Sērijas pret paralēlo akumulatoru savienojums: Tehniskā un pirkšanas rokasgrāmata 2026. gadam

Tas, kas patiesībā noiet greizi, nekad nav vads

Elektroinstalācija ir vienkāršākā daļa. Pozitīvs uz negatīvu paaugstina spriegumu, pozitīvs uz pozitīvs palielina jaudu, un jebkurš elektriķis jūsu stāvā var pareizi izpildīt jebkuru izkārtojumu pirmajā mēģinājumā. Lēmums par virkni un paralēlu akumulatora savienojumu ir saistīts ar dzinējspēku, jo abi ceļi var nodrošināt vienādu kilovatstundu{2}}uz papīra, un atšķirība starp tiem nepamana nodošanas ekspluatācijā laikā. Tas parādās kaut kur otrajā vai trešajā gadā kā neizskaidrojams izmantojamā izpildlaika zudums, iepakojums, kas noveco ātrāk nekā tā brāļi un māsas, vai BMS, kas sāk paklupt darba cikla laikā, ar kuru tas lieliski tika galā, kad flote bija jauna.

Šī kavēšanās ir visa problēma. Līdz brīdim, kad parādās simptomi, topoloģija tiek iemetināta iekārtā, tiek nogriezti kabeļi, iegādāti lādētāji, un lēmuma atcelšanas izmaksas ir parka{1}}plaša modernizācija. Tāpēc noderīgs jautājums nav par to, kura konfigurācija palielina spriegumu un kura palielina jaudu. Tas ir tas, ar kādu konfigurāciju jūsu aprīkojums, maiņas režīms un apkopes iespējas joprojām var darboties pēc trīs tūkstošiem ciklu.

Piecas dimensijas, kas mainās, un tikai piecas

Pirms doties kaut kur noderīgā vietā, ir vērts saspiest standarta skaidrojumu tādā veidā, ko varat vienreiz skenēt un pārtraukt atkārtotu lasīšanu. Viss, kas mainās sērijveidā pret paralēlo akumulatora savienojumu, ietilpst piecās dimensijās.

Kopējā pieejamā enerģija abos gadījumos ir identiska vienam un tam pašam paku skaitam, tāpēc aritmētika vien nekad nenorādīs, kā rīkoties. Pēdējās divas rindas ir vieta, kur lēmums faktiski ir spēkā, un tās ir divas rindas, kurām patērētāji-saskaras, salīdzinot akumulatoru sēriju un paralēlo vadu,{2}}paliek garām. Šūnu skaits un ķīmija nosaka pārējo: 48 V LiFePO4 platforma atrodas pie piecpadsmit līdz sešpadsmit sērijveida šūnām, ko ir vērts zināt, pirms sākat spriest par to, cik iepakojumu atrodas ap šo virkni. Ja jūs joprojām labojat pašu sprieguma platformu, sprieguma un jaudas mērķi pielāgotajā komplektā ir augšējais lēmums.

Kāpēc dzinējspēkā parasti uzvar augstāks spriegums

Materiālu pārkraušanas un rūpnieciskajiem transportlīdzekļiem sērijas -svērtā atbilde visbiežāk ir pareiza, un iemesls ir vadītspējas zudums, nevis kaut kas saistīts ar akumulatoru.

Tālāk sniegtā aritmētika ir atvasināta no divām sakarībām, nevis mērīta uz testa stenda, tāpēc pieņēmumiem ir nozīme: tā saglabā strāvu un piegādāto jaudu kā fiksētus lielumus, vadu un gala pretestību uzskata par nemainīgu un ignorē temperatūras otrās kārtas ietekmi uz pretestību. Pamatojoties uz to, jauda, ​​kas ir sprieguma un strāvas reizinājums, nozīmē, ka 9,6 kW patēriņš pie 48 V velk aptuveni 200 A, savukārt tie paši 9,6 kW pie 24 V velk aptuveni 400 A. Vadītspējas zudums tiek mērogots ar strāvas kvadrātu, tāpēc, divkāršojot strāvu vienai un tai pašai piegādātajai jaudai, zudumi katrā vadītājā, cilpā, kontaktorā un drošinātāja turētājā starp bloku un motoru ir aptuveni četras reizes. Pārvietojiet to pašu slodzi no 48 V uz 80 V platformu, un strāva samazinās par aptuveni 40 procentiem, kas samazina vadītāju zudumus par aptuveni divām{13}}trešdaļām. Tā enerģija nepazūd. Tas kļūst siltums pie pieslēgumiem, tieši tur, kur dzīvo savienojuma pretestība un kur tā laika gaitā pieaug.

Praktiskās sekas ir nežēlīgas un dārgas. Smagāki vadītāji maksā vairāk, sver vairāk, un tos ir grūtāk izvadīt caur akumulatora nodalījumu, kura izmēri ir ap svina -skābes ķieģeli. Kontaktori, kas pārslēdz lielāku strāvu, ātrāk nolietojas. Un sprieguma kritums maksimālās slodzes laikā tieši ietekmē veiktspēju: pretsvara kravas automašīnā ievērojams sprieguma kritums smagas pacelšanas laikā pārvēršas par lēnāku pacelšanu, ko operators izjūt, kad kravas automašīna jūtas nogurusi ilgi pirms kaut kas tiek reģistrēts kā kļūda. Tas ir galvenais iemesls, kāpēc iekrāvēja un AGV sistēmu sērijveida un paralēlā akumulatora savienojumam ir tendence virzīties uz sērijas pusi ar vienādu enerģiju. Tas ir arī iemesls, kāpēc48V un 80V platformas aiz mūsu elektrisko iekrāvēju akumulatoriemir veidoti ap garām virknēm, nevis platām paralēlām bankām.

Ir, protams, ierobežojums. Sērijas virknes ierobežo tas, kam ir paredzēts iekārtas kontrolleris, kontaktori un izolācijas sistēma, drošības režīms, kas tiek piemērots virs noteiktiem līdzstrāvas spriegumiem, un fakts, ka viena virkne nozīmē vienu atteices punktu. Tas noved pie jautājuma, ka neviens šajā telpā neatbild tieši.

Jautājums, uz kuru neviens neatbild: cik iepakojumu var paralēli?

Jautājiet piegādātājam, un jūs parasti saņemsit skaitli, četrus, dažreiz astoņus, bez paskaidrojuma. Šis skaits vienlaikus veic divus darbus: daļēji tas ir inženiertehniskais ierobežojums un daļēji garantijas robeža. Uzskatot to par fiziku, ja tā ir politika, vai par politiku, ja tā ir fizika, flotes nonāk bankās, kas nekad nedarbosies.

Sāciet, noskaidrojot neskaidrības, kas parādās gandrīz katrā rakstā par šo tēmu. Skaitļi, ko šūnu piegādātāji plaši minējuši kā savienošanas pārī kritērijus, sprieguma starpība 10 mV robežās, iekšējās pretestības atšķirība 5 mΩ robežās, jaudas atšķirība 20 mAh robežās, aprakstašūnu šķirošana ražošanas līnijāizvēloties, kuras šūnas ietilpst vienā iepakojumā. Tie nav lauka slieksnis, lai savienotu divus gatavus komplektus, un pabeigta pakotne nekad neatrodas 10 mV robežās no cita pēc nedēļas ilgas ekspluatācijas. Ražošanas pielaides piemērošana ekspluatācijā nodošanas uzdevumam ir iemesls, kāpēc dažas flotes kļūdaini secina, ka paralēlā darbība nav iespējama.

Lauka ierobežojums vispār nav konstante. Tas tiek aprēķināts, un aprēķins ir pietiekami īss, lai to izdarītu starpliktuvē.

Ieslēgšanas strāva savienojuma brīdī ir vienāda ar sprieguma starpību starp ienākošo virkni un kopni, kas dalīta ar cilpas kopējo pretestību. Tā kā kopējā pretestība samazinās, pievienojot vairāk virkņu, sliktākais gadījums pasliktinās ar katru pievienoto pakotni, tieši tāpēc vērtējumi ir jāsalīdzina ar sliktāko gadījumu, nevis divu{1}}pakešu gadījumu (Orion BMS).

Apstrādāts ar skaitļiem, diviem 48V 300Ah blokiem: pieņemiet, ka vienā blokā ir aptuveni 15 mΩ iekšējā pretestība un 5 mΩ pāri kabeļiem un galiem, nodrošinot aptuveni 35 mΩ ap cilpu. Ja saistošais ierobežojums būtu kontaktors, piemēram, 300 A ieslēgšanas nomināls, pieļaujamā sprieguma starpība būtu aptuveni 10 V, kas ir bezjēdzīgi pieļaujama atbilde. Saistošais ierobežojums gandrīz vienmēr ir akumulators: ierobežojiet savstarpēju uzlādi pie 0,2 C vai 60 A 300 Ah komplektam, un pieļaujamā atšķirība samazinās līdz aptuveni 2 V. Ņemiet vērā, ka 0,2 C ir konservatīvs sākumpunkts, nevis konstante, tāpat 15 mΩ ir telpas temperatūras aprēķins. Skaitlis, kas jums faktiski jāizmanto, izriet no šūnu ražotāja maksimālā uzlādes ātruma jūsu komplekta darba temperatūrā, un tas pārvietojas, kad mainās iepakojuma izmērs, kabeļa garums vai kontaktors.

Kas dod jums kaut ko noderīgāku nekā slieksnis. Nākamreiz, kad piegādātājs norādīs paralēlo ierobežojumu, varat jautāt, kurš no šiem diviem ierobežojumiem to radīja un kādu iekšējo pretestību, kontaktora vērtējumu un maksas{1}}likmes griestus viņi pieņēma. Var aizstāvēt skaitli, kas iegūts no iepriekš minētā aprēķina. Skaitlis, ko nevar izsekot nevienam no ierobežojumiem, ir garantijas robeža, valkājot inženiera kostīmu.

Vēl divi ierobežojumi atrodas aiz aritmētikas. Cirkulējošā strāva, proti, strāva, kas plūst starp blokiem, nevis uz slodzi, ko nosaka uzlādes stāvokļa, temperatūras, iekšējās pretestības un vecuma atšķirības, smagos gadījumos var pārsniegt tikai slodzes strāvai paredzēto aizsargierīču nominālus, un līdzstrāvas -puses īssavienojums plašā bankā tiek barots ar katru virkni uzreiz. Plašai paralēlai sistēmai ir nepieciešama slāņu pārvaldība: šūnu -līmeņa BMS katrā pakotnē, koordinējošais slānis virs tā un uzraudzības funkcija, kas nosaka, kuras virknes piedalās. Nevienu no tiem nevar aprīkot, ja banka jau rīkojas nepareizi.

Viens standarta kadrējuma labojums, jo tas maina izmēru matemātiku: paralēlā iestatīšana aritmētiskā nozīmē ticami nepalielina jaudu. Lietojamā jauda ir ierobežota atkarībā no tā, kura virkne vispirms sasniedz uzlādes vai izlādes robežu, tāpēc katra neatbilstības vienība tiek uzreiz iegūta no efektīvas sistēmas jaudas. Četri iepakojumi paralēli sniedz jums kaut ko mazāk nekā četras izmantojamās enerģijas pakas, un atšķirība palielinās līdz ar vecumu.

Uzvedība zem tā visa ir izmērāma, nevis noslēpumaina. Karstā-maiņas cirkulācijas strāva paralēlā litija sistēmā ir modelēta ar neironu-tīkla metodēm un eksperimentāli apstiprināta aptuveni sešos procentos no izmērītajām vērtībām (MDPIElektronika), un pašreizējā-koplietošanas dinamika paralēlās-savienotajās pakotnēs ir detalizēti aprakstīta kontroles literatūrā (arXiv preprint 2211.04961). Ņemiet vērā arī to, ka tikai sērijveidā pievienotajai sistēmas daļai ir nepieciešama aktīva balansēšana. Tieši paralēlās šūnas izlīdzinās, izmantojot savu savienojumu, tāpēcšūnu līdzsvarošanas uzvedībaun starp-stringu cirkulējošā strāva ir divas atsevišķas problēmas, kuras tiek apspriestas kā viena.

Tas, ko iepriekš sniegtais aprēķins nevar sniegt, ir pretestības vērtības, kas tajā jāievieto. Iekšējā pretestība atšķiras atkarībā no šūnas formāta, vecuma un temperatūras, un datu lapā redzamais skaitlis ir jauns-šūnas skaitlis 25 grādos. Mēs saglabājam izmērītās pretestības līknes formātiem, ar kuriem mēs veidojam, un to atbilstība noteiktam darba ciklam ir daļa no tā, kas notiek sarunā, nevis starpliktuvē.

Kad viena stīga pārspēj jebkuru paralēlu dizainu

Pret plašāku banku mēs strīdēsimies biežāk, nekā klienti gaida, tāpēc ir vērts šo pozīciju fiksēt.

Akumulatoru sistēmu inženierijas noklusējuma preference ir viena sērijas virkne visur, kur to atļauj lietojumprogramma. Tā ir viszemāko-izmaksu konfigurācija, visvienkāršāk pārvaldāma, un tā novērš visu iepriekš aprakstīto inter-virkņu problēmu kategoriju. Vairākas paralēlas virknes ir attaisnojamas šaurā apstākļu lokā: ja atlaišana ir stingra prasība, jo iekārtai nevar ļaut apstāties; kad ir nepieciešama karstā-swap iespēja, piemēram, nepārtrauktas vai nepārtrauktas{5}}pilota operācijās; un kad vienīgās šūnas, kas ir pieejamas vajadzīgajā formātā, ir iepriekš-saliktas virknēs, kuras nevar būt paralēlas šūnas līmenī.

Izņēmums, kas visbiežāk tiek nepareizi novērtēts, ir pirmais. Atlaišana bieži tiek pieņemta, nevis noteikta. Autoparka vadītājs uzskata, ka kravas automašīnas apstāšanās maiņas vidū- ir nepieņemama, un secina, ka ir nepieciešama atlaišana. Taču paralēlā banka nodrošina atlaišanu tikai tad, ja sistēma var atklāt neveiksmīgu virkni, to izolēt un turpināt darboties ar samazinātu jaudu, kas ir vadības prasība, nevis vadu. Paralēli vadu komplekti bez šīs iespējas nodrošina sarežģītību paralēli-smago rūpniecisko sēriju salīdzinājumā ar paralēlo akumulatora savienojumu un nekādu pieejamību. Ārpus šiem gadījumiem plaša banka parasti ir risinājums iepakojuma ierobežojumam, nevis dizaina izvēlei, un tas par tādu ir jāatzīst.

Ir arī klusas izmaksas, kuras reti tiek ieskaitītas. Katra papildu izbeigšana palielina pretestību, un banka, kas veidota no daudzām pakotnēm, ātri pavairo izbeigšanas gadījumu skaitu: četru-šūnu izvietojums vien nodrošina astoņas kontaktu saskarnes, no kurām katra veicina pretestību un katra ir degradācijas kandidāta (Akumulatoru universitāte BU-302). Mērogojiet šo loģiku līdz sešpadsmit{1}}pakešu bankai, un savienojuma budžets vairs nebūs noapaļošanas kļūda. Mūsu iekšējais mērķis pabeigtam motīva-barošanas blokam ir kopējā pretestība, kas mazāka par 50 mΩ, ar atsevišķiem savienojumiem diapazonā no 0,5 līdz 2 mΩ, un plašas paralēlas sliedes padara šo mērķi pakāpeniski grūtāk noturēt.

Gada{0}}divas problēmas

Viss iepriekšminētais pieņem, ka iepakojumi ir konsekventi. Tie ir piegādes brīdī. Daļa, ko gandrīz neviens nepieraksta, ir tas, kas notiek pēc tam.

Pakas, kas atstāj labi{0}}vadāmu ražošanas līniju, kas atbilst stingrām pielaidēm, ekspluatācijā atšķiras, un pietiek ar aptuveni vienu gadu, lai izplatība kļūtu nozīmīga. Apkārtējās vides temperatūra mainās atkarībā no kravas automašīnas novietošanas vietas. Darba cikli atšķiras atkarībā no tā, kurš operators izvēlas transportlīdzekli. Maksas iespēja mainās atkarībā no maiņas. Rezultāts ir banka, kuras virknes vairs neatrodas tajā pašā uzlādes stāvoklī vai tajā pašā iekšējā pretestībā, ko savieno ļoti zems -pretestības ceļš, kas ir precīzs stāvoklis, kas rada ilgstošu savstarpēju uzlādi starp komplektiem.

Tā radītais atteices režīms ir pietiekami pretintuitīvs, lai tieši norādītu: nesaskaņotā paralēlajā bankā stiprās paketes noārdās visātrāk. Tiem ir lielāka slodzes strāva, jo to pretestība ir mazāka, tie absorbē cirkulējošo strāvu, kad citi nokrīt, un uzkrāj caurlaidspēju tādā ātrumā, kādu vājie bloki nekad nesasniedz. Pakete, uz kuru jūs varētu likt likmes, vispirms neizdodas, un, tā kā banka visu laiku nodrošina izmantojamo jaudu, nekas nepaziņo par problēmu, kamēr jauda nav jau izsmelta.

Šī iemesla dēļ "vienkārši pievienojiet bankai jaunu komplektu" ir visizplatītākā kļūda, ko mēs redzam. Jauns iepakojums, kas ievests bankā, kas ir dreifēts astoņpadsmit mēnešus, nav jaudas palielinājums. Tā ir liela potenciāla atšķirība ļoti zemā-pretestības ceļā, un tā ietilpst iepriekš norādītajā iedarbināšanas aprēķinā, pirms kāds pieskaras kontaktoram. Ja pakotne ir jāievieš no jauna, vispirms novietojiet to uz saskaņotu atvērtās-ķēdes spriegumu miera stāvoklī un piemērojiet tos pašus noteikumus neatkarīgi no tā, vai tā ir jauna vienība vai iepriekš izolēta virkne, kas atgriežas tiešsaistē. Skatoties uzdzīves beigu--signāli novecojošā iepakojumāvairāk nozīmes paralēlajā bankā, nevis vienā virknē, tieši tāpēc, ka banka tos slēpj.

Izkārtojums un termiskais: ierobežojums aiz shēmas

Topoloģija, kas izvēlēta uz papīra, kļūst par fizisku objektu, un fiziskiem objektiem ir temperatūras gradienti.

Gaisa-dzesēšanas iepakojumos tiek izmantoti vai nu virknes, vai paralēli ventilācijas ceļi, un terminoloģija mulsinoši saskaras ar elektrisko vārdnīcu, vienlaikus aprakstot kaut ko pilnīgi atsevišķu. Sērijveida gaisa plūsmas ceļā gaiss ieplūst vienā pusē un iziet no otras puses, pārnesot siltumu, kas uzņemts no agrīnajiem moduļiem, uz vēlākiem moduļiem un radot temperatūru, kas izkliedējas pa iepakojumu. Paralēlais gaisa plūsmas ceļš virza gaisu starp moduļiem, lai tas vienmērīgāk paceļas, noturot stingrāku izkliedi. Moduļi korpusa vidū uzkrāj siltumu; moduļi malās to atmet. Tā kā gan iekšējā pretestība, gan jauda mainās atkarībā no temperatūras, nevienmērīgs termiskais izkārtojums rada to pašu neatbilstību, no kuras jūsu elektriskā konstrukcija centās izvairīties. Tas ir iemeslssiltuma pārvaldības arhitektūraietilpst topoloģijas sarunā, nevis pēc tās.

Tiek ievēroti divi izkārtojuma noteikumi. Katram paralēlajam atzaram bez izņēmuma jābūt identiskai virknes konfigurācijai, jo asimetriskie zari garantē cirkulācijas strāvu pirms paketes nodošanas ekspluatācijā. Un kabeļu garumiem starp paralēlajām pakotnēm un kopējo kopni jābūt vienādam, tāpēc ceļa pretestība klusi neapzīmē vienu bloku kā darba zirgu. Abas ir lētas, lai tās varētu iegūt tieši projektēšanas laikā, un pēc tam tos faktiski nav iespējams salabot.

Temperatūra maina arī skaitļus, kurus jūs domājāt. Pārtikas-izplatīšanas klients Meksikā izmanto mūsu LiFePO4 palešu domkratu pakas saldētavā līdz aptuveni -18 grādiem, un pakas saglabā izlaidi bez ievērojama krituma. Bet strāvas sadale starp paralēlām virknēm šajā temperatūrā neizturas tā, kā tas notiek 25 grādu temperatūrā, jo palielinās iekšējā pretestība un līdz ar to palielinās pretestības izplatība starp komplektiem. Iepriekšējā aprēķinā izmantotais 15 mΩ ir telpas temperatūras rādītājs. Saldētavas ejā tas ir optimistisks, un pieslēguma pieļaujamā sprieguma starpība attiecīgi palielinās. Banka, kas pieņemami sadala strāvu jauktas temperatūras noliktavā, var to slikti sadalīt saldētavā.

Trīs konfigurācijas, izstrādātas

Tālāk ir norādīti trīs modeļi, ko mēs redzam visbiežāk, un tas, kā katrā tiek atrisināts sērijas un paralēlais akumulatora savienojums.

Visās trijās shēmas ir vienādas: vispirms sasniedziet enerģijas mērķi, izmantojot šūnas formātu un virknes spriegumu, un uzskatiet paralēlās virknes kā kaut ko tādu, kas pieņemts noteikta darbības iemesla dēļ, nevis kā noklusējuma ceļš uz vairāk amp{0}}stundu. Ja nodalījuma ģeometrija to padara neiespējamu, ierobežojums specifikācijā ir jānosauc kā ierobežojums, nevis klusi jāiekļauj dizainā. Tas ir arī ātrākais veids, kā noteikt, vai adzinējspēka akumulatora diapazonsvar sasniegt mērķi bez pielāgotas uzbūves.

Norādīt to piegādātājam

Kad topoloģijas virziens ir skaidrs, izsūtītā specifikācija nosaka, vai jūs saņemat iepakojumu, kas izstrādāts jūsu darba ciklam, vai kataloga vienību ar jūsu spriegumu uz etiķetes. Sešas ievades rada atšķirību:

• Iekārtas nominālais spriegums un kontrollera pieņemamais sprieguma logs, nevis tikai nominālais skaitlis
• Maksimālā strāvas izņemšana cikla smagākās darbības laikā un tās ilgums
• Akumulatoru nodalījuma izmēri un maksimālais pieļaujamais iepakojuma svars
• Pārbīdes shēma un pieejamie maksas logi, tostarp tas, vai ir gaidāma maksas iekasēšana
• Ekspluatācijas temperatūras diapazons,-uzglabājot aukstumā vai ārpus telpām
• Vai iekārta var izturēt punktu, kas nosaka, vai atlaišana ir reāla prasība vai pieņēmums

Jūsu uzdotie jautājumi ir vērtīgāki par jūsu nosūtīto specifikāciju, jo katrs no tiem filtrē cita veida piegādātāju. Jautājot, uz ko ir balstīts norādītais paralēlais ierobežojums, tiek atdalīti pārdevēji, kuri to aprēķināja, no tiem, kuri to mantojuši no datu lapas. Jautājot, kāda iekšējā pretestība un kontaktora novērtējums tika ņemts vērā šajā aprēķinā, jūs varat uzzināt, vai kāds ir apskatījis jūsu aprīkojumu, nevis vispārīgu korpusu. Jautājot, kā virknes sazinās, vai virs pakotnes -līmeņa BMS ir koordinējošais slānis vai tikai vairākas paketes, kurām ir kopne un cerība, ir ātrākais veids, kā noskaidrot, vai piegādātājs ir izveidojis vairāku -stīgu sistēmas vai tikai tās pārdevis. Un, pieprasot dokumentētu procedūru izolēta iepakojuma atkārtotai ieviešanai, jūs uzzināsit, vai viņiem kādreiz ir bijis jāatbalsta kāds uz lauka, jo šī procedūra tiek uzrakstīta tikai pēc pirmās kļūdas reizes.

Mēs uzdodam tos pašus četrus jautājumus pret sevi, pirms citējam vairāku -pakešu sistēmu, un šis process rada iepriekš minētās pretestības līknes un atkārtotas ieviešanas procedūru. Sērijveida un paralēlā akumulatora savienojuma izveidošana konkrētam darba ciklam ir vieta, kur šis darbs notiek, un tas ir kaspielāgota pakotnes konfigurācijair paredzēts.

FAQ

Ja nosakāt vairāku{0}}pakešu sistēmas izmērus noteiktai autoparkam un vēlaties, lai konfigurācija tiktu pārskatīta pirms tās ieviešanas,runājiet ar mūsu inženieru komandu.