EN
ЈКЕСЕ Инжењерство · БМС Водич
Добијте цитатАктивно и пасивно балансирање БМС: Када се 2А активно балансирање заправо исплаћује?
Пасивно балансирање није лоше, само је неефикасно на криви равног напона. Ево три специфична сценарија у којима 2А активно балансирање мења економичност батерије.
Кључне ствари
- Пасивно уравнотежавање није пониско решење. Он је служио у хемији оловно-киселине и раније литијумске батерије деценијама, али његова ефикасност оштро пада на криви равног напона ЛиФЕПО4.
- Између 20% и 80% СОК , ЛиФЕПО4 напон се мења само од 3,20 до 3,30 В (Δ = 100 мВ) - Да ли је то истина? У овој области, пасивно балансирање једва може идентификовати или исправити разлике од ћелије до ћелије.
- Активно балансирање није увек вредно инвестиције. За пакове изграђене са добро усавршеним ћелијама класе А и једнаким температурама, пасивно балансирање је стандардно решење у више од 90% комерцијалних система повезаних са мрежом.
- 2Активно балансирање се исплаћује у три сценарија: ћелије великог капацитета са значајном почетном дисперзијом, батерије са другим животом и пакове са тешким температурним градијентима.
- У Уколико је потребно, уколико је потребно, пружа квантификовано техничко решење за ове сценарије са 2А активно балансирање, тачност узоркавања ±0,005В и 8 НТЦ сензора температуре.
Излазна тачка
Зашто се дебата о активној и пасивној не разуме
У индустрији складиштења енергије, "активно балансирање је боље од пасивног балансирања" готово је постало слоган који не треба објашњење. Али овај закључак занемарује један критичан услов: ефикасност стратегије балансирања зависи од хемије ћелија и услова рада. Активно балансирање није аутоматски најбоља инвестиција.
У оловно-киселим и ранијим троструким литијумским батеријама, крива напона има стрмљи нагиб. Пасивно балансирање распршива вишак наплате из више напоних ћелија на 50200mA близу краја пуњења, што је довољно да се одржи конзистенција ћелије. Међутим, ЛиФЕПО4 има изузетно равна крива напона између 20% и 80% SOC само 100мВ раздваја 3,20В и 3,30В. У овом региону, пасивно балансирање једва може идентификовати разлике у SOC између ћелија, а камоли да их ефикасно исправи.
Дакле, право питање није: "Да ли је активно уравнотежавање боље?" То је: Да ли је пасивно балансирање довољно за вашу специфичну апликацију? И ако не, да ли 2А активно балансирање може да пружи измериви повратак?
Инжењерско поређење
Како заправо функционишу: Техничка поређење
| Пасивно балансирање | Активно избалансирање |
|---|---|
| Принцип рада Распаљава вишак наплате из више напоних ћелија као топлоту кроз отпорнике. | Принцип рада Преводи наплату између ћелија путем индуктивне конверзије ЦС-ЦС. |
| Где се енергија користи Употребљавање топлоте као губитак; енергетска ефикасност: 0%. | Где се енергија користи Преведено на ниже напоне ћелије; енергетска ефикасност: 8095%. |
| Типична балансирачка струја 50200mA. | Типична балансирачка струја 15А; JKESS BMU-H5-16 даје 2А. |
| Оперативно окно Само током последње фазе пуњења, у региону са високим СОЦ-ом. | Оперативно окно Током пуњења и пуњења, широм целог опсега SOC. |
| Ефикасност на ЛиФЕПО4 Скоро неефикасан у равни 20%-80% СОЦ региону. | Ефикасност на ЛиФЕПО4 Ефикасан у целој опсеги SOC. |
| Производња топлоте Локализована топлота на балансирајућим отпорницима. | Производња топлоте Веома ниско. |
| Складност кола Ниски: отпор и прекидачи. | Складност кола Високи: индуктори, кондензатори, МОСФЕТ-ови и контролни ИЦ-ови. |
| Трошкови Ниско. | Трошкови Више, иако се раздвајање у трошковима смањује. |
| Утицај најслабије ћелије Најслабија ћелија одређује корисну капацитета паковања. | Утицај најслабије ћелије После балансирања, коришћени капацитет се одређује просечним нивоом ћелије. |
| 314Ах ћелија · 0,5% разлика Око 7,85 сати на 200mA; ограничено оперативно окно чини стварно време дуже. | 314Ах ћелија · 0,5% разлика Око 47 минута на 2А; балансирање може да ради током пуњења и пуњења. |
Где се економија мења
Три сценарија у којима се 2А активна балансирање заправо исплаћује
Активно балансирање није вредно инвестирања у сваку апликацију. У следећим три сценарија, задржавање капацитета и продужени животни век који се пружају 2А активним балансирањем могу се квантификовати као директни финансијски приходи.
Клеће са великим капацитетом са значајном почетном дисперзијом
Проблем: Приликом куповине ћелија великог капацитета од 280Ah314Ah, почетне разлике од 1%3% у капацитету и унутрашњем отпорности могу постојати чак и у истој серији. У 16С низу, најслабија ћелија ограничава коришћену капацитету паковања, а разлике се могу акумулирати са циклусом.
Вредина 2А активне балансирања: Може брзо елиминисати почетну дисперзију током пуштања у рад, избегавајући губитак капацитета узрокован углицом најслабије ћелије. При 2% почетног дисперзије, пасивно балансирање може трајати недељама да заврши први баланс, док га 2А активно балансирање може завршити за неколико сати.
Квантификовани поврат: У систему од 64 кВтц, елиминисање 2% почетног губитка капацитета чини додатну 1,28 КВтц доступна. При једном циклусу дневно током 10 година живота, то износи око 4,672 кВтц додатне кумулативне прометне снаге.
Друга животна или репродуцирана батерија
Проблем: Батерије које су обновљене из различитих возила или партија имају много већу варијацију у капацитету, унутрашњем отпорности и брзини самоиспуштања од нових ћелија. Пасивно балансирање једва може одржати конзистенцију у тако високо расејаним пакама.
Вредина 2А активне балансирања: Његова већа балансирачка струја може континуирано да компензује значајне разлике између ћелија и ћелија, довевши корисни капацитет батерије са другим животом близу капацитета нове батерије.
Квантификовани поврат: Батерије са другим животном временом обично коштају 40%60% нових батерија да купи. Са активним балансирањем повећање корисне капацитета од 10%–20%, интерна стопа повратака пројекта (ИРР) значајно се побољшава.
Батеријски пакети са тешким температурним градијентима
Проблем: У системима за складиштење енергије монтираним на раковима, ћелије на врху и дну могу се разликовати за 510 °C. Разлике у температури доводе до различитих стопа самоиспуштања и, стога, Дрифт SOC. Пасивно балансирање не може ефикасно исправити ово у условима температурне градијенте.
Вредина 2А активне балансирања: Непрекидна радња током пуњења и пуњења компензује температурно условљено одлажење СОЦ-а. Са 8 НТЦ сензора температуре, БМУ-Х5-16 може да прати расподелу температуре у реалном времену и активира стратегије балансирања.
Квантификовани поврат: Истраживања показују да одржавање разлике температуре од ћелије до ћелије испод 3°C може продужити живот батерије 15%–20%.
Друга страна одлуке
Када је пасивна равнотежа и даље прави избор
За комерцијалне системе повезане са мрежом које користе добро упоређене ћелије класе А варијација капацитета испод 0,5% и варијација унутрашњег отпора испод 5% са равномерном расподелом температуре паковања од разлика мања од 2°C пасивно балансирање је стандардно и довољно решење у више од 90% случајева.
Кључни критеријум за избор није апсолутна супериорност активног према пасивном. То је комбинација почетна дисперзија ћелија, градијент оперативне температуре и осетљивост система на задржавање капацитета. Када се све три променљиве контролишу, једноставност пасивног балансирања и ниже трошкове постају јаче предности.
Обучавање иза стратегије
БМУ-Х5-16: 2А Активан Балансирање роб БМУ унутар ЈКЕСС ХВ система
| Параметри | Вредност | Примећења |
|---|---|---|
| Метода балансирања | Активно балансирање (индуктивна конверзија ЦС-ЦС) | Енергија се преноси између ћелија уместо да се распрши као топлота. |
| Максимална балансирачка струја | 2 A | По каналу. |
| Максимални број узорка ћелија | 16 | 16С ЛифеПО4. |
| Диапазон узорка напона / тачност | 14.5В / ±0.005В | 5 мВ тачност. |
| Улазни подаци за узимање узорка температуре | 8 НТЦ канала | — |
| Преглед температурног опсега / тачности узорка | -30 до 105°C / ±2°C | — |
| Канали са високом страном / континуирана способност / максимална излазност | 2 / 1А / 3А на 300мс | — |
| Метода хлађења | Интелигентно хлађење ваздухом / контролисано хлађење вентилатора | Интегрисан у предњи панел. |
| Комуникациони интерфејс | CAN / RS485 / Дајзи Цхаин | У главну контролну кутију ХВ. |
| Хемија ћелија | ЛиФЕПО4 | Подржава 280Ah314Ah призматичке ћелије. |
| Диапазон напона кутије за батерије | 100V800V Ц (у зависности од броја серија) | Растио се кроз више кутија повезаних у серији. |
Прокрутите хоризонтално да бисте погледали све колоне спецификација.
Извор спецификација: страница производа и листова брошуре за JKESS HV Slave Battery Box.
Знајте границе
3 Уобичајене погрешне схватање о активној балансираности
активно балансирање може поправити оштећену ћелију.
Активно балансирање може само да преноси наплату; не може да врати хемијски капацитет ћелије. Ако је капацитет ћелије већ озбиљно деградирао, активно балансирање може само одложити њен утицај, а не вратити деградацију.
виша балансирачка струја је увек боља.
Балансирајући ток од 2А је разуман за ћелије класе од 300Ах, али превише висок балансирајући ток повећава сложеност кола и трошкове. Изаберите балансирању струју како би се уједначила капацитет ћелије и услове рада система.
активно балансирање значи да скрининг ћелија није потребан.
Активно балансирање може да компензује разлике у ћелијама, али не може да елиминише екстремну почетну непостојанство. Купци би и даље требали тражити од свог добављача ћелија податке о капацитету на нивоу партије и конзистенцији унутрашњег отпора.
Од БМУ до комплетног система
Како конфигурирати ХВ системе ЈКЕСС са 2А активним балансирањем
Модуларни системи за складиштење енергије високе напоне JKESS користе BMU-H5-16 као срж контроле робља, у параду са ХВ-БЦ250 (200А) ili ХВ-БЦ150-100А (100А) главна контролна кутија. Они подржавају 416 кутија за робове (HV-B6U или 4U комплети) , капацитети система 64256кВтц , и опсег напона од 801000В.
| Система капацитет |
Роб кутије |
Серије граф |
Nazivna напетост |
Главна контрола опција кутије |
|---|---|---|---|---|
| 64 кВтц | 4 | 64С | ~204.8В | ХВ-БЦ150-100А |
| 96 кВтц | 6 | 96S | ~ 307,2В | ХВ-БЦ150-100А |
| 128 кВтц | 8 | 128С | ~ 409,6В | ХВ-БЦ150-100А |
| 192 кВтц | 12 | 192С | ~ 614,4В | ХВ-БЦ250 |
| 256 кВтц | 16 | 256С | ~ 819,2В | ХВ-БЦ250 |
Прокрутите хоризонтално да бисте видели све пет колона конфигурације.
Купац питања, одговорио
Често постављана питања
Да ли је активна равнотежа увек боља од пасивне равнотеже?
Не, не, не. Активно балансирање је ефикасније на криви равног напона ЛиФЕПО4 и у сценаријама са високим варијацијама од ћелије до ћелије, али пасивно балансирање остаје стандардно и довољно решење за више од 90% комерцијалних система повезаних са мрежом који користе добро усоглашене ћелије кла Прави избор зависи од почетне дисперзије ћелије, градијента оперативне температуре и осетљивости на задржавање капацитета.
Зашто пасивно балансирање не успева на ЛиФЕПО4?
ЛиФЕПО4 има изузетно равна крива напона између 20% и 80% СОЦ само око 100мВ варијације (3,20В до 3,30В). Пасивно балансирање се ослања на разлике напона како би се идентификовало које ћелије треба да се разбацују, али у овој равном региону разлике напона су сувише мале да би тачно одразиле разлике SOC. Пасивно балансирање такође функционише само током завршне фазе наплате, што додатно ограничава његову ефикасност.
Колико дуго је потребно за 2А активно балансирање да би се исправила неравнотежа ћелија?
За 314Ах ЛиФЕПО4 ћелију са 0,5% варијацијом капацитета, енергија која се треба балансирати је око 1,57Ах. При активној балансирачкој струји од 2А, ово траје око 47 минута. При пасивном балансирању од 200мА, исти пренос енергије трајао би око 7,85 сати а пасивно балансирање ради само током завршне фазе пуњења, тако да је стварно време још дуже.
Који су три сценарија у којима се 2А активна балансирање исплаћује?
Три сценарија су: (1) ћелије великог капацитета са значајном почетном дисперзијом (1%3% варијација капацитета), (2) батерије са другим животом или репродуциране батерије са високом варијацијом од ћелије до ћелије и (3) пакове батерија са тешким температурним градијентима (разлика од 5 У овим сценаријама, 2А активно балансирање може да поврати 12% коришћених капацитета и продужи живот паковања за 15%20%.
Да ли JKESS BMU-H5-16 подржава активно балансирање?
Да, ја сам. БМУ-Х5-16 је АКТИВНА БМУ-а за балансирање рабља JKESS, која испоручује до 2А балансирајуће струје по каналу користећи индуктивну конверзију ЦЦ-ЦЦ. Подржава 16С LiFePO4 ћелије са прецизношћу узорка на напону ћелије ±0.005В и 8 НТЦ сензора температуре. Предваритно је инсталиран у свим комплексима за батерије JKESS HV.
Могу ли да прилагодим активну балансирање у постојећи пасивни систем балансирања?
Поновирање је технички могуће, али често непрактично јер активно балансирање захтева другачије жице, другачији хардвер БМС-а и различите комуникационе протоколе. Најефикаснији приступ је да се одреди систем који укључује активно балансирање од самог почетка посебно ако ваша апликација спада у један од три сценарија са високим варијацијама.
Како активно балансирање утиче на гаранцију батерије?
Активно балансирање помаже да се одржи конзистенција ћелија, што директно штити задржавање капацитета. Ако гаранција гарантује минимално задржавање капацитета (нпр. 70% за 10 година), активно балансирање повећава вероватноћу да пакет испуни тај праг смањењем стопе деградације изазване неравнотежом.
Која је типична разлика у трошковима између пасивног и активног балансирања БМС-а?
Активан балансирање БМС хардвер обично кошта 20%40% више од пасивног балансирања еквивалента на нивоу компоненте. Међутим, у три сценарија са великим варијацијама, додатни корисни капацитет и продужени живот паковања могу да донесу повратак на ту премију у року од 23 године рада.
Да ли активно балансирање ради и током пуњења и пуњења?
Да, ја сам. За разлику од пасивног балансирања, које функционише само током завршне фазе пуњења (висок SOC), активно балансирање функционише континуирано током пуњења и пуњења током целог опсега SOC. Ово је посебно важно за ЛиФЕПО4 јер његова плоска крива напона значи да пасивно балансирање има веома ограничене прозоре ефикасности.
Како ЈКЕСЕ подржава Б2Б клијенте који процењују активно балансирање?
JKESS пружа модуларни ХВ БЕСС хардвер, укључујући БМУ-Х5-16 активне рамнотежане робове БМУ, ХВ-БЦ250 (200А) и ХВ-БЦ150-100А (100А) контролне кутије и комплетне батерије ХВ-Б6У / 4У. Систем подржава 416 слове бокс (64256кВтц) са CAN/RS485/дејзи-цхеин комуникацијом. ЈКЕСС не продаје ћелије; купци купују ЛиФЕПО4 ћелије одвојено, што омогућава оптимизацију дизајна система око специфичних спецификација ћелија.
Није сигуран да ли је активно уравнотежавање исправно за ваш пројекат?
Поделите своје спецификације ћелија и услове рада са нашим инжењерским тимом. Помоћи ћемо вам да утврдите да ли 2А активно балансирање даје измериву повратност за вашу специфичну апликацију.
Замолите прилагођени цитат →