Настройка на батерейни пакети: избор между последователно и паралелно свързване

Разбиране на основите на последователното и паралелното батерейно свързване

Когато се стремим да проектираме енергийни решения за индустриални машини, разбирането на връзката между напрежението и капацитета е изключително важно. Нека първо говорим за последователните свързвания. При тях общото напрежение се увеличава, докато капацитетът остава същият. Това ги прави отличен избор за високопроизводителни медицински устройства или комуникационни системи. Тези видове устройства трябва да работят стабилно дори под тежки натоварвания. С друга страна, паралелните конфигурации повишават общия капацитет без промяна в нивата на напрежението. Затова те са предпочитани избор за резервни енергийни системи в датови центрове или устройствата за мониторинг на околната среда, където продължителното функциониране е много важно.

Влияние на различните конфигурации върху перформанса

Сега, когато сме разбрали основните разлики между последователното и паралелното свързване, е важно да забележим, че предизвикателствата в термическото управление са доста различни за тези две конфигурации. Когато елементите са подредени в последователна последователност, по време на бързи цикли на зареждане има склонност към неравномерно разпределение на температурата. За да се справим с това, ни трябват продвинати решения за отвод на топлина. В противен случай, паралелните конфигурации срещат проблеми с балансиране на тока. Ако тези не бъдат правилно управлявани с интелигентни системи за управление на батерии (BMS), това може да доведе до ускорено изостаряване на батериите.

Прекалено специфични проектиращи разисквания

След като разгледаме последиците от производителността, виждаме, че различни приложения изискват различни конфигурации на батерията. Например, оборудването за материална обработка често се ползва от хибридни конфигурации, които комбинират серийни и паралелни свързания. По този начин то може да постигне баланс между нуждата за висока торовка, която изисква напрежение, и продължителни смени, които изискват капацитет. Когато става дума за переносни диагностични инструменти, инженерите трябва да се фокусират върху пространствена ефективност. Едновременно те трябва да отговарят на строгите сертификации за безопасност. Тези фактори директно влияят върху избора на методологията за свързване и избора на компонентите.

Оптимизиране на продължителността на батерейния пакет

С оглед важността на различните конфигурации в различни приложения, прецизността на съвпадение между клетките става изключително важна, особено при големи размахове на разпространение. Индустриалните приложения имат строги изисквания за толеранцията на напрежението, обикновено в рамките на ±0,5%, и съвпадение на капацитета в рамките на ±1%. Това е необходимо, за да се предотврати обратно зареждане в последователните вериги или превъзходство на тока в паралелни масиви. Преградните кръгове с активна еквализация могат да бъдат променяещ фактор. Сравнено с пасивните системи за балансиране, те могат да продължат оперативния период с 30 - 40%, особено в среди, където температурата много се променя.

Протоколи за безопасност при конфигурации с висока плътност

Тъй като оптимизирането на продължителността на батерейната животна способност е от съществено значение, не можем да игнорираме и безопасността, особено когато работим с конфигурации с висока плътност. При слагане на чинии последователно над системи от 48В, многослойни механизми за защита са задължителни. Подавателните кръгове срещу дуговидни разряди и усилваните изолационни бариери помагат да се предотвратяват каскадни неуспехи при приложения с висока напрежение. За паралелните конфигурации са необходими токово-ограничващи фузи между граните, за да се съдържат потенциалните инциденти с термичен бягство. Това е особено важно при използването на литиеви химии с висока енергийна плътност.

Косто- beneficien анализ за индустриални приложения

Въпреки че безопасността и продължителността са ключови фактори, цената също е голяма предимна за промишлените приложения. Конфигурациите на серия обикновено намаляват сложността на проводката за системи с висока напрежение. Те обаче увеличават разходите за BMS, тъй като изискват по-сophisticated мониторинг на напрежението. Паралелните архитектури от своя страна предлагат предимства на редундантността. Те обаче изискват по-висококачествени басбари, за да справят с повишеният носещи ток. Когато правим модел на разходите през целия жизнен цикъл, трябва да вземем под внимание честотата на поддръжката, очакваните цикли за замяна на клетките и потенциалните разходи за спирания, специфични за всяка индустрия.