Quvvatli akkumulyator tizimlari uchun zaryadlashni boshqarish strategiyalari qanday?

Quvvatli akkumulyator tizimlari uchun zaryadlashni boshqarish strategiyalari qanday?

Quvvat batareyasi tizimini zaryadlashni nazorat qilish strategiyasi

Quvvatli akkumulyator paketlarini keng miqyosda integratsiyalashgan holda qo'llash uchun quvvat batareyasining kimyoviy va fizik xususiyatlarini hisobga olishdan tashqari, batareyani saqlash usuli, saqlash muhiti, zaryadlash uskunalari sharoitlari, markazlashtirilgan saqlash va zaryadlash bilan bog'liq xavfsizlik masalalari va elektr tarmog'iga ta'sirini ham hisobga olish kerak.

Ko'pgina omillar orasida asosiy kafolat va e'tibor quvvat akkumulyatorining zaryadlash xavfsizligi bo'lishi kerak, bu har xil turdagi quvvat akkumulyatorlari asosida shaxsiylashtirilgan zaryadlashni nazorat qilish parametrlarining ustuvorliklarini shakllantirish va zaryadlash jarayonida jarayonni kuzatish va nazorat qilishni anglatadi. Quvvat batareyasini boshqarish tizimlari va zaryadlash texnologiyasining hozirgi darajasida zaryadlash jarayonida batareya tizimidagi alohida hujayralarning parametrlarini aniqlash mumkin bo'ldi. Shuning uchun, zaryadlash xavfsizligini ta'minlash uchun, alohida batareya hujayralarining parametrlarini iloji boricha kuzatib borish kerak.

Zaryadlashni nazorat qilish strategiyalari nuqtai nazaridan yig'ilgan batareyalar va alohida hujayralar o'rtasida sezilarli farqlar mavjud. Hozirgi vaqtda, asosan, batareyani boshqarish tizimi (BMS) va zaryadlovchi o'rtasidagi aloqa orqali, batareya paketidagi alohida hujayralarning odatiy parametrlari asosida zaryadlashni nazorat qilish uchun bir nechta usullar qo'llaniladi. Asosiy boshqaruv g'oyasi batareya xavfsizligini ta'minlagan holda batareya paketining foydalanish imkoniyatini maksimal darajada oshirishdir. Zaryadlash xavfsizligini ta'minlash uchun alohida batareya hujayralarining parametrlari juda muhimdir. Shuning uchun, zaryadlash parametrlarini nazorat qilish strategiyasi ko'pincha ekstremal qiymatlarga asoslangan zaryadlash parametrlarini sozlash usulini qo'llaydi, bu har xil batareya turlari bo'yicha akkumulyator tizimidagi ekstremal alohida hujayralar parametrlariga e'tiborni qaratishni anglatadi. Elektr transport vositalari ko'pincha batareya to'plamidagi ekstremal parametrlarni cheklangan diapazonda saqlab, umumiy zaryadlash parametrlarini sozlashni amalga oshirish uchun 11-3-jadvaldagi zaryadlash mantiqiy tsikli tomonidan berilgan ustuvorlik printsipidan foydalanadi.

Misol tariqasida lityum marganets oksidi batareyasini oladigan bo'lsak, zaryadlash doimiy oqim-doimiy kuchlanish usuli yordamida amalga oshiriladi. Zaryadlash jarayonida birinchi e'tibor batareyalar paketidagi individual hujayra kuchlanishini aniqlashga qaratilgan. Har qanday alohida hujayra kuchlanishi belgilangan maksimal ruxsat etilgan kuchlanishdan (masalan, 4,25V) oshib ketgan bo'lsa, alohida hujayra kuchlanishining ko'tarilishini nazorat qilish uchun umumiy zaryadlash chegarasi oqimini kamaytirish kerak. Shu bilan birga, batareyaning harorati muntazam ravishda aniqlanadi. Har qanday individual hujayra harorati batareya paketining o'rtacha haroratidan 5 darajadan oshsa, haroratning ko'tarilish tezligini cheklab, zaryadlash chegarasi oqimini kamaytirish kerak. Aniq boshqaruv va nazorat ostida, kuchlanish chegarasini sozlash batareyaning zaryadlash haroratidagi o'zgarishlarga ham asoslanishi mumkin. Misol uchun, batareyaning harorati pastroq diapazonda bo'lsa, batareya to'plamining zaryadlanadigan quvvatini oshirish uchun zaryadlash kuchlanishining yuqori chegarasi ko'tariladi; batareya harorati yuqoriroq diapazonda bo'lsa, batareyaning xavfsizligini ta'minlash uchun zaryadlash kuchlanishining yuqori chegarasi tushiriladi.

11-3-jadval Batareya to'plamlari uchun zaryadlash parametrlarini boshqarish strategiyasining ustuvorligi

Quvvat batareyasi tizimini zaryadlashni boshqarish rejimi

Zaryadlash strategiyasini amalga oshirish uchun samarali maʼlumotlarni uzatish va batareya tizimi va zaryadlovchi qurilmasi oʻrtasida haqiqiy-vaqt parametrlarini aniqlash talab etiladi. Batareyani boshqarish tizimi (BMS) batareya tizimidagi parametrlarni yig'ish vazifasini bajaradi. Bir vaqtning o'zida, joriy aqlli zaryadlash jarayonida, zaryadlovchi bilan aloqa o'rnatish orqali u zaryadlash jarayonining xavfsizligini ta'minlaydi va batareyani samarali boshqarishga erishadi.

Zaryadlashni boshqarish rejimining asosiy tizim tuzilishi 11-12-rasmda ko'rsatilgan.

BMS funktsiyasi akkumulyatorning holatini onlayn monitoring qilish (batareya harorati, individual hujayra kuchlanishi, ish oqimi, batareya va zaryadlovchi qoziq o'rtasidagi izolyatsiya), SOC baholash, holatni tahlil qilish (SOC juda yuqorimi, batareya harorati juda yuqori/pastmi, alohida hujayra kuchlanishi juda yuqori/pastmi, batareya haroratining ko'tarilishi juda tez, batareyaning barqarorligi, noto'g'ri ishlashi) tahlil qilish, bo'lsin batareya to'plamida nosozliklar yoki aloqa nosozliklari va boshqalar) va zarur issiqlik boshqaruvini amalga oshirish. Zaryadlovchining asosiy vazifalari quvvatni konvertatsiya qilish, chiqish kuchlanishi va oqimini yopiq halqa nazorati, zarur himoya va batareya holatini har tomonlama tushunish va chiqish oqimini dinamik sozlash uchun BMS bilan aloqa qilishdir. Batareya to'plamini zaryad qilish kerak bo'lganda, zaryadlovchining chiqishining asosiy ijobiy va salbiy quvvat liniyalariga qo'shimcha ravishda batareya paketiga ulanishi kerak, BMS va zaryadlovchi o'rtasida ma'lumot almashish uchun aloqa liniyasi ham qo'shiladi.

Ushbu zaryadlash rejimi Batareyani boshqarish tizimi va zaryadlovchi tizimi o'rtasida ma'lumot almashish imkonini beruvchi aloqa aloqasini o'rnatadi. Bu zaryadlash jarayonida batareyaning kuchlanishi, harorati va izolyatsiyalash ko'rsatkichlari kabi xavfsizlik bilan bog'liq parametrlarga batareyani zaryadlashni nazorat qilish va boshqarishda ishtirok etish imkonini beradi. Bu zaryadlovchiga akkumulyatorning holati va maʼlumotlarini toʻliq tushunish va zaryadlash oqimini mos ravishda sozlash imkonini beradi, paketdagi barcha batareyalarda haddan tashqari zaryadlash va haddan tashqari yuqori haroratni samarali oldini oladi va shu bilan ketma-ket ulangan batareyani zaryadlash xavfsizligini yaxshilaydi. Bundan tashqari, ushbu zaryadlash rejimi BMS boshqaruvi va nazorat qilish funksiyalarini yaxshilaydi, zaryadlashning xavfsizligi va aql-idrokini oshiradi va zaryadlovchi operatori tomonidan zaryadlash parametrlarini o'rnatish bo'yicha zerikarli vazifani soddalashtiradi, bu esa zaryadlovchiga yaxshiroq moslashish imkonini beradi. Ushbu rejimda zaryadlovchi batareya turlarini farqlashi shart emas; xavfsiz zaryadlashga erishish uchun faqat BMS tomonidan taqdim etilgan joriy ko'rsatmani olish kerak.

Quvvat batareyasi tizimini zaryadlash usullari

Turli xil ishlash usullariga ko'ra, elektr transport vositalari uchun quvvat akkumulyatorini zaryadlash ikki usulga bo'linishi mumkin: erdan zaryadlash va{0}}bortda zaryadlash.

Yerdan zaryadlash usuli

Avtomobil qo'shimcha zaryadlash kerak bo'lganda, zaryadlashni talab qiladigan batareya avtomobildan chiqariladi va to'liq zaryadlangan batareya o'rnatiladi. Keyin avtomobil ishlashni yoki qo'llashni davom ettirish uchun jo'naydi va olib tashlangan batareya yerdan zaryadlash tizimi yordamida to'ldiriladi. Yerdan zaryadlash usulini qabul qilish batareyaga texnik xizmat ko'rsatish, batareyaning ishlash muddatini va avtomobildan foydalanish samaradorligini oshirish uchun foydalidir, lekin u avtomobil va zaryadlash moslamalari / jihozlariga yuqori talablarni qo'yadi. Yerdan zaryadlash yana qutini zaryadlash va integral paketli zaryadlashga bo'linadi.

(1)Qutini zaryadlashQutini zaryadlash vaqtida har bir zaryadlovchi batareya paketidagi bir quti batareyani zaryad qiladi va zaryadlashni boshqarishni yakunlash uchun qo'shni batareya boshqaruv bloklari bilan bog'lanadi. Ushbu usul batareya paketini tenglashtirishni yaxshilash va uning ishlash muddatini uzaytirish uchun foydalidir. Shu bilan birga, bu juda ko'p miqdorda zaryadlovchilarni, batareyalar to'plami va zaryadlovchilar o'rtasidagi ko'plab ulanishlarni, murakkab monitoring tarmog'ini va yuqori narxni talab qiladi. Uning tuzilishi 11-13-rasmda ko'rsatilgan va uni qo'llash texnologiyasi talablari

platforma. Ular orasida zaryadlash platformasi avtomobilning past kuchlanishli quvvat manbaiga, akkumulyatorni saqlash joyiga, zaryadlovchi aloqa interfeysi ulagichiga, zaryadlovchining chiqish ulagichiga va signal sensoriga mos keladigan doimiy tok manbaiga ulangan. Zaryadlash platformasiga bitta quti batareyalar qo'yilganda, past kuchlanishli quvvat manbai batareyani boshqarish blokini quvvat bilan ta'minlaydi. Zaryadlash moslamasi va batareya boshqaruv bloki zaryadlashni nazorat qilish uchun o'zaro aloqada bo'ladi va energiya zaryadlovchidan batareyaga zaryadlovchining chiqish ulagichi orqali uzatiladi. Signal datchiklari, harorat sensorlari va h.k.lar zaryadlash jarayonida-saytda monitoringni amalga oshiradi.

Qutidagi zaryaddan foydalanilganda, batareyani rejalashtirish tizimi barcha batareyalar miqdori, sifati va holatini real-vaqtda kuzatishi va boshqarishi, batareyani saqlash, almashtirish, qayta-guruhlash, batareya paketini tenglashtirish, haqiqiy quvvatni tekshirish va batareya nosozliklarini favqulodda hal qilish kabi funksiyalarni bajarishi kerak.

(2)Integral paketli zaryadlashIntegral to'plamni zaryadlash bilan, elektr transport vositasidan chiqarilgan barcha akkumulyator qutilari avtomobilda ishlatiladigan tarzda ulanadi. Butun batareya paketini zaryad qilish uchun bitta zaryadlovchidan foydalaniladi va barcha batareya boshqaruv bloklari zaryadlashni boshqarishni yakunlash uchun Batareyani boshqarish hosti va zaryadlovchi bilan bog'lanadi. Ushbu usul kamroq zaryadlovchi qurilmalarni talab qiladi va oddiyroq monitoring tarmog'iga ega, lekin qutini zaryadlash usuli bilan solishtirganda, batareya paketining tenglashuvi yomonroq va xizmat muddati qisqaroq. Uning tuzilishi 11-14-rasmda ko'rsatilgan.

Ikki zaryadlash usulining taqqoslanishi 11-4-jadvalda keltirilgan.

11-4-jadval Ikki zaryadlash usulini solishtirish

Bortda -zaryad qilish usuli

Avtomobil qo'shimcha zaryadlash kerak bo'lganda, zaryadlovchi vilkaga ulanadi va batareyani 11-15-rasmda ko'rsatilganidek, to'g'ridan-to'g'ri avtomobildan chiqarmasdan zaryadlash mumkin. Uning afzalliklari oddiy zaryadlash jarayonidir va u batareyani saqlash yoki batareyani almashtirish kabi jarayonlarni o'z ichiga olmaydi. Biroq, avtomobilni zaryadlash vaqti avtomobilning ishlashi yoki qo'llanilish vaqtini egallaydi, bu esa avtomobildan kamroq foydalanishga olib keladi va batareya paketini tenglashtirish va xizmat muddatini uzaytirish uchun uni kamroq qulay qiladi.

Bortda zaryadlash usuli-bortdagi zaryadlovchi va{2}}bortdagi{1}}zaryadlovchining ulanish liniyalari va elektr transport vositasining ichki CAN tarmog‘i orqali amalga oshiriladi, u zaryadlashni boshqarishni yakunlash uchun bortdagi batareya boshqaruvi xosti bilan-aloqalanadi. Bortdagi zaryadlash aloqasining tuzilishi-11-16-rasmda ko'rsatilgan.

Bortda quvvatlantirish uchun -zaryadlovchi qurilmalarning ikki turi qo‘llaniladi. Ulardan biri-bortdagi zaryadlash moslamasi boʻlib, u odatda kam quvvatga ega, asosan elektr sedanlar uchun 5KVtdan kam quvvatga ega, kichik zaryadlash oqimi va uzoq zaryadlash vaqtiga ega. Bu tunda zaryadlanadigan va kunduzi ishlatiladigan elektr transport vositalariga mos keladi. Ikkinchisi oʻchirilgan{6}}tezkor zaryadlovchi boʻlib, u odatda avtomobil 30 daqiqa ichida quvvatlanishini taʼminlaydi va avtomobil 50 km dan ortiq masofani bosib oʻtishi uchun yetarli quvvat qoʻshishga qodir. Ishlab chiqarilgan elektr sedanlar ushbu ikki turdagi zaryadlovchi qurilmalariga qoʻllash ehtiyojlarini qondirish uchun bortdagi zaryadlovchi interfeysi va tez zaryadlovchi interfeysini talab qiladi, ya'ni ikkita interfeys parallel ravishda joylashtirilgan. 11-17-rasmda Nissan Leaf elektr avtomobilining zaryadlash interfeysi ko'rsatilgan.