas apie srovės nesuderinamumą nevienodose lygiagrečiai prijungtose baterijose , kurioje sukurtas ekvivalentinės grandinės modelis ir ištirta, kaip talpos ir varžos skirtumai veikia srovę, SOC ir senėjimą. Aukščiau pateiktas skaitminis pavyzdys yra iliustracinis grandinės skaičiavimas, o ne produkto bandymo rezultatas.
Neapsaugota lygiagreti jungtis prieš nepriklausomą grandinės apsaugą
Nepriklausoma šakos apsauga palengvina gedimų aptikimą ir izoliavimą. Ji turi būti derinama su kiekvienos grandinės stebėjimu ir suderinta valdymo reakcija; vien tik apsaugos įrenginiai nešalina cirkuliuojančios srovės.
| Neapsaugota lygiagreti jungtis | Nepriklausoma grandinės apsauga |
|---|---|
| Vienas bendras pertraukiklis apsaugo lygiagrečią grupę. | Kiekvienai eilutei skirtas suderintas pertraukiklis ir saugiklis. |
| Nėra automatinio šakos izoliavimo kelio, kuris nutrauktų vidinį perdavimą. | BMS valdomas kontaktorius arba tinkamas išjungimo įrenginys gali izoliuoti sugendausią eilutę. |
| Grupės lygio apsaugos išjungimas sustabdo visą akumuliatorių grupę. | Sveikos eilutės gali toliau veikti, jei jų charakteristikos ir valdymo projektavimas tai leidžia. |
| Bendro srovės stebėjimas slepia, kuri šaka yra netinkama. | Dvikryptis kiekvienos eilutės stebėjimas nustato netinkamos šakos elgesį. |
| Naujos ir senėjančios eilutės sujungiamos be neatitikimų tikrinimo. | Prisijungimą reguliuoja įtampos ir SOC tikrinimai; priežiūros valdymo sistemos tvarko nuokrypius. |
| Individualaus laidininko izoliavimas techninės priežiūros tikslais neprieinamas. | Šakos izoliavimas leidžia planuoti techninę priežiūrą, kai taikoma patvirtinta izoliavimo procedūra. |
| Apsaugos įvykiai turi ribotą stebėjimą šakų lygmeniu. | Laidininkų matavimai ir įvykių žurnalai padeda nustatyti saugos įtaisų arba pertraukiklių veikimą. |
| Rezultatas: paslėptas vidinis srovės tekėjimas, ribota gedimo izoliacija ir galbūt ilgesnis simplyvės laikas. | Rezultatas: stebimas šakų elgesys, pasirinktinė izoliacija ir geresnė prieinamumas tinkamai suderinus veiksmus. |
Jei vienas laidininkas atsijungia, likusieji laidininkai gali pradėti priimti didesnę srovę. Energetinės valdymo sistemos (EMS) / energijos konvertavimo sistemų (PCS) reikia sumažinti galios naudojimą arba sustabdyti veikimą, kai tai būtina, kad būtų išvengta grandininio išsijungimo. Nepriklausoma apsauga nėra leidimas atlikti techninę priežiūrą esant įtampai.
Trys inžinerinės priemonės
-
Kiekvienam laidininkui įrengti nepriklausomus pertraukiklius ir saugiklius
Šakos apsaugos tikslas – pasirinktinis gedimų izoliavimas. Kiekvienai eilutei nurodykite nuolatinės srovės režimu skaičiuotą pertraukiklį ir saugiklį kartu su BMS valdomais kontaktoriais arba tinkamu automatinio išjungimo mechanizmu. Vidutinė cirkuliuojančios srovės reikšmė gali likti žemiau per didelės srovės išjungimo slenksčio, todėl saugiklis negali būti naudojamas kaip kontroliuojamos izoliacijos pakaitalas.
Pasirinkimo prioritetai: suderinkite nuolatinės srovės nominaliąją reikšmę, laiko–srovės kreives, nuolatinės srovės įtampą, galimą gedimo srovę, nutraukimo gebėjimą, laidų apsaugą ir leistinus eksploatacijos viršūnių rodiklius. Įvertinkite gedimo srovės indėlį iš kiekvienos prijungtos eilutės. Pasirinktinis nutraukimas ir tolesnė veikla turi būti patvirtinti sistemos lygmenyje.
Įrengimo vieta: naudokite patvirtintą vienos linijos schemą ir įžeminimo išdėstymą, kad nustatytumėte, kuriuos laidus reikia apsaugoti ir izoliuoti. Nėra visuotinės taisyklės, kad pertraukiklis būtų pritvirtintas prie teigiamojo laidininko, o saugiklis – prie neigiamojo laidininko. Patvirtinkite įkrovos ir prijungimo seką tiekiamai įrangai; nuolatinės srovės grandinės įkrovos grandinė automatiškai neįvertinama kaip tinkama netolygių akumuliatorių grandinių išlyginimui.
-
Stebėkite kiekvieną grandinę įkrovos, iškrovos ir laukimo režimuose
Kiekvienoje lygiagretinėje grandinėje įrengti nepriklausomą dvikryptį srovės matavimo kanalą ir išlaikyti jo ženklą. Sistema, turinti tik bendrosios srovės jutiklį, negali atskleisti vidinio srovės perdavimo, kuris pasislėpia po sumavimo. Pavyzdžiui, iškrovos metu teigiamuoju kryptimi +40 A vienoje grandinėje ir −40 A kitoje grandinėje išorinėje jungtyje duoda maždaug 0 A.
Žurnalizuoti dabartinę būseną su elementų įtampomis, grandinės įtampa, temperatūra, SOC (baterijos įkrovos lygiu), kontaktorių būsena ir veikimo režimu. Nustatyti slenksčius ir laiko delsus, atsižvelgiant į jutiklių tikslumą, tikėtiną apkrovos pasiskirstymą, grandinės technines charakteristikas ir patvirtintą valdymo strategiją. Reaguoti tinkamai – išduodant įspėjimus, neleidžiant prijungti, apribojant galios rodiklius ar izoliuojant; išorinės galios nustatymas į nulį gali nebūti pakankamas, kad sustabdytų vidinę srovę.
Palyginant dvi grandines, kai srovės kryptys sutampa ir srovės viršia matavimų ribos, vienas aprašomasis nesuderinamumo rodiklis yra:
Current imbalance (%) =100 × |I1 − I2| / max(|I1|, |I2|)Artėjant prie standby režimo, naudoti pasirašytus amperus ir absoliučiuosius slenksčius. Procentiniai dydžiai tampa nestabilūs artėjant prie nulio. Priešingų krypčių srovėms reikia atskiro vertinimo, o nevienodos talpos grandinės gali teisėtai perduoti skirtingas sroves; kiekvieną šaką reikia palyginti su jos numatyta apkrova ir ribomis.
-
Naudoti pagrindinio lygio priežiūrą, kad apribojama SOC ir įtampų skirtumas
SOC neatikimas yra vienas iš cirkuliuojančiosios srovės veiksnių, tačiau įtampa taip pat priklauso nuo varžos, temperatūros, elementų būklės ir neseniai vykdytų operacijų. Eilutės valdymo įrenginiai ir sistemos priežiūros įrenginys turėtų keistis patvirtintais matavimais ir ribomis per patvirtintą CAN/RS485 protokolą, o prieš prijungdami šaką – taikyti įtampos ir SOC atitikties kriterijus.
Eksploatuojant sistema priežiūros valdymas gali tikrinti nuokrypius, sumažinti sistemos galios naudojimą, uždrausti pakartotinį prijungimą ar izoliuoti netinkamą šaką. 5 procentų SOC nuokrypis gali būti tik iliustracinis tikrinimo aktyvavimo kriterijus, jei jis priimtas konkrečiam projektui; tai nėra visuotinis prijungimo slenkstis. Tiesiogiai lygiagrečiai sujungtoje nuolatinės srovės magistralėje BMS programinė įranga negali nepriklausomai nustatyti kiekvienos eilutės nuolatinės srovės be tinkamos galios įrangos, pvz., kiekvienai eilutei skirtos nuolatinės srovės/nuolatinės srovės keitiklio pakopos.
JKESS aprašo žiedinę 4–16 pavadinių dėžučių valdymo sistemą vienam pagrindiniam blokui. Su derintomis tinkamomis modulių valdymo įranga, kiekvienai lygiagrečiai grandinei apibrėžta apsaugos ir stebėjimo grandinė, patvirtinkite pasirinktos programinės įrangos ir sistemos projekto kryžmines grandines prižiūrinčias funkcijas. Aktyvus elementų lygio balansavimas palaiko vientisumą moduliuose; jis nesikeičia su tarpgrandinės srovės valdymu.
Architektūros nuoroda: Lygiagrečių grandinių taikymo pastabos: apsaugos ir topologijos svarstymai (PDF) ši išorinė inžinerinė nuoroda aptaria nepriklausomą grandinių stebėjimą, automatinį izoliavimą ir topologijos kompromisus; ji nėra JKESS produkto funkcijos ar suderinamumo teiginio įrodymas.
Kaip JKESS HV BESS architektūra tvarko lygiagrečias grandines
Pagrindinė dėžutė, pakabinamieji BMU ir sistemos lygio valdiklis atlieka skirtingas funkcijas. JKESS pagrindinės ir pakabinamosios įrangos platforma suteikia modulių matavimų, ryšio ir apsaugos komponentus. Lygiagretaus grandinės projekte taip pat reikia nustatyti kiekvienos pilnos grandinės jutiklių, izoliacijos ir priežiūros valdymą.
| JKESS komponentas | Pagrindiniai parametrai | Vertė cirkuliuojančiosios srovės valdymui |
|---|---|---|
| HV-BC250 200 A HV BMS pagrindinis įrenginys | 200 A nuolatinės srovės; 80–1000 V nuolatinės srovės; CAN/RS485 ir grandininis jungimas. Apžvalgoje nurodyta 32–273 serijų elementų skaičius; specifikacijų lentelėje – 64–256. | Suteikia pagrindinio lygio matavimų ir apsaugos sąsają. Patvirtinkite patvirtintą serijų diapazoną, 4–16 modulių konfigūraciją, programinę įrangą ir kiekvienos grandinės apsaugos komplektą. |
| HV-B6U 6 U pakabinamųjų baterijų dėžučių rinkiniai | 16S LiFePO4; BMU-H5-16; iki 2 A aktyvus balansavimas; apytikslis nuorodinio rinkinio svoris – 28,55 kg. | Kiekvienoje dėžutėje yra BMU, skirtas matuoti ir balansuoti elementus. Jo duomenys palaiko eilutės valdymo įrenginio vertinimą; jis nėra nepriklausomas kryžminis srovės reguliatorius. |
| HV Slave 4U Rinkiniai | 16S LiFePO4 modulinė platforma; kompaktiška 4U korpuso konstrukcija; BMU-H5-16; be CCS; įtraukti jutiklių ir temperatūros jungiamieji laidai. | Kompaktiškas modulinis variantas erdvės ribotoms stovų konstrukcijoms, priklausomai nuo reikalaujamos eilutės įtampos, elementų pasirinkimo ir apsaugos išdėstymo. |
| Modulinė sukaupiamoji sistema | 4–16 paklaučių dėžučių vienam pagrindiniam įrenginiui; 80–1000 V platforma. Apytiksliai 64–256 kWh yra iliustracinė klasė, naudojant nominalias 16 kWh modulines vienetas. | Palaiko modulinę sistemos projektavimą. Serijinės modulinės plėtros metu keičiama įtampa; norint pridėti visą lygiagrečią eilutę, reikia atskiro projekto patvirtinimo ir šakos apsaugos. |
| JKESS261 skysčiu aušinama sistema | 261,25 kWh projektavimo konfigūracija; 125 kW PCS; 728–936 V nuolatinės srovės; skysčiu aušinama; EMS integracija. | Integruoja baterijos stebėjimą, šiluminį valdymą ir sistemos priežiūrą. Patvirtinkite patvirtintą nuolatinės arba kintamosios srovės plėtros topologiją bei pateiktas lygiagrečiojo valdymo funkcijas. |
| BMU-H5-16 aktyvus balansavimo vedamasis BMS | Iki 2 A balansavimas; ±0,005 V tikslumas matuojant elementų įtampą; 8 NTC temperatūros kanalai. | Sumažina elementų nesuderinamumą modulyje. Jis tiesiogiai neperkelia energijos tarp visų lygiagrečių grandinių; ryšys teikia pagrindinės sistemos kontekstą. |
Techniniai sistemos projektavimo orientyrų taškai
- Modulio valdymas: modulinė platforma numato 4–16 vedamųjų dėžių grandinėje vienam pagrindiniam blokui. Pateikta konfigūracija ir nuosekliai sujungtų elementų skaičius turi atitikti patvirtintus pagrindinio bloko ir PCS įtampos ribojimus.
- Elementų vientisumas: BMU-H5-16 naudoja iki 2 A aktyvų balansavimą, ±0,005 V įtampos matavimo tikslumą ir 8 temperatūros kanalus. Tai yra modulio lygio funkcijos.
- Komunikacija: platformos nuorodų sąraše nurodyta CAN 250 k/500 k ir RS485 9600/115200. Perduodamojo signalo greitis vienas netinkamas nustatyti protokolo tarpveikos; patvirtinkite pranešimų apibrėžimus ir programinės įrangos palaikymą.
- Šakos apsauga: nurodykite ir patvirtinkite nepriklausomus eilučių pertrūkio įrenginius, saugiklius, dvikrypčius srovės jutiklius ir valdomą izoliaciją projektų medžiagų sąraše.
- Išskaitomos elementų eilutės: čia aprašytos JKESS rinkinio komplektai tiekiami be elementų. Pirkėjai patys įsigyja LiFePO4 elementus ir privalo patikrinti jų tinkamumą esamai įrengimo sistemai.
Konfigūracija yra svarbi. Pagrindinėje produktų svetainėje paskelbta dvi serijų elementų diapazonų eilutės, todėl šiame vadove jos nelaikomos keičiamomis. Energijos talpa nustatoma pasirinktais elementais ir elektrine konfigūracija, o ne tik dėžių skaičiumi. Atitinkamai suderinkite pirkimo specifikaciją su tikslia įranga, programine įranga ir patvirtintu sistemos brėžiniu.
Išplėtimui paruošiamasis sąrašas: 8 punktai prieš lygiagrečiai prijungdami naują eilutę
- Patikrinkite elektrinį atitikimą. Patvirtinti identišką patvirtintą chemiją ir serijų elementų skaičių, suderinamų įtampų langų ir teisingą poliškumą. Išmatuoti poilsio būsenoje esančių grandinių OCV reikšmes ir naudoti gamintojo patvirtintą jungimo ribą; ≤2 V nėra visur saugu mažos varžos kontūre.
- Peržvelgti elementus ir jų būklę. Palyginti modelius, partijų įrašus, talpą, vidinę varžą, amžių, sveikatos būklės rodiklį (SOH) ir elementų įtampų skirtumą. Atitinkama gamintojo etiketė arba pradinis SOC rodmenys neatstato suderinamumo.
- Patvirtinti nepriklausomą šakos apsaugą. Patikrinti kiekvienos grandinės pertraukiklį, saugiklį, valdomą izoliacijos kelią, gedimo srovės koordinavimą ir patvirtintą išankstinio įkrovimo/jungimo tvarką.
- Patvirtinti srovės stebėjimą. Patvirtinti kiekvienos grandinės nepriklausomą dvikrypčio stebėjimą, įskaitant jutiklių poliškumą, nulio poslinkį, tikslumą, duomenų registravimą ir pasyvaus matavimo galimybę.
- Patikrinti priežiūros strategiją. Patvirtinti SOC ir įtampų priėmimo ribas, prijungimo leidimus, srovės ribas, komunikacijos praradimo reakcijas bei galios sumažinimą po vienos grandinės atsijungimo.
- Patikrinti šilumines sąlygas. Palyginti elementų ir aplinkos temperatūras bei patikrinti oro srauto arba skystojo aušinimo veikimą. Temperatūrų skirtumas ≤3 °C gali būti projektinė tikslinė vertė, o ne visuotinė priėmimo/ar nepriėmimo riba; taikyti patvirtintus šilumos kriterijus.
- Atlikti nurodytus izoliacijos tikrinimus. Kvalifikuoti darbuotojai privalo naudoti įrangai patvirtintą izoliavimo procedūrą, bandymo įtampą ir priėmimo varžą. Kriterijus, pvz., ≥1 MΩ esant 1000 VDC, taikomas tik tada, kai jis aiškiai nurodytas; nevykdyti aukštos įtampos izoliacijos bandymo per prijungtą elektroniką, nebent procedūra tai leidžia.
- Suplanuoti paleidimą ir tolesnį stebėjimą. Nustatykite signalizaciją prieš prijungimą, patikrinkite patvirtintą įjungimo tvarką ir užfiksuokite šakos srovę, baterijos krūvio lygį (SOC), elementų įtampas ir temperatūras pirmąsias 72 valandas stebėjimo laikotarpiu. Vėliau tęskite tendencijų stebėjimą.
5 dažniausiai pasitaikančios klaidos jungiant baterijų grandines lygiagrečiai
-
1. Tiesioginis skirtingų krūvio lygių (SOC) grandinių lygiagretinimas
Visiškai nauja grandinė ir esama grandinė, kurios krūvio lygis (SOC) yra 80 %, jungimo metu gali keistis reikšminga srove. Naudokite patvirtintą procedūrą įtampoms ir krūvio lygiams (SOC) suderinti, taip pat patikrinkite elementų ribas ir visos baterijos įtampą. Nepanaudokite pagrindinio kontaktoriaus nepatvirtintam neatitikimui išlyginti.
-
2. Visos grupės apsauga tik vienu pertraukikliu
Bendras pertraukiklis negali užtikrinti kiekvienos šakos atskiro izoliavimo. Nurodykite koordinuotus kiekvienos grandinės pertraukiklius ir saugiklius bei kontroliuojamą atjungimo mechanizmą. Vidinės vidutinės srovės gali niekada nepasiekti saugiklio veikimo slenksčio.
-
3. Stebėjimas tik bendrosios baterijos srovės
Bendra reikšmė gali atrodyti normaliai, tuo tarpu viena grandinė išsikrauna į kitą. Užtikrinkite dvikryptį kiekvienos grandinės matavimą ir išnagrinėkite srovės kryptį, absoliučiąją dydį bei tikėtiną apkrovos pasiskirstymą kiekviename veikimo režime.
-
4. Nepaisant temperatūrų skirtumų
Netolygus aušinimas keičia varžą, prieinamą talpą ir SOC elgesį. Išnagrinėkite išmatuotas elementų temperatūras ir šilumos pokyčius, o ne tik patalpos temperatūrą. Laikykite montavimą jo patvirtintose temperatūros vienodumo ribose; 3 °C nėra visuotinė priimtinumo taisyklė.
-
5. Praleidžiant pirmųjų 72 valandų tendencijų peržiūrą
Trumpas paleidimo bandymas gali praleisti elgesį, kuris pasireiškia kitokiu SOC, apkrova ar temperatūra. Per pradinį 72 valandų stebėjimo laikotarpį peržiūrėkite pasirašytas šakų sroves ir susijusius įspėjimus, po to tęskite ilgalaikį stebėjimą. Nei pirmasis prijungimas, nei 72 valandos be įspėjimų nepatvirtina gyvavimo trukmės suderinamumo.
Dažniausiai užduodami klausimai
Kas yra cirkuliuojanti srovė lygiagrečiose akumuliatorių grandinėse?
Cirkuliuojanti srovė yra vidinė srovės dedamoji, kurią sukelia įtampų skirtumas tarp lygiagrečiai prijungtų akumuliatorių grandinių, o ne išorinė apkrova. Supaprastintoje dviejų grandinių varžos modelyje I = ΔV / R_loop, kur ΔV – tai atviros grandinės arba ekvivalentinio šaltinio įtampų skirtumas, o R_loop – bendra kontūro varža. Tarkime, kad įtampų skirtumas yra 2 V, o kontūro varža – 0,05 Ω; tada apytikslė cirkuliuojančios srovės reikšmė yra 40 A; tiesiogiai sujungti galiniai kontaktai turi bendrą autobuso įtampą.
Kas sukelia cirkuliuojančią srovę BESS sistemoje?
Trys svarbiausi veiksniai yra SOC skirtumai, talpos ar vidinės varžos skirtumai bei temperatūros skirtumai tarp grandinių. Šie veiksniai paveikia šaltinio įtampą, įtampos relaksaciją, srovės pasiskirstymą ir SOC kitimą, ypač sujungus naujus ir senėjusius akumuliatorius. Temperatūra taip pat keičia varžą, prieinamą talpą ir ilgalaikį savaiminį išsikrovimą; netolygi apkrovos srovė vienintelė nepatvirtina, kad viena grandinė įkrauna kitą.
Kokio pavojingumo yra cirkuliuojanti srovė BESS sistemoje?
Nevaldoma cirkuliuojanti srovė sukelia aktyviuosius nuostolius ir papildomą baterijos naudojimą, o taip pat gali prisidėti prie greitesnio senėjimo ar elementų ribų viršijimo. Per didelė srovė gali aktyvuoti BMS apsaugą, išjungti saugiklį arba išjungti pertraukiklį. Ji gali pasireikšti nedelsiant prijungus sistemą arba vėliau eksploatuojant, todėl būtini tiek paleidimo tikrinimai, tiek nuolatinis stebėjimas.
Kaip išvengti cirkuliuojančios srovės plečiant BESS?
Taikykite tris suderintas priemones: nepriklausomus eilučių pertraukiklius ir saugiklius su BMS valdoma izoliacija; kiekvienos eilutės srovės stebėjimą įkrovos, iškrovos ir laukimo režimuose; bei priežiūros valdymą eilučių įtampoms, SOC ir prijungimo leidimams. Prieš prijungdami eilutes, jas suderiname, o paleidimo tvarką laikomės patvirtintos procedūros. Nuolatiniam nepriklausomam srovės paskirstymui reikalinga tinkama galios keitimo įranga; vien tik BMS ryšys negali to užtikrinti.
Ar galiu jungti naują baterijų eilutę lygiagrečiai su esama?
Tik tuo atveju, jei baterijos ir sistemos gamintojai patvirtina šią kombinaciją ir apsaugos bei valdymo projektavimas tai palaiko. Patikrinkite elektrocheminę sudėtį, elementų skaičių nuosekliai, veikimo įtampos intervalą, talpą, varžą, elementų būklę bei gamintojo patvirtintus įtampos ir SOC atitikties ribos; 2 V nėra universaliai saugi skirtis. Patikrinkite nepriklausomą apsaugą ir srovės stebėjimą, tada stebėkite paleidimą bei pradinį 72 valandų stebėjimo laikotarpį, taip pat tęskite ilgalaikį stebėjimą.
Kodėl BMS reikia kiekvienos šakos srovės stebėjimo?
Bendrosios srovės jutiklis matuoja šakų srovių sumą, todėl vidinė perduodama srovė gali būti paslėpta dėl kompensavimo. Kai išleidimas apibrėžiamas kaip teigiamas, viena šaka su +40 A, o kita – su −40 A, išorinė srovė bus maždaug nulinė. Nepriklausomi dvikrypčiai srovės jutikliai leidžia BMS nustatyti tokį režimą ir aktyvuoti atitinkamus signalus, veikimo ribas ar izoliaciją.
Kokia rekomenduojama SOC skirtumo riba lygiagretiems šakoms?
Nėra universalaus SOC ribos, kuri garantuotų saugų lygiagretųjį prijungimą. 5 procentų SOC skirtumas gali būti projektui specifinės peržiūros aktyvavimo priežastis, tačiau tai nėra patvirtinta bendroji JKESS prijungimo riba. Ribas nustatykite remdamiesi patvirtintais elementų ir sistemos techniniais reikalavimais, įskaitant įtampų neatitikimą, varžą, srovės ribas, temperatūrą ir SOC įvertinimo tikslumą; LiFePO4 įtampa viena iš esmės yra silpnas SOC rodiklis dėl jos plokščios kreivės.
Kaip aktyvus balansavimas padeda su cirkuliuojančia srove?
BMU-H5-16 užtikrina iki 2 A aktyvaus balansavimo, kad sumažintų elementų tarpusavio nesuderinamumą baterijos modulyje. Tai padeda palaikyti elementų vientisumą ir gali sumažinti veiksnius, lemiančius eilučių įtampų skirtumus. Tačiau jis tiesiogiai nevaldo srovės tarp lygiagrečių eilučių ir nekeičia eilučių apsaugos, dvikryptės srovės stebėjimo bei suderinto prijungimo valdymo.
Kurie JKESS produktai palaiko saugų lygiagretųjį plėtimą?
JKESS HV-BC250 200 A ir HV-BC150-100 A pagrindinės dėžutės konfigūracijos kartu su 4 U arba 6 U pakabinamomis rinkiniais yra inžinerinių aukštos įtampos sistemų sudedamosios dalys. Modulinė platforma apima nuo 4 iki 16 pakabinamų dėžučių vienai pagrindinei dėžutei; šis skaičius nusako modulių valdymą, o ne nepriklausomai valdomų lygiagrečių grandinių skaičių. JKESS261 skystuoju aušinimu veikianti platforma įtraukia energijos valdymo sistemą (EMS), tačiau jos patvirtinta lygiagreti topologija turi būti patvirtinta konkrečiam projektui. Šiuose rinkiniuose nėra akumuliatorių elementų, o kiekvienam užsakymui reikia patvirtinti apsaugos mechanizmus, programinę įrangą, jutiklius ir tiekiamas komponentes.
Ką reikėtų stebėti po naujų grandinių sujungimo lygiagrečiai?
Registruoti kiekvienos eilutės srovės reikšmes įkrovos, iškrovos ir laukimo režimuose kartu su eilutės baterijų paketo krūvio lygiu (SOC), elementų įtampų kraštutinėmis reikšmėmis, temperatūromis, kontaktorių būsenomis ir BMS įspėjimais. Per pradinį 72 valandų stebėjimo laikotarpį peržiūrėkite srovės pasiskirstymą tipiškose eksploatacijos ciklų sąlygose ir naudokite absoliučias srovės ribas arti laukimo režimo. Stebėjimą tęskite ir po 72 valandų, nes temperatūros skirtumai bei senėjimo pasekmės gali pasireikšti vėliau; prieš prijungdami sistemą, nustatykite visus įspėjimų ir izoliavimo parametrus.
Planuojate išplėsti savo BESS, prijungdami eilutes lygiagrečiai?
Pateikite mūsų inžinerijos komandai savo esamos sistemos konfigūraciją ir plėtros planą. Mes padėsime įvertinti cirkuliuojančios srovės riziką, parinkti tinkamiausią apsaugos architektūrą bei nustatyti eilučių lygio stebėjimo ir SOC valdymo reikalavimus jūsų projektui.
Paprašyti individualios kainos pasiūlymo →