Apabila Sistem Penyimpanan Tenaga Memerlukan Pengimbangan Aktif (dan Apabila Pasif Sudah Cukup)

Masalah Berbasikal Harian Pengimbangan Pasif Tidak Direka Untuk

Pek basikal elektrik pengguna mungkin berbasikal sekali sehari, selalunya kurang. Alat kuasa digunakan dalam masa yang singkat. Kebanyakan aplikasi litium umum memberi pek itu banyak masa untuk berehat, dan sebarang ketidakseimbangan kecil antara sel akan dibetulkan secara perlahan-lahan di latar belakang. Pengimbangan pasif — biasanya sekitar 100mA yang dihancurkan merentasi sel tertinggi semasa bahagian atas cas — berfungsi dengan baik untuk profil tugas tersebut.

Penyimpanan tenaga adalah berbeza. Bateri rumah yang digandingkan dengan solar berkitar secara mendalam setiap hari, tahun demi tahun. Sistem storan komersial mungkin berkitar beberapa kali sehari. Sepanjang beribu-ribu kitaran, walaupun perbezaan kecil antara sel — toleransi pembuatan, perbezaan usia yang sedikit, kecerunan suhu merentasi pek 16S — terkumpul menjadi hanyutan voltan yang boleh diukur. Pek berhenti menjadi rentetan seragam dan mula bertindak seperti selnya yang paling lemah. Kapasiti keseluruhan pek menurun, ketidakseimbangan melebar, dan akhirnya BMS terpaksa memutuskan sambungan lebih awal untuk melindungi sel yang paling lemah — menyebabkan kapasiti yang boleh digunakan terkandas.

Ini adalah mod kegagalan yang menarik pembeli storan tenaga ke arah pengimbangan aktif. Persoalannya bukanlah sama ada aktif lebih baik secara umum — tetapi sama ada kitaran tugas projek anda cukup menuntut sehingga pengimbangan pasif tidak dapat ditandingi.

Apa Sebenarnya Pengimbangan Pasif 100mA (dan Di Mana Ia Tidak Sesuai untuk ESS)

Pengimbangan pasif berfungsi dengan membakar tenaga berlebihan daripada sel yang mencapai cas penuh terlebih dahulu, sebagai sejumlah kecil haba merentasi perintang shunt. Arus pengimbangan pasif 100mA biasa sudah cukup untuk mengendalikan hanyutan yang terkumpul dalam aplikasi tugas ringan — tetapi ia mempunyai dua had struktur yang penting untuk penyimpanan:

• Ia hanya bertindak di bahagian atas cas.Sistem pasif memerlukan sel untuk mencapai ambang pengimbangan (biasanya SOC yang tinggi) sebelum ia dapat menyamakannya. Dalam operasi penyimpanan kitaran separa yang jarang mengalami cas penuh, pengimbangan pasif mendapat kurang peluang untuk berfungsi.
• Kadarnya adalah kecil berbanding dengan hanyutan yang mungkin terkumpul setiap hari.Dalam sesetengah kitaran tugas ESS, ketidakseimbangan boleh terkumpul lebih cepat daripada sistem pengimbangan pasif 100mA — yang hanya digunakan dalam tetingkap terhad di bahagian atas cas — yang dapat dibetulkan, jadi jurang mungkin melebar selama berbulan-bulan dan bukannya tertutup.

Bagi aplikasi kitaran cetek, pengimbangan pasif sepadan dengan kitaran tugas dengan baik dan menambah kos paling minimum. Masalah bagi ESS khususnya ialah ketidakpadanan antara kadar hanyutan dan kadar pembetulan apabila kitaran tugas berat.

Apa yang Ditambah oleh Pengimbangan Aktif (dan Di Mana Nilai Sebenarnya Berada)

Pengimbangan aktif berfungsi dengan memindahkan tenaga daripada sel voltan tinggi ke sel voltan rendah — biasanya melalui litar pemindahan induktif atau kapasitif — dan bukannya membakarnya sebagai haba. Dua akibat praktikal berikut:

• Arus pengimbangan yang lebih tinggi.Jika pasif adalah sekitar 100mA, pengimbangan aktif khusus dalam BMS storan biasanya dalam julat 1A — pembetulan yang lebih pantas mengikut magnitud.
• Ia boleh berfungsi merentasi lebih banyak julat SOC,bukan sahaja di bahagian atas cas. Ini penting dalam operasi penyimpanan di mana pek jarang sekali berada pada 100% SOC.

Hasil bersih untuk projek ESS ialah hanyutan voltan sel boleh dibetulkan pada kadar yang lebih hampir sepadan dengan kadar yang terkumpul. Pengimbangan aktif boleh membantu pek kekal lebih dekat dengan rentetan seragam sepanjang hayat perkhidmatannya, sekali gus mengurangkan kemungkinan kapasiti yang boleh digunakan terkandas oleh sel yang paling lemah. Kelayakan yang perlu diingat: prestasi pengimbangan dalam perkhidmatan bergantung pada seluruh sistem — padanan pek-sel pada permulaan, penyebaran haba merentasi rentetan dan di mana dalam tetingkap SOC pengimbangan dibenarkan beroperasi. Data pengimbangan khusus untuk konfigurasi pek tertentu adalah sesuatu yang perlu disahkan dengan pasukan kejuruteraan dan bukannya menganggap daripada helaian data sahaja.

Apabila Pengimbangan Pasif Sudah Cukup (Jangan Terlalu Banyak Spesifikasi)

Pengimbangan aktif bukanlah peningkatan lalai. Untuk pelbagai aplikasi, pasif sememangnya jawapan yang tepat:

• Sistem sandaran tugas ringan yang jarang berkitar
• Pek UPS Telekom yang beroperasi terutamanya sebagai siap sedia dan jarang sekali kitaran mendalam
• Storan berskala pengguna kecil di mana ekonomi projek tidak mewajarkan kos BMS tambahan
• Sel-sel yang sepadan dengan toleransi awal yang ketat, di mana hanyutan terkumpul secara perlahan

Menentukan pengimbangan aktif untuk aplikasi ini menambah kos tanpa faedah berkadar. Pembekal yang baik akan memberitahu anda bila pasif adalah jawapan yang tepat untuk projek anda — dan satu tanda amaran yang perlu diberi perhatian ialah pembekal yang mengesyorkan pengimbangan aktif untuk setiap projek tanpa rasional teknikal yang jelas berkaitan dengan kitaran tugas anda.

Bilakah Pengimbangan Aktif Perlu Ditentukan untuk Projek Storan Anda

Keadaan kitaran tugas yang mendorong keseimbangan ke arah aktif untuk penyimpanan tenaga adalah agak spesifik. Jika projek anda memenuhi beberapa daripada ini, pengimbangan aktif adalah wajar untuk dinyatakan:

• Berbasikal dalam setiap hari.Storan gandingan solar yang dinyahcas secara bermakna setiap hari, tahun demi tahun, terkumpul hanyutan lebih cepat daripada yang dapat dibetulkan oleh pengimbangan cas tertinggi berkala.
• Jangkaan hayat perkhidmatan berbilang tahun.Lebih lama sistem dijangka berjalan, lebih banyak pengimbangan aktif hanyutan kumulatif membantu anda melindunginya.
• Konfigurasi pek yang lebih besar.Tali 16S mempunyai lebih banyak tempat untuk hanyutan berkembang berbanding tali 8S, kerana bilangan sel yang lebih besar dalam siri meningkatkan kebarangkalian variasi sel ke sel merentasi tali. Pek simpanan pada 48V (15-16S) dan ke atas lebih mendapat manfaat daripada pembetulan yang lebih pantas.
• Seni bina pek selari.Pengimbangan aktif beroperasi pada peringkat sel ke sel di dalam setiap pek — ia tidak menyamakan kedudukan antara pek selari, tetapi ia membantu setiap pek individu mengekalkan konsistensi dalaman, yang menyokong tingkah laku yang lebih boleh diramal apabila berbilang pek beroperasi bersama dalam satu bank.
• Operasi kitaran separa.Jika profil storan anda jarang sekali mengecas pek sepenuhnya (pencukuran puncak, pengoptimuman penggunaan sendiri), pergantungan pengimbangan pasif pada tetingkap pengecasan tertinggi menjadi batasan sebenar.

Rujukan Pemilihan Pantas

Secara ringkasnya, berikut ialah cara pengimbangan aktif lawan pasif biasanya dipadankan dengan aplikasi biasa. Anggap ini sebagai titik permulaan untuk RFQ anda, bukan pengganti untuk pemadanan dengan kitaran tugas khusus anda:

Jadual ialah rujukan permulaan; nyatakan terhadap profil kitaran tugas sebenar anda dan bukannya label aplikasi sahaja.

Pengimbangan Aktif DALY untuk Aplikasi Storan

Bagi projek yang mempunyai spesifikasi pengimbangan aktif yang tepat, rangkaian BMS Penyimpanan Tenaga Generasi ke-4 DALY membawanya secara natif. Varian LK menyediakan pengimbangan aktif 1A untuk konfigurasi storan rumah standard; varian LM-B menyediakan pengimbangan aktif 2A untuk sistem arus lebih tinggi dan berkapasiti lebih besar. Kedua-duanya menyokong LFP 8-16S dan seni bina pek selari yang biasa digunakan dalam storan rumah dan komersial kecil, yang boleh diskalakan sehingga 16 pek secara selari (sekitar 160kWh setiap rangkaian) untuk projek yang berkembang dari semasa ke semasa.

Dua kelayakan yang perlu diberi perhatian dalam sebarang perbualan pra-RFQ: mengimbangi prestasi dalam penggunaan bergantung pada seluruh sistem seperti yang dibincangkan di atas, dan data konfigurasi tertentu — termasuk logik pencetus pengimbangan, tetingkap SOC dan panduan padanan sel pek — adalah sesuatu yang akan diusahakan oleh pasukan kejuruteraan dengan anda berdasarkan projek dan bukannya sesuatu yang boleh diandaikan daripada helaian data.

Soalan Lazim

Q1Adakah pengimbangan aktif 1A sentiasa lebih baik daripada pengimbangan pasif 100mA?

Tidak selalunya — apa yang dikira lebih baik bergantung pada apa yang dilakukan oleh kitaran tugas anda terhadap pek. Bagi aplikasi di mana hanyutan terkumpul secara perlahan (sandaran tugas ringan, kitaran cetek), pembetulan pasif 100mA memadankan masalah dan menambah kos paling rendah. Bagi aplikasi di mana hanyutan terkumpul lebih cepat daripada yang boleh dibetulkan oleh 100mA (kitaran dalam harian dalam storan), pembetulan aktif 1A memadankan masalah dengan lebih baik. Padankan pendekatan pengimbangan dengan kitaran tugas anda, bukan sebaliknya.

Q2Adakah pengimbangan aktif memanjangkan jangka hayat kitaran?

Hayat kitaran adalah sifat sel itu sendiri, bukan sesuatu yang dihasilkan oleh pengimbangan. Apa yang dilakukan oleh pengimbangan aktif adalah membantu pek mencapai hayat perkhidmatan yang dinilai oleh sel dengan mengurangkan risiko ketidakseimbangan yang mendorong sel individu keluar dari tetingkap operasi selamatnya. Sel menentukan had; pengimbangan membantu anda benar-benar menghampiri had tersebut dan bukannya dihadkan oleh sel yang paling lemah. Data hayat perkhidmatan khusus untuk konfigurasi anda adalah perbualan peringkat projek dengan pasukan kejuruteraan.

Q3Jika saya tidak pasti sama ada projek saya memerlukan aktiviti aktif atau pasif, apakah yang perlu saya lakukan?

Berikan profil kitaran tugas anda kepada pembekal — kedalaman kitaran harian, kitaran yang dijangkakan setiap tahun, jangka hayat perkhidmatan sasaran, saiz pek dan sama ada sistem akan mencapai cas penuh secara berkala. Pembekal yang menentukan berdasarkan maklumat tersebut dan bukannya memilih pilihan yang lebih mahal secara lalai adalah orang yang perlu diambil serius. Jika anda tidak dapat mendapatkan rasional spesifikasi yang berkaitan dengan kitaran tugas anda, itulah data yang anda perlukan sebelum RFQ dikeluarkan.

Mengenai DALY

DALY mereka bentuk dan mengeluarkan sistem pengurusan bateri litium untuk OEM, pengeluar pek dan penyepadu, dengan produk yang digunakan di lebih 130 buah negara. Ditubuhkan pada tahun 2015, DALY beroperasi di bawah sistem ISO 9001/ISO 14001 dengan pematuhan CE dan RoHS; rangkaian penyimpanan tenaga ini mempunyai status Komponen Diiktiraf UL (bukan pensijilan sistem UL penuh — perbezaan ini penting untuk projek Amerika Utara), dengan dokumentasi yang disediakan untuk menyokong pensijilan peringkat sistem pada peringkat pek atau sistem.

Menentukan Pengimbangan Aktif untuk Projek Storan Anda?

Jika anda sedang mengkaji storan solar, bateri rumah atau projek ESS komersial kecil dan ingin menentukan pengimbangan dengan betul, pasukan kejuruteraan DALY boleh menyemak kitaran tugas anda dan membantu anda memadankan pendekatan BMS untuknya.

• Kongsikan kitaran tugas anda: kedalaman kitaran harian, jangka hayat perkhidmatan yang dijangkakan, saiz pek, konfigurasi selari
• Minta dokumentasi spesifikasi LK / LM-B Generasi ke-4
• Emel:dalybms@dalyelec.com

Halaman produk pengimbangan aktif:https://www.dalybms.com/active-balancing-products/