מתי מערכות אגירת אנרגיה זקוקות לאיזון אקטיבי (ומתי פסיבי מספיק)

בעיית הרכיבה היומית - איזון פסיבי לא תוכנן עבורה

סוללת אופניים חשמליים צרכנית מבצעת מחזורי מחזור אולי פעם ביום, לעתים קרובות פחות. כלי עבודה חשמליים נמצאים בשימוש בפרקי זמן קצרים. רוב יישומי הליתיום הכלליים נותנים לסוללה מספיק זמן לנוח, וכל חוסר איזון קטן בין התאים מתוקן באיטיות ברקע. איזון פסיבי - בדרך כלל סביב 100mA המועבר על פני התא הגבוה ביותר במהלך שיא הטעינה - עובד מצוין עבור פרופיל עבודה זה.

אגירת אנרגיה שונה. סוללה ביתית מצומדת לאנרגיה סולארית עוברת מחזורי מחזור עמוקים מדי יום, שנה אחר שנה. מערכת אגירה מסחרית עשויה לבצע מחזורי מחזור מספר פעמים ביום. במהלך אלפי מחזורים, אפילו הבדלים קטנים בין תאים - סבילות ייצור, הבדלי גיל קלים, גרדיאנטים בטמפרטורה על פני חבילת 16S - מצטברים לסחיפת מתח מדידה. החבילה מפסיקה להיות מחרוזת אחידה ומתחילה להתנהג כמו התא החלש ביותר שלה. קיבולת החבילה כולה יורדת, חוסר האיזון מתרחב, ובסופו של דבר מערכת ה-BMS צריכה להתנתק מוקדם כדי להגן על התא החלש ביותר - מה שמותיר את הקיבולת השמישה תקועה.

זהו מצב הכשל שמושך קוני אחסון אנרגיה לכיוון איזון אקטיבי. השאלה אינה האם אקטיבי עדיף באופן כללי - אלא האם מחזור העבודה של הפרויקט שלך תובעני מספיק כדי שאיזון פסיבי לא יוכל לעמוד בקצב.

מה באמת עושה איזון פסיבי של 100mA (והיכן הוא נופל ביחס ל-ESS)

איזון פסיבי פועל על ידי שריפת אנרגיה עודפת מתאים שמגיעים לטעינה מלאה ראשונים, ככמויות קטנות של חום על פני נגד שאנט. זרם איזון פסיבי טיפוסי של 100mA מספיק כדי להתמודד עם הסחיפה המצטברת ביישומים קלים יותר - אך יש לו שתי מגבלות מבניות שחשובות לאחסון:

• זה פועל רק בחלק העליון של המטען.מערכת פסיבית צריכה שתאים יגיעו לסף האיזון (בדרך כלל SOC גבוה) לפני שתוכל לאזן אותם. בפעולת אחסון חלקית שבה טעינה מלאה לעיתים רחוקות, איזון פסיבי מקבל פחות הזדמנויות לפעול.
• קצבו קטן יחסית לסחיפה שעשויה להצטבר מדי יום.במחזורי עבודה מסוימים של ESS, חוסר איזון יכול להצטבר מהר יותר ממה שמערכת איזון פסיבית של 100mA - המופעלת רק בחלון מוגבל בחלק העליון של הטעינה - מסוגלת לתקן, כך שהפער עשוי להתרחב במשך חודשים במקום להיסגר.

עבור יישומים בעלי מחזור עבודה רדוד, איזון פסיבי מתאים היטב למחזור העבודה ומוסיף את העלות הנמוכה ביותר. הבעיה עבור ESS ספציפית היא חוסר ההתאמה בין קצב הסחיפה לקצב התיקון כאשר מחזור העבודה גבוה.

מה מוסיף איזון אקטיבי (והיכן טמון הערך האמיתי)

איזון אקטיבי פועל על ידי העברת אנרגיה מתאים בעלי מתח גבוה יותר לתאים בעלי מתח נמוך יותר - בדרך כלל באמצעות מעגל העברה אינדוקטיבי או קיבולי - במקום שריפתה כחום. שתי השלכות מעשיות נובעות מכך:

• זרם איזון גבוה יותר.כאשר הפסיבי הוא בסביבות 100mA, איזון אקטיבי ייעודי ב-BMS אחסון הוא בדרך כלל בטווח של 1A - תיקון מהיר יותר בסדר גודל.
• זה יכול לעבוד על פני יותר מטווח ה-SOC,לא רק בשיא הטעינה. זה משנה בתפעול אחסון שבו החבילה עשויה להיות לעיתים רחוקות ב-100% SOC.

התוצאה הסופית של פרויקט ESS היא שניתן לתקן את סחיפת מתח התא בקצב התואם יותר את הקצב שהוא מצטבר. איזון אקטיבי יכול לעזור לחבילה להישאר קרוב יותר למחרוזת אחידה לאורך חיי השירות שלה, ובכך להפחית את הסבירות שהקיבולת השמישה תיעצר על ידי התא החלש ביותר. הגורם המגביל שכדאי לזכור: ביצועי האיזון בשירות תלויים בשאר המערכת - התאמת חבילה-תא בתחילת הדרך, פיזור תרמי על פני המחרוזת, והיכן בחלון ה-SOC מותר לאיזון לפעול. נתוני איזון ספציפיים עבור תצורת חבילה נתונה הם משהו שיש לאשר עם צוות ההנדסה ולא להניח מגיליון הנתונים בלבד.

כאשר איזון פסיבי מספיק (אין להגזים במפרט)

איזון אקטיבי אינו שדרוג ברירת מחדל. עבור מגוון רחב של יישומים, פסיבי הוא באמת התשובה הנכונה:

• מערכות גיבוי קלות שפועלות בתדירות נמוכה
• חבילות UPS לתקשורת הפועלות בעיקר כמצב המתנה ורק לעתים רחוקות מחזור עמוק
• אחסון בקנה מידה קטן של צרכן שבו הכלכלה של הפרויקט אינה מצדיקה את עלות ה-BMS הנוספת
• תאים תואמים היטב עם סבילות ראשונית הדוקה, שבהם הסחיפה מצטברת באיטיות

ציון איזון אקטיבי עבור יישומים אלה מוסיף עלות ללא תועלת פרופורציונלית. ספק טוב יגיד לכם מתי פסיבי הוא התשובה הנכונה לפרויקט שלכם - ודגל אדום שכדאי לציין הוא ספק שממליץ על איזון אקטיבי לכל פרויקט ללא רציונל טכני ברור הקשור למחזור העבודה שלכם.

מתי כדאי לציין איזון אקטיבי עבור פרויקט האחסון שלך

תנאי מחזור העבודה שמטים את האיזון לכיוון אקטיבי לאגירת אנרגיה הם ספציפיים למדי. אם הפרויקט שלך עומד בכמה מאלה, כדאי לציין איזון אקטיבי:

• רכיבה עמוקה יומית.אגירה מצומדת לאנרגיה סולארית שמתפרקת באופן משמעותי מדי יום, שנה אחר שנה, צוברת סחיפה מהר יותר ממה שאיזון תקופתי של שיא הטעינה יכול לתקן.
• ציפיות אורך חיים רב-שנתיות.ככל שהמערכת צפויה לפעול זמן רב יותר, כך איזון פעיל של סחיפה מצטברת יותר עוזר לך להגן מפניה.
• תצורות חבילה גדולות יותר.למחרוזת 16S יש יותר מקומות להתפתחות סחיפה מאשר למחרוזת 8S, מכיוון שמספר גדול יותר של תאים בטור מגדיל את הסבירות לשונות בין תאים לאורך המחרוזת. חבילות אחסון ב-48V (15-16S) ומעלה נהנות יותר מתיקון מהיר יותר.
• ארכיטקטורת חבילה מקבילית.איזון אקטיבי פועל ברמת תא-תא בתוך כל חבילה - הוא אינו משווה בין חבילות מקבילות, אך הוא עוזר לכל חבילה בנפרד לשמור על עקביות פנימית, התומכת בהתנהגות צפויה יותר כאשר חבילות מרובות פועלות יחד בבנק.
• פעולה במחזור חלקי.אם פרופיל האחסון שלך כמעט ולא לוקח את החבילה לטעינה מלאה (שילוח שיא, אופטימיזציה של צריכה עצמית), ההסתמכות של איזון פסיבי על חלון הטעינה העליון הופכת למגבלה של ממש.

הפניה לבחירה מהירה

לסיכום, כך מתאימה בדרך כלל איזון אקטיבי לעומת איזון פסיבי ליישומים נפוצים. התייחסו לכך כנקודת התחלה עבור בקשת ההצעות שלכם, ולא כתחליף להתאמה למחזור העבודה הספציפי שלכם:

הטבלה היא נקודת התחלה; ציין בהתאם לפרופיל מחזור העבודה בפועל שלך ולא בהתאם לתווית היישום בלבד.

איזון אקטיבי DALY ליישומי אחסון

עבור פרויקטים בהם איזון אקטיבי הוא המפרט המתאים, קו מערכות BMS לאגירת אנרגיה מהדור הרביעי של DALY כולל אותו באופן טבעי. גרסת LK מספקת איזון אקטיבי של 1A עבור תצורות אחסון ביתיות סטנדרטיות; גרסת LM-B מספקת איזון אקטיבי של 2A עבור מערכות בעלות זרם גבוה יותר וקיבולת גדולה יותר. שתיהן תומכות ב-LFP של 8-16S ובארכיטקטורת חבילות מקביליות הנפוצה באחסון ביתי ומסחרי קטן, ומגדילה את הפוטנציאל שלהן עד ל-16 חבילות במקביל (כ-160 קילוואט-שעה לרשת) עבור פרויקטים שגדלים עם הזמן.

שני גורמים מוקדמים שכדאי לציין בכל שיחה לפני בקשת הצעות מחיר: איזון ביצועים בפריסה תלוי בשאר המערכת כפי שנדון לעיל, ונתוני תצורה ספציפיים - כולל איזון לוגיקת טריגר, חלון SOC והנחיות התאמת תאי חבילה - הם משהו שצוות ההנדסה יעבוד עליו איתך על בסיס פרויקט ולא משהו שיש להניח מגיליון נתונים.

שאלות נפוצות

Q1האם איזון אקטיבי של 1A תמיד טוב יותר מאשר איזון פסיבי של 100mA?

לא תמיד - מה שנחשב טוב יותר תלוי במה שמחזור העבודה שלך עושה למארז. עבור יישומים שבהם הסחיפה מצטברת באיטיות (גיבוי קל, מחזורי מתח רדודים), תיקון פסיבי של 100mA מתאים לבעיה ומוסיף את העלות הנמוכה ביותר. עבור יישומים שבהם הסחיפה מצטברת מהר יותר ממה ש-100mA יכול לתקן (מחזורי מתח עמוקים יומיים באחסון), תיקון אקטיבי של 1A מתאים לבעיה טוב יותר. התאם את גישת האיזון למחזור העבודה שלך, ולא להיפך.

Q2האם איזון אקטיבי מאריך את חיי המחזור?

אורך חיי מחזור התאים הוא מאפיין של התאים עצמם, לא משהו שאיזון יוצר. מה שאיזון אקטיבי עושה הוא לעזור לחבילה להגיע לאורך חיי השירות המיועד לתאים על ידי הפחתת הסיכון לחוסר איזון שידחוף תאים בודדים אל מחוץ לחלון הפעולה הבטוח שלהם. התאים קובעים את התקרה; איזון עוזר לך להתקרב לתקרה זו בפועל במקום להיות מוגבל על ידי התא החלש ביותר. נתוני אורך חיי שירות ספציפיים עבור התצורה שלך הם שיחה ברמת הפרויקט עם צוות ההנדסה.

Q3אם אני לא בטוח אם הפרויקט שלי דורש גישה אקטיבית או פסיבית, מה עליי לעשות?

ספקו לספק את פרופיל מחזור העבודה שלכם - עומק המחזור היומי, המחזורים הצפויים לשנה, אורך חיי שירות יעד, גודל החבילה, והאם המערכת תגיע לטעינה מלאה באופן קבוע. ספק שמפרט על סמך מידע זה ולא בוחר כברירת מחדל באפשרות היקרה יותר הוא זה שיתייחס ברצינות. אם אינכם מצליחים לקבל נימוק מפרט שקשור למחזור העבודה שלכם, אלו הנתונים שאתם צריכים לפני שליחת בקשת ההצעה.

אודות DALY

DALY מתכננת ומייצרת מערכות ניהול סוללות ליתיום עבור יצרני ציוד מקורי (OEM), יצרני חבילות וחברות אינטגרציה, עם מוצרים בשימוש ביותר מ-130 מדינות. DALY, שנוסדה בשנת 2015, פועלת תחת מערכות ISO 9001 / ISO 14001 עם תאימות ל-CE ו-RoHS; קו אחסון האנרגיה נושא מעמד של רכיב מוכר UL (לא הסמכת מערכת UL מלאה - ההבחנה חשובה לפרויקטים בצפון אמריקה), עם תיעוד המסופק לתמיכה בהסמכה ברמת המערכת ברמת החבילה או המערכת.

מגדירים איזון אקטיבי עבור פרויקט האחסון שלך?

אם אתם מתכננים פרויקט של אחסון סולארי, סוללה ביתית או ESS מסחרי קטן ורוצים לציין איזון נכון, צוות ההנדסה של DALY יכול לבחון את מחזור העבודה שלכם ולעזור לכם להתאים אליו את גישת ה-BMS.

• שתף את מחזור העבודה שלך: עומק מחזור יומי, חיי שירות צפויים, גודל חבילה, תצורה מקבילית
• בקשת תיעוד מפרט LK / LM-B דור רביעי
• אֶלֶקטרוֹנִי:dalybms@dalyelec.com

דף מוצר איזון אקטיבי:https://www.dalybms.com/active-balancing-products/