Enerji Depolama Sistemlerinin Aktif Dengelemeye İhtiyaç Duyduğu Durumlar (ve Pasif Dengelemenin Yeterli Olduğu Durumlar)

Günlük Bisiklet Sürme Sorunu: Pasif Dengeleme Sistemi Bunun İçin Tasarlanmamıştır

Tüketici tipi bir elektrikli bisikletin bataryası günde belki bir kez, hatta çoğu zaman daha az kullanılır. Elektrikli aletler kısa aralıklarla kullanılır. Çoğu genel lityum uygulaması, bataryanın dinlenmesi için bolca zaman tanır ve hücreler arasındaki küçük dengesizlikler arka planda yavaşça düzeltilir. Pasif dengeleme – genellikle şarjın en yüksek noktasında en yüksek hücreye uygulanan yaklaşık 100mA'lik akım – bu kullanım profili için mükemmel şekilde çalışır.

Enerji depolama farklıdır. Güneş enerjisiyle çalışan bir ev bataryası, yıllar boyunca her gün derinlemesine deşarj olur. Ticari bir depolama sistemi ise günde birden fazla kez deşarj olabilir. Binlerce deşarj döngüsü boyunca, hücreler arasındaki küçük farklılıklar bile (üretim toleransı, hafif yaş farklılıkları, 16S'lik bir paketteki sıcaklık gradyanları) ölçülebilir voltaj kaymasına dönüşür. Paket artık düzgün bir dizi olmaktan çıkar ve en zayıf hücresi gibi davranmaya başlar. Tüm paketin kapasitesi düşer, dengesizlik artar ve sonunda BMS, en zayıf hücreyi korumak için erken bağlantıyı kesmek zorunda kalır; bu da kullanılabilir kapasitenin atıl kalmasına neden olur.

Bu, enerji depolama alıcılarını aktif dengelemeye yönlendiren arıza modudur. Soru, genel olarak aktif dengelemenin daha iyi olup olmadığı değil, projenizin çalışma döngüsünün pasif dengelemenin yetişemeyeceği kadar zorlayıcı olup olmadığıdır.

100mA Pasif Dengeleme Gerçekte Ne İşe Yarar (ve ESS İçin Hangi Noktalarda Yetersiz Kalır)?

Pasif dengeleme, tam şarj seviyesine ilk ulaşan hücrelerden fazla enerjiyi, bir şönt direnci üzerinden küçük miktarlarda ısı olarak yakarak çalışır. Tipik bir 100mA pasif dengeleme akımı, daha hafif uygulamalarda biriken sapmayı gidermek için yeterlidir; ancak depolama için önemli olan iki yapısal sınırlaması vardır:

• Yalnızca şarjın en üst seviyesinde etki eder.Pasif bir sistem, hücreleri dengelemeden önce dengeleme eşiğine (genellikle yüksek SOC) ulaşmalarını gerektirir. Tam şarjın nadiren görüldüğü kısmi döngülü depolama işleminde, pasif dengelemenin çalışması için daha az fırsat bulunur.
• Bu oran, günlük olarak birikebilecek sapmaya kıyasla küçüktür.Bazı ESS çalışma döngülerinde, dengesizlik, yalnızca şarjın en üst noktasında sınırlı bir zaman diliminde uygulanan 100mA'lik pasif dengeleme sisteminin düzeltebileceğinden daha hızlı bir şekilde birikebilir; bu nedenle, aradaki fark aylar içinde kapanmak yerine genişleyebilir.

Sığ çevrimli uygulamalar için pasif dengeleme, çalışma döngüsüne iyi uyum sağlar ve en az maliyeti getirir. Özellikle ESS için sorun, çalışma döngüsü yüksek olduğunda sapma oranı ile düzeltme oranı arasındaki uyumsuzluktur.

Aktif Dengelemenin Sağladığı Faydalar (ve Gerçek Değerin Nerede Olduğu)

Aktif dengeleme, enerjiyi ısı olarak yakmak yerine, genellikle endüktif veya kapasitif bir transfer devresi aracılığıyla, yüksek voltajlı hücrelerden düşük voltajlı hücrelere aktararak çalışır. Bunun iki pratik sonucu vardır:

• Daha yüksek dengeleme akımı.Pasif dengeleme yaklaşık 100mA iken, depolama BMS'lerinde özel aktif dengeleme genellikle 1A aralığındadır; bu da bir mertebe daha hızlı düzeltme anlamına gelir.
• Daha geniş bir SOC yelpazesinde çalışabilir.Sadece şarjın en yüksek seviyesinde değil. Bu, pilin nadiren %100 şarj seviyesinde kalabileceği depolama işlemlerinde de önemlidir.

ESS projesi için net sonuç, hücre voltajı kaymasının, birikme hızına daha yakın bir oranda düzeltilebilmesidir. Aktif dengeleme, paketin hizmet ömrü boyunca daha homojen bir dizi halinde kalmasına yardımcı olarak, kullanılabilir kapasitenin en zayıf hücre tarafından atıl kalma olasılığını azaltır. Akılda tutulması gereken önemli nokta: hizmet sırasında dengeleme performansı, sistemin geri kalanına bağlıdır - başlangıçta paket-hücre eşleşmesi, dizi boyunca termal dağılım ve dengelemenin SOC penceresinde nerede çalışmasına izin verildiği. Belirli bir paket konfigürasyonu için özel dengeleme verileri, yalnızca veri sayfasından varsaymak yerine mühendislik ekibiyle teyit edilmesi gereken bir şeydir.

Pasif Dengeleme Yeterli Olduğunda (Aşırı Özelleştirme Yapmayın)

Aktif dengeleme varsayılan bir yükseltme değildir. Çok çeşitli uygulamalar için pasif dengeleme gerçekten doğru çözümdür:

• Seyrek aralıklarla devreye giren hafif hizmet tipi yedekleme sistemleri
• primarily bekleme modunda çalışan ve nadiren derin döngülü şarj yapan telekom UPS paketleri.
• Proje ekonomisinin ek BMS maliyetini haklı çıkarmadığı küçük ölçekli tüketici depolama çözümleri.
• Başlangıçtaki toleransın dar olduğu, birbirine iyi uyan hücrelerde sapma yavaşça birikir.

Bu uygulamalar için aktif dengeleme belirtmek, orantılı bir fayda sağlamadan maliyeti artırır. İyi bir tedarikçi, projeniz için pasif dengelemenin doğru çözüm olup olmadığını size söyleyecektir; ve dikkat edilmesi gereken bir uyarı işareti, çalışma döngünüzle bağlantılı net bir teknik gerekçe olmadan her proje için aktif dengelemeyi öneren bir tedarikçidir.

Depolama Projeniz İçin Aktif Dengelemeyi Belirtmek Ne Zaman Değerlidir?

Enerji depolama için aktif dengelemeye doğru dengeyi değiştiren çalışma döngüsü koşulları oldukça spesifiktir. Projeniz bunlardan birkaçını karşılıyorsa, aktif dengeleme belirtmekte fayda vardır:

• Günlük derin döngü.Güneş enerjisiyle çalışan ve her gün anlamlı miktarda deşarj olan depolama sistemleri, periyodik şarj dengeleme işlemlerinin düzeltebileceğinden daha hızlı bir şekilde kapasite kaybı biriktirir.
• Çok yıllık hizmet ömrü beklentileri.Sistemin çalışma süresi uzadıkça, aktif dengelemenin size karşı koruma sağladığı kümülatif sapma da artar.
• Daha büyük paket konfigürasyonları.16S'lik bir dizide, 8S'lik bir diziye göre sapmanın gelişebileceği daha fazla nokta vardır, çünkü seri bağlı hücre sayısının fazla olması, dizi boyunca hücreler arası varyasyon olasılığını artırır. 48V (15-16S) ve üzeri depolama paketleri, daha hızlı düzeltmeden daha fazla fayda sağlar.
• Paralel paket mimarisi.Aktif dengeleme, her bir paketin içindeki hücreden hücreye düzeyde çalışır; paralel paketler arasında dengeleme yapmaz, ancak her bir paketin iç tutarlılığını korumasına yardımcı olur; bu da birden fazla paketin bir bankada birlikte çalıştığı durumlarda daha öngörülebilir bir davranış sergilemesini destekler.
• Kısmi çevrimli çalışma.Eğer depolama profiliniz pilin tam şarj olmasına nadiren neden oluyorsa (pik kullanım azaltma, kendi kendine tüketim optimizasyonu), pasif dengelemenin tam şarj aralığına bağımlılığı gerçek bir sınırlama haline gelir.

Hızlı Seçim Referansı

Özetlemek gerekirse, aktif ve pasif dengelemenin yaygın uygulamalara tipik olarak nasıl yansıdığı aşağıda açıklanmıştır. Bunu, teklif talebiniz için bir başlangıç ​​noktası olarak değerlendirin, belirli çalışma döngünüzle eşleştirmenin yerine geçecek bir unsur olarak değil:

Bu tablo bir başlangıç ​​referansıdır; lütfen yalnızca uygulama etiketine değil, gerçek çalışma döngüsü profilinize göre belirleyin.

Depolama Uygulamaları için DALY Aktif Dengeleme

Aktif dengelemenin doğru özellik olduğu projeler için DALY'nin 4. Nesil Enerji Depolama BMS serisi bunu doğal olarak sunmaktadır. LK varyantı, standart ev tipi depolama konfigürasyonları için 1A aktif dengeleme sağlarken; LM-B varyantı daha yüksek akım ve daha büyük kapasiteli sistemler için 2A aktif dengeleme sağlar. Her ikisi de 8-16S LFP'yi ve ev ve küçük ticari depolamada yaygın olan paralel paket mimarisini destekler ve zamanla büyüyen projeler için paralel olarak 16 pakete kadar (ağ başına yaklaşık 160 kWh) ölçeklenebilir.

Teklif talebi öncesi görüşmelerde dikkate alınması gereken iki önemli nokta şunlardır: Dağıtımdaki performans dengelemesi, yukarıda tartışıldığı gibi sistemin geri kalanına bağlıdır ve dengeleme tetikleme mantığı, SOC penceresi ve paket hücresi eşleştirme kılavuzu dahil olmak üzere belirli yapılandırma verileri, veri sayfasından varsayılacak bir şey olmaktan ziyade, mühendislik ekibinin proje bazında sizinle birlikte çalışacağı bir konudur.

Sıkça Sorulan Sorular

Q11A aktif dengeleme, 100mA pasif dengelemeden her zaman daha mı iyidir?

Her zaman değil; neyin daha iyi olduğu, pil paketine uyguladığınız çalışma döngüsüne bağlıdır. Kaymanın yavaşça biriktiği uygulamalar için (hafif yük yedekleme, sığ döngü), 100mA pasif düzeltme soruna uygundur ve en az maliyeti getirir. Kaymanın 100mA'nın düzeltebileceğinden daha hızlı biriktiği uygulamalar için (depolamada günlük derin döngü), 1A aktif düzeltme soruna daha iyi uyum sağlar. Dengeleme yaklaşımını çalışma döngünüze göre ayarlayın, tersini yapmayın.

Q2Aktif dengeleme, pil ömrünü uzatır mı?

Çevrim ömrü, dengeleme ile değil, hücrelerin kendi özellikleriyle ilgilidir. Aktif dengeleme, dengesizliğin tek tek hücreleri güvenli çalışma aralığının dışına itme riskini azaltarak, pil paketinin hücrelerin nominal hizmet ömrüne ulaşmasına yardımcı olur. Tavanı hücreler belirler; dengeleme, en zayıf hücre tarafından sınırlandırılmak yerine, bu tavana gerçekten yaklaşmanıza yardımcı olur. Yapılandırmanıza özel hizmet ömrü verileri, mühendislik ekibiyle proje düzeyinde yapılacak bir görüşme konusudur.

Q3Projemin aktif mi yoksa pasif ışıklandırmaya mı ihtiyacı olduğundan emin değilsem ne yapmalıyım?

Tedarikçiye günlük şarj döngüsü derinliği, yılda beklenen şarj döngüsü sayısı, hedef hizmet ömrü, pil boyutu ve sistemin düzenli olarak tam şarj seviyesine ulaşıp ulaşmayacağı gibi görev döngüsü profilinizi sağlayın. Bu bilgilere dayanarak şartname belirleyen ve daha yüksek fiyatlı seçeneğe yönelmeyen bir tedarikçi, ciddiye alınması gereken tedarikçidir. Görev döngünüzle bağlantılı bir şartname gerekçesi elde edemezseniz, teklif talebi göndermeden önce ihtiyacınız olan veri budur.

DALY Hakkında

DALY, OEM'ler, batarya paketi üreticileri ve entegratörler için lityum pil yönetim sistemleri tasarlamakta ve üretmektedir; ürünleri 130'dan fazla ülkede kullanılmaktadır. 2015 yılında kurulan DALY, ISO 9001 / ISO 14001 sistemleri altında faaliyet göstermekte olup CE ve RoHS uyumluluğuna sahiptir; enerji depolama ürün serisi, UL Onaylı Bileşen statüsüne sahiptir (tam UL sistem sertifikası değil - bu ayrım Kuzey Amerika projeleri için önemlidir) ve paket veya sistem düzeyinde sistem seviyesi sertifikasyonunu desteklemek için dokümantasyon sağlanmaktadır.

Depolama Projeniz İçin Aktif Dengeleme Belirtmek mi İstiyorsunuz?

Güneş enerjisi depolama, ev tipi batarya veya küçük ölçekli ticari enerji depolama sistemi projesi planlıyorsanız ve dengeleme işlemini doğru bir şekilde belirlemek istiyorsanız, DALY mühendislik ekibi çalışma döngünüzü inceleyebilir ve BMS yaklaşımını buna uygun hale getirmenize yardımcı olabilir.

• Çalışma döngünüzü paylaşın: günlük döngü derinliği, beklenen hizmet ömrü, paket boyutu, paralel yapılandırma.
• 4. Nesil LK / LM-B teknik özellik dokümantasyonunu talep edin.
• E-posta:dalybms@dalyelec.com

Aktif dengeleme ürün sayfası:https://www.dalybms.com/active-balancing-products/