Серыйныя батарэі супраць паралельных батарэй: што змяняецца ўнутры ўпакоўкі і чаго гэта будзе каштаваць вам пазней

Адна і тая ж назапашаная энергія, падзелена двума рознымі спосабамі

Злучыце два аднолькавых агрэгата 12V 100Ah разам, і вы заўсёды атрымаеце аднолькавыя 2400 ват-гадзін энергіі. Тое, што паслядоўнае і паралельнае злучэнне на самай справе вырашыцьякгэтыя ват-гадзіны дастаўляюцца, як больш напружання або больш ампер-гадзін. Падключыце два блока паслядоўна, і вы атрымаеце 24 В пры 100 Аг. Падключыце іх паралельна, і вы атрымаеце 12 В пры 200 Аг. Агульная энергія ніколі не рухалася; толькі напруга-і-раздзяленне току.

З гэтай адзінай ідэі пачынаецца і заканчваецца найбольшая блытаніна вакол розніцы паміж паслядоўнымі і паралельнымі канфігурацыямі батарэй для тэлефона або ліхтарыка. Для ўсяго, што выконвае працоўны цыкл, які вымяраецца ў зменах, а не ў хвілінах, цікавая частка - гэта не арыфметыка. Гэта тое, што адбываецца на трэцяй упакоўцы, у саракавым цыкле, і аднойчы раніцай клетка выпадае з раўнавагі. Гэта частка гэтага кіраўніцтва пабудавана вакол. Калі вам спачатку патрэбна матэматыка сырой энергіі, нашаРазбіўка пераўтварэння мАг-у-Вт-гадз для матыву-памеру магутнасціпакрывае яго чыста.

Паслядоўная кладка: напружанне расце, ток застаецца на месцы

Паслядоўны радок з'яўляецца канцавым--канцовым злучэннем, плюсавая клема аднаго пакета з мінусам наступнага, пакуль вы не дасягнеце напружання, чаканага кантролерам вашага абсталявання. Напружання складаюцца; рэйтынг ампер-гадзін не. Чатыры блокі 12 В серыйна даюць вам банк 48 В, які па-ранейшаму адпавядае таму, што нясе адзін блок.

Серыял - гэта спосаб дасягнення напружання платформы. Аўтамабільная трансмісія на 48 В-, кантролер для тролінга на 36 В, інвертар на 24 В, нішто з гэтага не працуе на магутнасці; яны працуюць ад напружання, і паслядоўнае злучэнне акумулятара - адзіны спосаб стварыць гэта напружанне з блокаў з меншым-напружаннем. Перавага не толькі ў дасягненні мэты: пры больш высокім напружанні тая ж самая магутнасць спажывае прапарцыйна меншы ток, таму страты ў кабелі зніжаюцца, а праваднікі астуджаюцца. Серыйна-канфігураваны акумулятарны блок, які падштурхоўвае вялікую нагрузку, будзе мець істотна меншы нагрэў I²R, чым паралельны эквівалент, выконваючы тую ж працу пры чвэрці напружання.

Ёсць жорсткая столь, якую варта назваць рана. Як толькі напружанне серыйнай струны перавысіць прыкладна 50 В, вы перайшлі на тэрыторыю, дзе рызыка дугі і ўдару патрабуе рэальных мер засцярогі і ізаляваных інструментаў; гэта перастае быць звычайнай працай на лаўцы. Ніжэй чатырох блокаў 12 В запас трываласці вялікі; над ім, ставіцеся да радка з павагай, якой заслугоўвае сістэма 48V-плюс. Гэтая лінія 50 В не з'яўляецца хатнім правілам. Гэта парогавае значэнне прамысловага нізкага-напружання, якое выкарыстоўваецца для аддзялення звычайнай працы пастаяннага току ад таго, што патрабуе працэдуры.

Паралельная кладка: ёмістасць расце, напружанне трымаецца

Паралельная правадка звязвае ўсе плюсы разам і ўсе мінусы разам, звычайна прызямляючыся на агульную шыну, а не ў ланцужок. Напружанне застаецца роўным; стэк ампер-гадзін. Тры пакеты 12В і 100Аг паралельна даюць вам 12В пры 300Аг і прыкладна ўтрая павялічваюць час працы пры такім напружанні.

 

Дзве рэчы робяць паралельнае злучэнне батарэі прывабным для абсталявання, якое павінна пастаянна рухацца. Па-першае, гэта час выканання: вы павялічваеце цягавітасць, не дакранаючыся напружання, на якое настроены ваш кантролер. Другое - празмернасць. Калі адзін пакет падае ў аўтаномным рэжыме, тыя, хто выжыў, працягваюць карміць груз замест таго, каб адкрыць усю схему. Гэтая адмоваўстойлівасць з'яўляецца прычынай таго, што паралельна-сканфігураваныя банкі батарэй з'яўляюцца ўсюды, дзе незапланаваная прыпынак каштуе дорага.

 

Кошт гэтай цягавітасці бягучы. Падвоіце ёмістасць, і вы падвоіце патэнцыяльны ток на шыне. Гэты дадатковы ток, а не напружанне і не колькасць ампер-гадзін на этыкетцы, з'яўляецца тым, дзе паралельныя банкі насамрэч становяцца небяспечнымі, і гэта нітка, якую мы выбіраем на два раздзелы ніжэй.

Побач--побач: напружанне, ёмістасць, час працы і тое, што насамрэч выходзіць з ладу

Большасць побач-па-пабочных табліц спыняюцца на «серыя=вольт, паралельна=ампер-гадзін», вось чаму паслядоўна акумулятарныя батарэі ў параўнанні з паралельнымі, што лепш, на пытанне ўвесь час атрымлівае неглыбокі адказ. Для аўтапарка гэта неабходна, але недастаткова. Вось версія, якая адлюстроўвае тое, як рухавік-блок харчавання паводзіць сябе падчас абслугоўвання:

Пытанне, якое надзейна ўзнікае, ці даўжэй працуюць батарэі паслядоўна або паралельна, мае больш дакладны адказ, чым прапануе Інтэрнэт. Для тых жа батарэй агульная энергія аднолькавая, а серыя працуе з меншым токам, таму страты ў праводцы нязначна меншыя. Але рэальны тэрмін службы вызначаецца балансаваннем ячэйкі і паводзінамі BMS значна больш, чым самой тапалогіяй злучэння. Пагоня за-даўжэйшым тэрмінам службы» толькі праз выбар праводкі азначае аптымізацыю няправільнай зменнай, менавіта таму пытанне паслядоўнага супраць паралельнага банка батарэй BMS, а не пытанне вольт-супраць-ампер-гадзін, з'яўляецца наступным важным.

Сапраўднае абмежаванне на колькасць пакетаў, якія вы можаце падключыць, - гэта не матэматыка напружання, а BMS

Вось зменная, якую большасць спецыфікацый пастаўшчыкоў не паставіць перад вамі: серыйныя і паралельныя столі літыевага блока задаюцца сістэмай кіравання батарэяй, а не арыфметыкай дадання вольт і ампер{0}}гадзін. Нашпраймер аб тым, як BMS на самай справе кіруе зграяйпраходзіць праз логіку абароны, якая стаіць за гэтым.

Гэта сцвярджэнне дакладна, і гэта таксама тое, дзе тэорыя і разгортванне разыходзяцца. Што тычыцца серыі, BMS кожнага пакета павінен пераключацца і вытрымлівацьпоўнае напружанне радкапраз яго ўнутраныя палявыя транзістары падчас няспраўнасці, таму намінальнае напружанне палявых транзістораў, а не мэтавае напружанне банка, з'яўляецца рэальным абмежаваннем колькасці батарэй LiFePO4, якія вы можаце падключыць паслядоўна. Многія блокі сілкавання 12V-разлічаны на максімум 4S, прызямляючыся каля намінальнага банка 51,2V, менавіта таму, што гэта тое, для чаго прызначаецца камутацыйнае абсталяванне; Кіраўніцтва па інтэграцыі BMS вытворцы паслядоўна разглядае гэты рэйтынг FET, а не намінальнае напружанне, у якасці абавязковага абмежавання. На паралельным баку абмежаваннем з'яўляецца бесперапынны ток, і ён не складваецца дакладна. Надзейная канструкцыя зніжае аб'яднаны бесперапынны ток паралельнага банка прыкладна да 90% ад сумарных ацэнак BMS, таму што ток ніколі не размяркоўваецца ідэальна паміж рэальнымі пакетамі з рэальным унутраным-размеркаваннем супраціву. На 80В/500Аг-грузавіка, гэтыя 10%, якія мы наўмысна пакідаем на стале, - гэта розніца паміж усімі струнамі, якія рухаюцца ў межах некалькіх градусаў адна ад адной, і адной струной, якая спакойна нясе больш сваёй долі.

Яшчэ адна прыкмета адрознівае добра{0}}прадуманы пакет ад таннага: добры LiFePO4 BMS пачынае балансаваць ячэйкі рана, прыкладна 3,35–3,40 В на ячэйку, а не на самым версе зарада. Канструкцыя, якая чакае, пакуль клеткі не набліжаюцца да столі, каб збалансавацца, паказвае вам, як мала яе вытворца разумее хімію. Гэты парог з'яўляецца лепшай інфармацыяй аб пакупцы, чым любая маркетынгавая спецыфікацыя. Але само па сабе парогавае значэнне не скажа вам, ці захавае баланс старонні-пакетвашпрацоўны цыкл; поўны кантрольны спіс, які мы запускаем, калі мы кваліфікуем уваходную партыю ячэйкі, знаходзіцца ў нашым разборцытое, што на самой справе аддзяляе адзін пакет літыя пагрузчыка ад іншага.

Зарадка таксама паводзіць сябе па-рознаму, і яна карае самае слабое звяно

Розніца ў паслядоўнай і паралельнай зарадцы батарэі - гэта тое, дзе адбываецца шмат ціхіх пашкоджанняў. У паслядоўнай ланцужку зарадная прылада бачыць адно напружанне для ўсяго стэка, так што самая моцная ячэйка дасягае поўнага зарада першай, і балансіроўка струны павінна разгрузіць яе, пакуль самая слабая ячэйка ўсё яшчэ даганяе; прапусціце правільны баланс, і вы сістэматычна перагружаеце адзін канец струны кожны цыкл. У паралельным банку рызыка інвертуецца. Падключыце блокі, якія не маюць аднолькавага напружання ў стане спакою, і большы з іх перакідвае ток у меншы ў той момант, калі вы зачыняеце спасылку, яшчэ да таго, як зарадная прылада ўключыцца. Выпраўленне з абодвух бакоў непрывабнае: давядзіце кожны пакет да аднолькавага стану, перш чым падключаць яго, і выкарыстоўвайце зарадную прыладу, якая адпавядае сапраўднаму напрузе сістэмы. Аказалася, што гэта крок, які прапусцілі большасць няўдач, на якія нас выклікалі.

Што пойдзе не так у маштабе аўтапарка і чаму гэта рэдка адбываецца ў ячэйцы

На ўзроўні адной-пачкі нічога з гэтага не кусаецца. Рэжымы збояў, якія маюць значэнне, выяўляюцца, калі вы памнажаеце пакеты па ўсім флоту, і яны амаль ніколі не выходзяць з ладу клетачнай хіміі; гэта рашэнні па канфігурацыі, якія вас даганяюць.

Сядай на паралельны аўтобус. Галоўны рызыка заключаецца не ў тым, што дрот занадта тонкі для звычайнай нагрузкі, а ў тым, што адбываецца, калі BMS аднаго пакета выходзіць з ладу. У гэты момант адзін кабель, які падае гэты пакет, можна папрасіць перанесцікамбінаваныяток кожнай іншай пачкі ў аўтобусе. Шэсць пачкаў кожная з намінальным токам 100 А, адна з якіх моцна замыкае, і гэты праваднік бачыць да 500 А, на які ён ніколі не разлічваўся. Што яшчэ горш, калі яго супраціў утрымлівае ток крыху ніжэй парога спрацоўвання кожнай ацалелай зграі, ні адзін з іншых блокаў BMS не ўмешваецца, і дрот проста зварыцца.

Гэта ўся прычына індывідуальнага-злучэння радкоў, і гэта тое, што "проста пракласці больш цяжкі кабель" становіцца памылковым. Калі мы запускаем паралельны банк, бягучы абмен паміж радкамі амаль ніколі не спыняецца-нават у першы дзень; некалькі працэнтаў разносу паміж струнамі з'яўляюцца нармальным, і менавіта гэты разрыў вырашае, які праваднік найбольш падвяргаецца ўздзеянню, калі BMS адпускае. Якога памеру насамрэч павінна быць абарона на-радок, залежыць ад колькасці вашага пакета, характарыстык паездкі BMS і раскладкі аўтобуса, і гэта адзіная лічба, якую мы лепш параўнаем з вашай рэальнай-лінейнай дыяграмай, чым гадаем у артыкуле.

У серыяла ёсць свая пастка: праблема з самай слабой-ячэйкай. Серыяльны радок паводзіць сябе як ланцужок, і адна-недастатковая ячэйка спачатку даводзіцца да сваіх межаў. Пацягніце ячэйку ніжэй прыкладна за 2,8 В нават адзін раз, і вы нанясеце пастаянную шкоду; дастаткова адной-разрадкі ў адпаведнасці з апублікаванымі абмежаваннямі прымянення літыевых элементаў. Гэта менавіта той механізм, які нашы інжынеры распрацавалі на ўзроўні пакета, дзебалансаванне ячэйкі не дае самаму слабому звяну ўсталяваць столь для ўсёй ланцуга 80 В. Адносна і гэтак жа дорага: змешванне новай пачкі ў стары паралельны банк. Старэйшы, больш высокі-пакет супраціву прымушае новы браць на сябе большую частку працы і пастаянна напружваць яго; вы не атрымаеце сярэдняе значэнне з двух, вы атрымаеце, што новы пакет пагаршаецца ў бок старэйшага.

Серыя-паралельная: як на самой справе створаны платформы 48В і 80В

Канфігурацыя паслядоўна-паралельнай батарэі для абсталявання 48 або 80 В рэдка выбірае адну тапалогію; ён аб'ядноўвае іх, і так, вы можаце падключаць батарэі паслядоўна і паралельна адначасова, калі вы робіце гэта ў адпаведнасці з праектам. Серыйныя струны падключаюцца да напружання платформы, затым гэтыя струны злучаюцца паралельна, каб дасягнуць ёмістасці. Шаснаццаць блокаў 12 В становяцца чатырма серыямі 48 В, якія затым злучаюцца паралельна ў адзін вялікі-банк 48 В, які сілкуе вялікі інвертар або трансмісію. Тут рэйтынг "максімум 4S4P" у табліцы дадзеных зарабляе сваю падтрымку: ён кажа вам, што кваліфікаваны канверт складае чатыры паслядоўна і чатыры з гэтых радкоў паралельна, столь напружання і столь ёмістасці ў адным ліку. Напрыклад, канверт 4S4P, пабудаваны з блокаў 12 В і 200 Аг, дазваляе падняць платформу 48 В прыкладна да 800 Аг, не пакідаючы кваліфікаваную-зону вытворцы, сапраўдны шлях пашырэння парку, які аператары выкарыстоўваюць для павелічэння часу працы ў дзве змены.

Гэтая шапка 4S4P выклікае справядлівае пытанне: навошта спыняцца на дасягнутым, калі фізіка дазваляе больш? Адказ часткова тэхнічны. Становіцца сапраўды цяжэй падтрымліваць раўнамернае дзяленне току многімі паралельнымі радкамі па меры росту колькасці, і больш буйныя банкі павышаюць стаўкі на мёртвы-кароткі сцэнар, прыведзены вышэй. Астатняе - адказнасць; вытворца вызначае канверт, за якім ён можа стаяць. І міма гэтага канверта, сумленная парада прамая: не-будуйце яго. Акрамя 4S4P, вы правяраеце паралельнае размеркаванне току і паводзіны пры няспраўнасцях, для праверкі якіх агульная каманда тэхнічнага абслугоўвання не мае сродкаў, і гэта павінна быць зроблена як кваліфікаваная карыстальніцкая канфігурацыя, а не імправізаваная на месцы. Калі мы пераўзыходзім гэты канверт, гэтая бягучая{11}}праверка размеркавання — гэта першае, што мы запускаем на лаўцы перад адпраўкай асобнага пакета. У прыватнасці, для абсталявання 48 В варта прачытаць напружанне, зарадную прыладу і мантаж-за такім выбарам, перш чым здзейсніць гэта; наша кіраўніцтва па куплі платформы 48V выкладае іх.

Выбар канфігурацыі для прамысловай рухаючай сілы

Выдаліце ​​​​схемы падлучэння, і рашэнне зводзіцца да таго, што патрабуе ваша абсталяванне, у наступным парадку:

• Першая платформа напружання.Дыктуе кантралёр. Грузавіку 48 В патрэбна банка 48 В; вы будуеце яго з серыйнай радком, кропка.
   
• Затым ёмістасць, для даўжыні змены.Пасля фіксацыі напружання паралельныя струны купляюць час працы, каб ачысціць поўную змену або дзве з магчымасцю зарадкі.
   
• Затым няўстойлівасць.Калі блок, які спыніўся, спыняе лінію, рэзерваванне паралельнай канфігурацыі варта свядома распрацаваць.
   
• Затым схема абароны.Гэта тое, што не зводзіцца да правіла вялікага пальца. Адпаведныя пакеты і ранняе балансаванне - гэта стаўкі на стале; ф-заплаўленне радка, зніжэнне току і каардынацыя BMS, якія падтрымліваюць 80-вольтны банк аўтапарка ў рэальных умовах няспраўнасці, супастаўляюцца з канкрэтнай канструкцыяй адной-лінейкі, якая з'яўляецца размовай да таго, як пакеты будуць на грузавіку, а не пасля.

Параўнанне паслядоўнай і паралельнай канфігурацый акумулятараў для прамысловага парку перастае быць абстрактным у той момант, калі вы далучаеце яго да рэальнага працоўнага цыклу. Тры{1}}зменная праца-грузавіка і выхадныя-выкарыстоўванне буксіра GSE дае розныя адказы з той жа фізікі. Правільнае адлюстраванне на ўзроўні пакета і BMS - гэта тое, што адрознівае пераўтварэнне аўтапарка, які працуе ціха, ад таго, які генеруе тэлефонныя званкі ў 2 гадзіны ночы. Гэта тая частка, якую мы робім у якасці зборкі, а не здагадкі: Polinovel сканфігураваў блокі харчавання Motive-у адпаведнасці са стандартамі CE, IEC, UL, UN38.3 і MSDS для 100+ OEM-вытворцаў у 80+ краінах, з клеткавым-to-кантролем якасці на кожным блоку. Калі вы плануеце паслядоўна{16}}паралельны блок батарэй для пэўнай платформы напружання і працоўнага цыклу,з нашай камандай інжынераў пачынайце з-рэальных патрабаванняў вашага абсталяванняа не з агульнай табліцы дадзеных.

FAQ