Mukautettavat akkujoukot: sarja- ja rinnakkaisvalinnat

Sarja- ja rinnakkaisyhteyksien perusteiden ymmärtäminen

Kun suunnittelemme voimaratkaisuja teolliselle laitteistolle, on erittäin tärkeää ymmärtää jännite- ja kapasiteettisuhteet. Puhuakaamme ensin sarjayhteyksistä. Sarjayhteyksissä kokonaisjännite kasvaa, kun taas kapasiteetti pysyy samana. Tämä tekee niistä erinomaisen ratkaisun korkean voiman vaativille lääketieteellisille laitteille tai viestintäjärjestelmille, jotka tarvitsevat vakauden edelleen raskaiden kuormien alla. Toisaalta, rinnakyhteydet parantavat kokonaiskapasiteettia ilman että jännitevaikutuksia muuttuu. Siksi ne ovat ensisijaisia valintoja tietokeskuksissa tai ympäristönvalvontalaitteissa käytettäville varavarastoille, joilla on merkitystä pidemmän aikavälin toiminta.

Eri konfiguraatioiden vaikutukset suorituskykyyn

Nyt kun olemme ymmärtäneet peruseroimet sarjaliitojen ja rinnanliitojen välillä, on tärkeää huomata, että lämpötilan hallintaan liittyvät haasteet ovat melko erilaiset näissä kahden järjestelmän tilanteissa. Kun soluja yhdistetään sarjaksi, nopeassa latauskierroksessa on ilmennyt suuntaus epätasaiseen lämpötilajakaumaan. Tämän torjumiseksi tarvitsemme kehittyneitä lämpöpoisto-ratkaisuja. Vastaavasti rinnanjärjestelmät kohtaavat virtausbalanssiongelmia. Jos näitä ei hallita älykkäästi akkujen hallintajärjestelmien (BMS) avulla, se voi johtaa akkujen nopeampaan vaurioitumiseen.

Sovelluskohtaiset suunnitteluharkitukset

Kun otetaan huomioon suorituskyvyn vaikutukset, voidaan nähdä, että eri sovelluksille tarvitaan erilaisia akkujen asetelmia. Esimerkiksi materiaalikäsittelylaitteisto hyötyy usein seeri- ja rinnankäytön yhdistelmästä, joka antaa tasapainoa korkean väännöksen tarpeeseen, joka edellyttää jännitettä, sekä pitkien vuorojen kestoa, joka edellyttää kapasiteettia. Kantaavia diagnostisoivia laitteita suunnittaessa insinööreillä on keskityttävä tilan käyttöefektiivisyyteen samalla kun heidän täytyy noudattaa tiukkoja turvallisuusvarmistuksia. Nämä tekijät vaikuttavat suoraan yhdistelmävalinnassa ja komponenttien valinnassa.

Akkupakettienn pituusikäden optimointi

Koska erilaisten konfiguraatioiden merkitys on suuri monissa sovelluksissa, solujen täsmällinen parettaminen tulee erittäin tärkeäksi, erityisesti suurten käyttöympäristöjen tapauksessa. Teollisuusoikeudet asettavat tiukat vaatimukset jännitteen sallituista poikkeamista, yleensä ±0,5 %: n rajoissa, ja kapasiteetin parettamisessa ±1 %: n sisällä. Tämä estää käänteissähkönsiirron sarjakeinoissa tai virran yliveloituksen rinnanketjuissa. Edistykselliset tasauspiiret aktiivisella tasautumisella voivat olla pelimuuttajia. Niihin verrattuna passiiviset tasausjärjestelmät voivat pidennellä toimintaelämää 30–40 %: llä, erityisesti niissä ympäristöissä, joissa lämpötila vaihtelee paljon.

Turvallisuusprotokollat korkean tiheyden konfiguraatioille

Koska akun kestoon optimoinnin on oltava keskeinen, emme myöskään voi jättää huomiotta turvallisuutta, erityisesti korkean tiheyden määritysten kanssa. Kun soluja pinoitellaan sarjaksi yli 48V-järjestelmiin, monitasoisten suojamekanismien käyttö on välttämätöntä. Kaarikuoren supistusympyröissä ja vahvistetuissa erottamisesteissä autetaan estämään kaatuma-epäonnistumisia korkeajännitteisissä sovelluksissa. Parallel-määritysten kohdalla virta-rajoittavat patukat haarojen välillä ovat tarpeen potentiaalisten lämpötilan hallitsemattomien tilanteiden sisällyttämiseksi. Tämä on erityisen tärkeää korkean energiatiheyden litium-kemiallisten käytössä.

Kustannus-hyötyanalyysi teollisiin sovelluksiin

Vaikka turvallisuus ja pitkä ikä ovat avainasemassa, hinta on myös suuri harkintauskonto teollisuuden sovelluksissa. Sarjakuormitukset vähentävät yleensä johtojen monimutkaisuutta korkeajännitteisissä järjestelmissä. Niiden kustannukset nousevat kuitenkin BMS-järjestelmän hinnalla, koska niissä tarvitaan kehittyneempi jännitevalvonta. Rinnakkaisasettelu puolestaan tarjoaa冗unanssitaidot. Mutta niiden toteuttaminen edellyttää parempia busbareja korkeampien virtakulujen käsittelemiseksi. Kokoelimen elinkaavan kustannusmallintamisessa meidän tulisi ottaa huomioon huoltotoistuvuus, odotetut solujen vaihduskykylät sekä teollisuudenkohtaiset mahdolliset pysäytyskustannukset.