Sorozat vs párhuzamos akkumulátorok: mi változik a csomagon belül, és mennyibe kerül később

Ugyanaz a tárolt energia, két különböző módon oszlik meg

Ha két egyforma 12 V-os 100 Ah-s csomagot tesz össze, mindig ugyanazt a 2400 watt{4}}órás energiát kapja. A soros és párhuzamos huzalozás valójában azhogyanezeket a watt{0}}órákat több feszültségként vagy több amper-óráként szállítjuk. Kösse sorba a két csomagot, és 24 V-ot kap 100 Ah-n. Párhuzamosan bekötve 12V-ot kapsz 200Ah-n. A teljes energia soha nem mozdult; csak a feszültség-és az{10}}áram felosztása.

Ez az egyetlen ötlet az, ahol a legtöbb zavar a soros és párhuzamos akkumulátor-konfigurációk közötti különbségek körül kezdődik és végződik, egy telefon vagy egy zseblámpa esetében. Minden olyan dolog esetében, amely nem percekben, hanem műszakban méri a munkaciklust, nem az aritmetika az érdekes. Ez történik a harmadik csomagnál, a negyvenedik ciklusnál, és azon az egy reggelen, amikor egy sejt kiesik az egyensúlyából. Ez az a rész, amelyre ez az útmutató épül. Ha először a nyers energia matematikára vágyik, a mimAh{0}}–-Wh konverziós bontás az indíték-hatékony méretezés érdekébentisztán takarja.

Sorozatrakás: a feszültség emelkedik, az áram a helyén marad

A soros sztring a végét--végig tartó kapcsolat, az egyik csomag pozitív pólusa a következő negatívjához, amíg el nem éri a berendezés vezérlője által elvárt feszültséget. A feszültségek összeadódnak; az amp-óra besorolás nem. Négy sorba kapcsolt 12 V-os egység egy 48 V-os feszültséget biztosít, amely még mindig az adott egység által hordozott mennyiséghez mérhető.

A sorozat az, ahogyan eléri a platform feszültségét. Egy 48 V-os golf-autó hajtáslánc, egy 36 V-os trollingvezérlő, egy 24 V-os inverter, ezek egyike sem működik kapacitáson; feszültséggel működnek, és az akkumulátor soros csatlakoztatása az egyetlen módja annak, hogy ezt a feszültséget alacsonyabb-feszültségű blokkokból építsék fel. A felfelé mutató a cél elérése mellett: nagyobb feszültségen ugyanaz a teljesítmény arányosan kevesebb áramot vesz fel, így a kábelveszteségek csökkennek, a vezetékek pedig hűvösebben működnek. A nagy terhelést nyomó, soros -konfigurációjú akkumulátorbank lényegesen alacsonyabb I²R-fűtést tapasztal, mint a párhuzamos ekvivalens, amely ugyanezt a munkát negyed feszültség mellett végzi.

Van egy kemény mennyezet, amit érdemes korán megnevezni. Ha egy soros húr nagyjából 50 V fölé emelkedik, átjutottunk egy olyan területre, ahol az ív- és ütésveszély valódi óvintézkedéseket és szigetelt szerszámokat igényel; ez már nem hétköznapi munkapad. Négy 12 V-os egység alatt a biztonsági ráhagyás nagyvonalú; felette kezelje a karakterláncot azzal a tisztelettel, amit egy 48 V{5}}plus rendszer megérdemel. Ez az 50 V-os vezeték nem házi szabály. Ez az ipari kisfeszültségű biztonsági gyakorlat küszöbértéke, amelyet a rutin egyenáramú munka és az eljárást igénylő dolgok elkülönítésére használnak.

Párhuzamos rakás: kapacitásnövekedés, feszültségtartás

Párhuzamos vezetékezés köti össze az összes pozitív elemet és az összes negatívot, általában egy közös gyűjtősínen, nem pedig egy láncon. A feszültség lapos marad; az erősítő-óra verem. Három párhuzamos 12V-os 100Ah-s csomag 12V-ot ad 300Ah-nál, és nagyjából megháromszorozza a működési időt ezen a feszültségen.

 

Két dolog teszi vonzóvá a párhuzamos akkumulátorcsatlakozást olyan berendezések számára, amelyeknek folyamatosan mozogniuk kell. Az első a futási idő: úgy növeli az állóképességet, hogy közben nem érinti a vezérlője által beállított feszültséget. A második a redundancia. Ha egy csomag offline állapotba kerül, a túlélők tovább táplálják a rakományt, ahelyett, hogy kinyitnák az egész kört. Ez a hibatűrés az oka annak, hogy a párhuzamosan{4}}konfigurált akkumulátorbankok mindenhol megjelennek, ahol a nem tervezett megállás költséges.

 

Ennek az állóképességnek az ára aktuális. Megduplázza a kapacitást, és megduplázza a potenciális áramerősséget a buszon. Ez a többletáram, nem a feszültség és nem a címkén szereplő erősítő-óraszám az, ahol a párhuzamos bankok valójában veszélyessé válnak, és ez az a szál, amelyet két szekcióval lejjebb veszünk.

Egymás mellett--: feszültség, kapacitás, futási idő és mi a tényleges hiba

A legtöbb oldalsó--melléktáblázat a „soros=voltos, párhuzamos=amper-óránál áll meg”, ezért a soros vagy párhuzamos akkumulátorok, melyik a jobb kérdés, mindig sekélyes választ kapnak. Egy flottavásárló számára ez szükséges, de nem elegendő. Íme a verzió, amely leképezi, hogyan viselkedik az indítéka{7}}a tápegység szolgáltatás közben:

A megbízhatóan felmerülő kérdés, hogy az akkumulátorok tovább bírják-e sorosan vagy párhuzamosan, tisztább választ ad, mint azt az internet sugallja. Ugyanazok az akkumulátorok esetében az összenergia azonos, és a sorozat alacsonyabb áramerősséggel működik, így a vezetékezési veszteségei valamivel kisebbek. A valódi élettartamot azonban sokkal inkább a cellakiegyenlítés és a BMS viselkedése határozza meg, mint maga a kapcsolati topológia. A „hosszabb-tartamúság” keresése önmagában a vezetékválasztáson keresztül a rossz változó optimalizálását jelenti, ezért a soros és párhuzamos akkumulátorbank BMS kérdése a következő, nem pedig a volt-versus-amp-óra kérdés számít.

A csatlakoztatható csomagok számának valódi határa nem a feszültség matematika, hanem a BMS

Íme, az a változó, amelyet a legtöbb szállító adatlapja nem tesz Ön elé: a lítiumcsomag soros és párhuzamos mennyezetét az akkumulátor-felügyeleti rendszer határozza meg, nem pedig a voltok és az amper{0}}órák hozzáadásának számolása. A miénkprimer arról, hogy a BMS valójában hogyan irányítja a csomagotvégigjárja az e mögött meghúzódó védelmi logikát.

Ez az állítás igaz, és itt is eltér az elmélet és a telepítés. A sorozat oldalán minden csomag BMS-ének váltania kell és ki kell állnia ateljes húr feszültséghiba közben a belső FET-eken keresztül, tehát a névleges FET feszültség, nem pedig a cél bankfeszültség, a valós határa annak, hogy hány LiFePO4 akkumulátort csatlakoztathat sorba. Sok 12 V-os hajtó-tápegység 4S maximumra van besorolva, és egy 51,2 V-os névleges feszültségű bank körül landol, pontosan azért, mert a kapcsolóhardver erre alkalmas; A gyártó BMS-integrációs útmutatói következetesen ezt a FET-értéket kezelik, nem a névleges feszültséget, mint kötelező megkötést. A párhuzamos oldalon a kényszer folyamatos áram, és nem halmozódik fel tisztán. A megbízható tervezés a párhuzamos bankok kombinált folyamatos áramát az összegzett BMS-besorolások nagyjából 90%-ára csökkenti, mivel az áram soha nem oszlik meg tökéletesen a valódi csomagok között, valódi belső ellenállás-eloszlás mellett. Egy 80V/500Ah hatótávolságú{13}}teherautóknál az a 10%, amit szándékosan az asztalon hagyunk, az a különbség, hogy az összes karakterlánc néhány fokon belül fut, és egy húr csendesen többet hordoz, mint amennyi a rá eső része.

Még egy mutató választja el a jól{0}}megtervezett csomagot az olcsótól: egy jó LiFePO4 BMS korán elkezdi a cellák kiegyensúlyozását, cellánként 3,35–3,40 V körül, nem a töltés tetején. Az a kialakítás, amely megvárja, amíg a cellák a mennyezet közelébe érnek, hogy egyensúlyba kerüljenek, jól mutatja, milyen keveset ért a kémiához. Ez a küszöb jobb vásárlási mutató, mint bármely marketing adatlap. De a küszöb önmagában nem mondja meg, hogy egy harmadik féltől származó csomag megtartja-e az egyensúlyta temunkaciklus; a teljes ellenőrzőlista, amelyet akkor futtatunk, amikor minősítünk egy bejövő cellaköteget, a lebontásunkban élvalójában mi választja el az egyik targonca lítiumcsomagját a másiktól.

A töltés is másként viselkedik, és a leggyengébb láncszemet bünteti

A sorozat és a párhuzamos akkumulátortöltés különbsége az, ahol sok csendes kár történik. Egy soros sztringben a töltő egy feszültséget lát a teljes stack számára, így a legerősebb cella éri el először a teljes töltést, és a húr kiegyensúlyozásának le kell engednie, amíg a leggyengébb cella még felzárkózik; kihagyja a megfelelő egyensúlyozást, és minden ciklusban rendszeresen túlhajszolja a húr egyik végét. Egy párhuzamos bankban a kockázat megfordul. Csatlakoztasson olyan csomagokat, amelyek nem ugyanazon a nyugalmi feszültségen vannak, és a nagyobbik áramot enged az alacsonyabbba, amint lezárja a kapcsolatot, még mielőtt a töltő bekapcsolna. A javítás mindkét oldalon nem elbűvölő: minden csomagot állítson ugyanarra a töltési állapotra, mielőtt bekötné, és használjon a valós rendszerfeszültségnek megfelelő töltőt. Ez az a lépés, amelyet a legtöbb helyszíni hiba kihagyott.

Mi a hiba a flotta méretében, és miért ritkán a cella

Egyetlen-csomagszinten ezek egyike sem harap. A fontos meghibásodási módok akkor jelennek meg, amikor egy flottán megsokszorozod a csomagokat, és szinte soha nem okoznak hibát a sejtkémiában; ezek a konfigurációs döntések utolérnek téged.

Menjen a párhuzamos buszra. A fő kockázat nem az, hogy a vezeték túl vékony a normál terheléshez, hanem az, ami akkor történik, ha az egyik csomag BMS-je rövidzárlat miatt meghibásodik. Ebben a pillanatban a csomagot tápláló egyetlen kábelt meg lehet kérni, hogy vigye el akombináltminden más csomag árama a buszon. Hat, egyenként 100 A névleges csomag, egy rövidzárlat, és ez az egy vezeték akár 500 A-t is lát, amire soha nem méretezték. Rosszabb esetben, ha az ellenállása éppen minden túlélő falka kioldási küszöbe alatt tartja az áramot, akkor a többi BMS egység sem avatkozik be, és a vezeték egyszerűen megfő.

Ez a teljes oka annak, hogy létezik egy-egy karakterlánconkénti biztosíték, és ez az oka, hogy a „csak húzz nehezebb kábelt” hibás. Amikor megbízunk egy párhuzamos bankot, az aktuális megosztás a karakterláncok között szinte soha nem olvasható ki-még az első napon sem; a húrok közötti szórás néhány százaléka normális, és pontosan ez a szórás határozza meg, hogy melyik karmester van leginkább kitéve, ha a BMS elenged. Az, hogy a karakterlánconkénti védelemnek valójában mekkora méretre van szüksége, a csomagok számától, a BMS-kioldás jellemzőitől és a busz elrendezésétől függ, és ez az a szám, amelyet szívesebben mérünk a valódi egyvonalas-diagramhoz, mintsem egy cikkben találgatjuk.

A sorozatoldalnak megvan a maga csapdája: a leggyengébb{0}}cellaprobléma. A sorozatkarakterlánc láncként viselkedik, és egy alul-teljesítő cella lép először a határaira. Húzzon egy cellát nagyjából 2,8 V alá akár egyszer is, és maradandó károsodást okoz; elegendő egyetlen túl-kisülési esemény, minden közzétett lítiumcella-alkalmazási korlátonként. Mérnökeink pontosan ezt a mechanizmust tervezik a csomag szintjén, aholA cellakiegyenlítés megakadályozza, hogy a leggyengébb láncszem a teljes 80 V-os zsinór felső határát szabja meg. Kapcsolódó, és ugyanolyan költséges: új csomag keverése egy elöregedett párhuzamos bankba. A régebbi, nagyobb -ellenállású csomag a munka nagy részét az újabbra kényszeríti, és folyamatosan megterheli; nem a kettő átlagát kapod, hanem az újabb csomagot degradálod a régebbi felé.

Sorozat{0}}párhuzam: hogyan épülnek fel a 48 V-os és a 80 V-os platformok

A 48 V-os vagy 80 V-os berendezésekhez tartozó sorozat{0}}párhuzamos akkumulátor-konfiguráció ritkán választ egy topológiát; egyesíti őket, és igen, az akkumulátorokat sorosan és párhuzamosan is csatlakoztathatja egyszerre, ha ezt a terv szerint csinálja. A sorozatos húrok úgy vannak bekötve, hogy elérjék a platform feszültségét, majd ezek a húrok párhuzamosak, hogy elérjék a kapacitást. Tizenhat 12 V-os egységből négy 48 V-os sorozat lesz, amelyek párhuzamosak egy nagy-kapacitású 48 V-os bankba, amely egy nagy invertert vagy hajtásláncot táplál. Itt éri el a „4S4P maximum” besorolás az adatlapon: azt mondja, hogy a minősített boríték négy sorba van kapcsolva és négy párhuzamosan van, egy feszültségplafon és egy kapacitásplafon egy számban. Például egy 12 V-os 200 Ah-s blokkokból épített 4S4P boríték az, amely egy 48 V-os platformot körülbelül 800 Ah-ra képes felvenni anélkül, hogy elhagyná a gyártó minősített zónáját. Ez egy igazi terjeszkedési út, amelyet a flottaüzemeltetők használnak a futásidő meghosszabbítására egy dupla műszakban.

Ez a 4S4P sapka jogos kérdést vet fel: miért álljunk meg ott, amikor a fizika többet enged meg? A válasz részben technikai jellegű. Valójában egyre nehezebb megtartani sok párhuzamos húr egyenletes árammegosztását, ahogy a szám emelkedik, és a nagyobb bankok növelik a tétet a halott-rövid forgatókönyvben. A többi a felelősség; egy készítő minősíti azt a borítékot, amely mögött állhat. És ezen a borítékon túl az őszinte tanács nyers: ne{6}}építse meg. A 4S4P-n túl a párhuzamos áramelosztást és a hibaviselkedést kell ellenőriznie, amelyet egy általános karbantartó csapat nem képes ellenőrizni, és ezt minősített egyéni konfigurációként kell elvégezni, nem pedig a helyszínen rögtönözni. Ha egy flottán túllépünk ezen a határon, az áramelosztás ellenőrzése az első, amit a padon lefuttatunk, mielőtt egyetlen csomagot kiszállítanának. A 48 V-os berendezések esetében különösen érdemes elolvasni a választás mögött rejlő feszültség, töltő és szerelési{14}}elhagyásokat, mielőtt elkötelezné magát. a 48 V-os platform vásárlási útmutatónk ismerteti ezeket.

Az ipari hajtóerő konfigurációjának kiválasztása

Távolítsa el a kapcsolási rajzokat, és a döntés az Ön berendezésének követelményeitől függ, a következő sorrendben:

• Először a feszültség platform.A vezérlő diktálja. Egy 48 V-os teherautóhoz 48 V-os bankra van szükség; sorozat stringgel építed, pont.
   
• Aztán kapacitás, műszak hosszára.Ha a feszültséget rögzítették, a párhuzamos húrok megvásárolják a futási időt egy vagy kettő teljes műszak törléséhez, lehetőség szerinti feltöltéssel.
   
• Aztán hibatűrés.Ha egy elakadt egység leállít egy vonalat, akkor a párhuzamos konfiguráció redundanciáját érdemes tudatosan betervezni.
   
• Aztán a védelmi rendszer.Ez az, ami nem redukálódik ökölszabályra. A párosított csomagok és a korai egyensúlyozás az asztali tét; A 80 V-os flottabankot valós hibaállapotok esetén életben tartó -per-karakterlánconkénti biztosíték, áramcsökkentés és BMS-koordináció a konkrét egy-vonalas kialakításhoz igazodik, ami azelőtt zajlik, hogy a csomagok a teherautóra kerüljenek, nem pedig azután.

Az ipari flotta sorozatos és párhuzamos akkumulátor-konfigurációinak összehasonlítása abban a pillanatban megszűnik absztraktnak lenni, amikor egy valós munkaciklushoz csatlakoztatja. A három-műszakos elérési-tehergépjármű-művelet és a hétvégi{{3}a GSE vontatójármű különböző válaszokat ad ugyanabból a fizikából. Ennek a leképezésnek a csomag- és BMS-szinten való elérése leginkább az, ami megkülönbözteti a csendesen működő flottaátalakítást a hajnali 2-kor telefonhívásokat generálótól. Ez az a rész, amit építkezésként csinálunk, nem pedig találgatás: a Polinovel a CE, IEC, UL, UN38.3 és MSDS szabványoknak megfelelően konfigurálta az indító-akkumulátorokat 100+ OEM-ek számára 80+ országban, cella-to-csomagolás minőség-ellenőrzésével minden egységen. Ha egy soros{16}}párhuzamos akkumulátor bankot ír elő egy adott feszültségplatformhoz és egy adott munkaciklushoz,Kezdje berendezésének valós{0}}követelményeiből mérnöki csapatunkkalnem pedig egy általános adatlapból.

GYIK