რა არის დატენვის კონტროლის სტრატეგიები კვების ბატარეის სისტემებისთვის?

რა არის დატენვის კონტროლის სტრატეგიები კვების ბატარეის სისტემებისთვის?

კვების ელემენტის სისტემის დატენვის კონტროლის სტრატეგია

ელექტროენერგიის ბატარეის პაკეტების ფართომასშტაბიანი ინტეგრირებული გამოყენებისთვის, გარდა აკუმულატორის ქიმიური და ფიზიკური თვისებების გათვალისწინებისა, ასევე აუცილებელია გავითვალისწინოთ ბატარეის შენახვის მეთოდი, შენახვის გარემო, დამუხტვის აღჭურვილობის პირობები, უსაფრთხოების საკითხები, რომლებიც დაკავშირებულია ცენტრალიზებულ შენახვასთან და დატენვასთან და გავლენა ელექტრო ქსელზე.

მრავალ ფაქტორს შორის, მთავარი გარანტია და გათვალისწინება უნდა იყოს კვების ელემენტის დატენვის უსაფრთხოება, რაც გულისხმობს დამუხტვის კონტროლის პარამეტრის პრიორიტეტების ფორმულირებას სხვადასხვა ტიპის კვების ელემენტებზე და დატენვის დროს პროცესის მონიტორინგსა და კონტროლს. ელექტროენერგიის ბატარეის მართვის სისტემებისა და დატენვის ტექნოლოგიის ამჟამინდელ დონეზე შესაძლებელი გახდა ბატარეის სისტემაში ცალკეული უჯრედების პარამეტრების გამოვლენა დატენვის პროცესში. ამიტომ, დატენვის უსაფრთხოების უზრუნველსაყოფად, ბატარეის ცალკეული უჯრედების პარამეტრები მაქსიმალურად უნდა იყოს მონიტორინგი.

დატენვის კონტროლის სტრატეგიის თვალსაზრისით, აწყობილ ბატარეებსა და ცალკეულ უჯრედებს შორის მნიშვნელოვანი განსხვავებებია. ამჟამად გამოიყენება მრავალი მეთოდი, ძირითადად ბატარეის მართვის სისტემას (BMS) და დამტენს შორის კომუნიკაციის გზით, რათა აკონტროლოს დატენვა ბატარეის პაკეტში ცალკეული უჯრედების ტიპურ პარამეტრებზე დაყრდნობით. ძირითადი კონტროლის იდეა არის ბატარეის პაკეტის გამოსაყენებელი სიმძლავრის მაქსიმალურად გაზრდა ბატარეის უსაფრთხოების უზრუნველყოფისას. ინდივიდუალური ბატარეის ელემენტების პარამეტრები ძალზე მნიშვნელოვანია დატენვის უსაფრთხოების უზრუნველსაყოფად. ამიტომ, დატენვის პარამეტრის კონტროლის სტრატეგია ხშირად იღებს დატენვის პარამეტრების კორექტირების მეთოდს ექსტრემალურ მნიშვნელობებზე დაყრდნობით, რაც გულისხმობს ბატარეის სისტემის ექსტრემალური ცალკეული უჯრედების პარამეტრებზე ფოკუსირებას ბატარეის სხვადასხვა ტიპების მიხედვით. ელექტრო მანქანები ხშირად იყენებენ პრიორიტეტის პრინციპს, რომელიც მოცემულია ბატარეის სისტემის დამუხტვის ლოგიკური ციკლით, ცხრილი 11-3, რათა განახორციელონ დატენვის პარამეტრის მთლიანი კორექტირება, აკუმულატორის პაკეტში უკიდურესი პარამეტრების შეზღუდულ დიაპაზონში შენარჩუნების მიზნით.

მაგალითად, ლითიუმის მანგანუმის ოქსიდის ბატარეის დატენვა ხორციელდება მუდმივი დენის-მუდმივი ძაბვის მეთოდის გამოყენებით. დატენვის პროცესში, პირველი ყურადღება გამახვილებულია ბატარეის პაკეტში ცალკეული უჯრედის ძაბვის გამოვლენაზე. თუ რომელიმე ცალკეული უჯრედის ძაბვა აღემატება დადგენილ მაქსიმალურ დასაშვებ ძაბვას (როგორიცაა 4.25 ვ), მთლიანი დამუხტვის ლიმიტის დენი უნდა შემცირდეს ცალკეული უჯრედის ძაბვის აწევის გასაკონტროლებლად. ამავე დროს, ბატარეის ტემპერატურა გამოვლენილია რეგულარული ინტერვალებით. თუ რომელიმე ცალკეული უჯრედის ტემპერატურა აჭარბებს ბატარეის პაკეტის საშუალო ტემპერატურას 5 გრადუსით, დატენვის ლიმიტის დენი უნდა შემცირდეს, რაც შეზღუდავს ტემპერატურის მატებას. დახვეწილი მენეჯმენტისა და კონტროლის პირობებში, ძაბვის ლიმიტის რეგულირება ასევე შეიძლება ეფუძნებოდეს ბატარეის დატენვის ტემპერატურის ცვლილებებს. მაგალითად, როდესაც ბატარეის ტემპერატურა დაბალ დიაპაზონშია, დატენვის ძაბვის ზედა ზღვარი იზრდება, რათა გაიზარდოს ბატარეის დატენვის მოცულობა; როდესაც ბატარეის ტემპერატურა უფრო მაღალ დიაპაზონშია, დატენვის ძაბვის ზედა ზღვარი იკლებს ბატარეის უსაფრთხოების უზრუნველსაყოფად.

ცხრილი 11-3 ბატარეის პაკეტების დატენვის პარამეტრის კონტროლის სტრატეგიების პრიორიტეტი

კვების ელემენტის სისტემის დატენვის მართვის რეჟიმი

დატენვის სტრატეგიის განხორციელება მოითხოვს მონაცემთა ეფექტურ გადაცემას და რეალურ{0}}დროში პარამეტრის შეფასებას ბატარეის სისტემასა და დამტენს შორის. ბატარეის მართვის სისტემა (BMS) ასრულებს ბატარეის სისტემაში პარამეტრების შეგროვების ამოცანას. ამავდროულად, მიმდინარე ჭკვიანი დატენვის პროცესის დროს, დამტენთან კომუნიკაციით, ის უზრუნველყოფს დატენვის პროცესის უსაფრთხოებას და აღწევს ბატარეის ეფექტურ კონტროლს.

დატენვის მართვის რეჟიმის ძირითადი სისტემის სტრუქტურა ნაჩვენებია სურათზე 11-12.

BMS-ის ფუნქციაა ბატარეის სტატუსის ონლაინ მონიტორინგის მიღწევა (ბატარეის ტემპერატურა, ცალკეული უჯრედის ძაბვა, სამუშაო დენი, იზოლაცია ბატარეასა და დამტენს შორის), SOC შეფასება, სტატუსის ანალიზი (SOC ძალიან მაღალია, ბატარეის ტემპერატურა ძალიან მაღალი/დაბალი, ცალკეული უჯრედის ძაბვა არის თუ არა ძალიან მაღალი/დაბალი, არის თუ არა ბატარეის ძალიან სწრაფი მატება ჭარბი მიმდინარეობა, ბატარეის კონსისტენციის ანალიზი, აქვს თუ არა ბატარეის პაკეტს ხარვეზები, ან კომუნიკაციის ხარვეზები და ა.შ.) და საჭირო თერმული მართვის განხორციელება. დამტენის ძირითადი ამოცანებია დენის კონვერტაცია, გამომავალი ძაბვისა და დენის დახურული-მარყუჟის კონტროლი, საჭირო დაცვა და კომუნიკაცია BMS-თან ბატარეის სტატუსის ყოვლისმომცველი გაგების მისაღწევად და გამომავალი დენის დინამიური რეგულირებისთვის. როდესაც საჭიროა ბატარეის დატენვა, გარდა დამტენის გამომავალი ძირითადი დადებითი და უარყოფითი ელექტროგადამცემი ხაზებისა, რომლებიც საჭიროებენ ბატარეის პაკეტს მიერთებას, ასევე ემატება მონაცემთა გაზიარების საკომუნიკაციო ხაზი BMS-სა და დამტენს შორის.

დატენვის ეს რეჟიმი აყალიბებს კომუნიკაციის კავშირს ბატარეის მართვის სისტემასა და დამტენის სისტემას შორის, რაც უზრუნველყოფს მონაცემთა გაზიარებას. ეს საშუალებას აძლევს უსაფრთხოებასთან დაკავშირებულ პარამეტრებს, როგორიცაა ბატარეის ძაბვა, ტემპერატურა და საიზოლაციო მოქმედება მთელი დატენვის პროცესში, მონაწილეობა მიიღონ ბატარეის დატენვის კონტროლსა და მართვაში. ეს საშუალებას აძლევს დამტენს სრულად გაიგოს ბატარეის სტატუსი და ინფორმაცია და შესაბამისად დაარეგულიროს დამუხტვის დენი, ეფექტურად თავიდან აიცილოს გადატვირთვა და ზედმეტად მაღალი ტემპერატურა ყველა ბატარეაში პაკეტში, რითაც გააუმჯობესებს სერიული-დაკავშირებული ბატარეის დატენვის უსაფრთხოებას. გარდა ამისა, დატენვის ეს რეჟიმი აუმჯობესებს BMS-ის მართვისა და კონტროლის ფუნქციებს, აძლიერებს დამუხტვის უსაფრთხოებას და ინტელექტუალურობას და ამარტივებს დამტენის ოპერატორის მიერ დამტენის პარამეტრების დაყენების დამღლელი ამოცანას, რაც დამტენს უკეთ ადაპტირებას აძლევს. ამ რეჟიმში დამტენს არ სჭირდება ბატარეის ტიპების გარჩევა; მას სჭირდება მხოლოდ BMS-ის მიერ მოწოდებული მიმდინარე ინსტრუქციის მიღება უსაფრთხო დატენვის მისაღწევად.

კვების ელემენტის სისტემის დატენვის მეთოდები

სხვადასხვა ოპერაციული მეთოდის მიხედვით, ელექტრომობილების დენის ბატარეის დამუხტვა შეიძლება დაიყოს ორ მეთოდად: მიწაზე დამუხტვა და-ბორტზე დამუხტვა.

სახმელეთო დატენვის მეთოდი

როდესაც მანქანა საჭიროებს დამატებით დატენვას, ბატარეა, რომელიც საჭიროებს დამუხტვას, იხსნება მანქანიდან და დამონტაჟებულია სრულად დამუხტული ბატარეა. შემდეგ მანქანა ტოვებს მუშაობის ან გამოყენების გასაგრძელებლად და ამოღებულ ბატარეას ემატება მიწისზედა დატენვის სისტემის გამოყენებით. ადგილზე დამუხტვის მეთოდის გამოყენება სასარგებლოა ბატარეის მოვლისთვის, ბატარეის მუშაობის გაუმჯობესებისა და ავტომობილის გამოყენების ეფექტურობისთვის, მაგრამ ის უფრო მეტ მოთხოვნებს უყენებს მანქანას და დამტენი საშუალებების/აღჭურვილობის მიმართ. სახმელეთო დამუხტვა შემდგომში იყოფა ყუთის დამუხტად და ინტეგრალური პაკეტის დამუხტვად.

(1)ყუთის დამუხტვაყუთის დატენვის დროს, თითოეული დამტენი იტვირთება ბატარეის ერთ ყუთში ბატარეის პაკეტში და დაუკავშირდება ბატარეის მეზობელ მენეჯმენტ ერთეულებს დატენვის კონტროლის დასასრულებლად. ეს მეთოდი სასარგებლოა ბატარეის პაკეტის გათანაბრების გასაუმჯობესებლად და მისი მომსახურების ვადის გასაზრდელად. თუმცა, ის მოითხოვს დამტენების დიდ რაოდენობას, ბევრ კავშირს ბატარეის პაკეტსა და დამტენებს შორის, კომპლექსური მონიტორინგის ქსელი და უფრო მაღალი ღირებულება. მისი სტრუქტურა ნაჩვენებია სურათზე 11-13.და მისი გამოყენების ტექნოლოგიის მოთხოვნები

პლატფორმა. მათ შორის, დამტენი პლატფორმა დაკავშირებულია მუდმივი დენის წყაროსთან, რომელიც შეესაბამება მანქანის დაბალი-ძაბვის ელექტრომომარაგებას, ბატარეის შესანახ თაროს, დამტენის საკომუნიკაციო ინტერფეისის კონექტორს, დამტენის გამომავალ კონექტორს და განგაშის სენსორს. როდესაც ბატარეების ერთი ყუთი მოთავსებულია დამუხტვის პლატფორმაზე, დაბალი-ძაბვის ელექტრომომარაგება კვებავს ბატარეის მართვის განყოფილებას. დამტენი და ბატარეის მართვის განყოფილება ურთიერთობენ დატენვის კონტროლის მისაღწევად და ენერგია გადაეცემა დამტენიდან ბატარეაზე დამტენის გამომავალი კონექტორის მეშვეობით. განგაშის სენსორები, ტემპერატურის სენსორები და ა.შ., ახორციელებენ-ადგილზე მონიტორინგს დატენვის პროცესში.

ყუთის დამუხტვის გამოყენებისას, ბატარეის დაგეგმვის სისტემას სჭირდება ყველა ბატარეის რაოდენობის, ხარისხისა და სტატუსის მონიტორინგი და მართვა რეალურ-დროში, შეასრულოს ისეთი ფუნქციები, როგორიცაა ბატარეის შენახვა, გამოცვლა, ხელახალი-დაჯგუფება, ბატარეის პაკეტის გათანაბრება, რეალური სიმძლავრის ტესტირება და ბატარეის გაუმართაობის გადაუდებელი მართვა.

(2)ინტეგრალური პაკეტის დამუხტვაინტეგრალური პაკეტის დატენვით, ელექტრო ავტომობილიდან ამოღებული ყველა ბატარეის ყუთი დაკავშირებულია ისე, როგორც ისინი გამოიყენება მანქანაზე. ერთი დამტენი გამოიყენება ბატარეის მთელი პაკეტის დასატენად და ბატარეის მართვის ყველა ერთეული დაუკავშირდება ბატარეის მართვის ჰოსტს და დამტენს დატენვის კონტროლის დასასრულებლად. ეს მეთოდი მოითხოვს ნაკლებ დამტენს და აქვს უფრო მარტივი მონიტორინგის ქსელი, მაგრამ ყუთის დატენვის მეთოდთან შედარებით, ბატარეის პაკეტის გათანაბრება უფრო ცუდია და მომსახურების ვადა უფრო მოკლეა. მისი სტრუქტურა ნაჩვენებია სურათზე 11-14.

დატენვის ორი მეთოდის შედარება ნაჩვენებია ცხრილში 11-4.

ცხრილი 11-4 დატენვის ორი მეთოდის შედარება

ბორტზე დატენვის მეთოდი

როდესაც მანქანას დამატებითი დამუხტვა სჭირდება, დამტენი დაკავშირებულია დამტენის შტეფსელთან და ბატარეის დამუხტვა შესაძლებელია პირდაპირ მანქანიდან ამოღების გარეშე, როგორც ნაჩვენებია სურათზე 11-15. მისი უპირატესობებია დატენვის მარტივი პროცესი და ის არ მოიცავს ისეთ პროცესებს, როგორიცაა ბატარეის შენახვა ან ბატარეის შეცვლა. თუმცა, ავტომობილის დატენვის დრო იკავებს ავტომობილის ექსპლუატაციას ან გამოყენების დროს, რაც იწვევს ავტომობილის გამოყენების შემცირებას და ნაკლებად ხელს უწყობს ბატარეის პაკეტის გათანაბრების შენარჩუნებას და მისი მომსახურების ვადის გახანგრძლივებას.

ბორტზე-დატენვის მეთოდი ხორციელდება-ბორტზე დამტენის და ბორტზე-დაკავშირების ხაზების მეშვეობით, და ელექტრო ავტომობილის შიდა CAN ქსელის მეშვეობით, რომელიც უკავშირდება-ბორტზე ბატარეის მართვის ჰოსტს დატენვის კონტროლის დასასრულებლად. ბორტზე-დამუხტვის კომუნიკაციის სტრუქტურა ნაჩვენებია სურათზე 11-16.

არსებობს დამტენის ორი ფორმა, რომელიც გამოიყენება-ბორტზე დასატენად. ერთი არის-ბორტზე დაყენებული და ტრანსპორტირებული დამტენი, რომელსაც ჩვეულებრივ აქვს დაბალი სიმძლავრე, ძირითადად 5 კვტ-ზე ნაკლები ელექტრო სედანებისთვის, მცირე დატენვის დენით და დატენვის დიდი დროით. ეს განკუთვნილია ელექტრო მანქანებისთვის, რომლებიც იტენიან ღამით და გამოიყენება დღის განმავლობაში. მეორე არის გათიშული-დატვირთული სწრაფი დამტენი, რომელიც ზოგადად უზრუნველყოფს მანქანის დამუხტვას 30 წუთში და შეუძლია დაამატოს საკმარის ენერგიას მანქანას 50 კმ-ზე მეტი მგზავრობისთვის. ელექტრო სედანებს, რომლებიც წარმოებულია, ესაჭიროებათ როგორც დამტენის ინტერფეისი, ასევე სწრაფი დამტენის ინტერფეისი ამ ორი ტიპის დამტენის აპლიკაციის საჭიროებების დასაკმაყოფილებლად, რაც გულისხმობს პარალელურად განლაგებულ ორ ინტერფეისს. სურათი 11-17 გვიჩვენებს Nissan Leaf ელექტრომობილის დამუხტვის ინტერფეისს.