Идоракунии баробарсозии системаи батареяи барқ
Барои мувозинат кардани иқтидор ва фарқияти энергия дар байни ҳуҷайраҳои ҷудогона дар бастаи батарея ва беҳтар кардани суръати истифодаи энергияи бастаи батарея, дар ҷараёни пуркунӣ ва холӣ як схемаи баробарсозӣ лозим аст. Вобаста аз он, ки схема ҳангоми баробарсозӣ энергияро чӣ гуна истеъмол мекунад, онро ба ду категорияи асосӣ тақсим кардан мумкин аст: навъи тақсимоти энергия ва навъи энергияи ғайри-. Навъи паҳншавии энергия энергияи зиёдатиро ҳамчун гармӣ пароканда мекунад, дар ҳоле ки навъи энергияи не- энергияи зиёдатиро ба батареяҳои дигар интиқол медиҳад ё табдил медиҳад.
Идоракунии мувозинат-навъи паҳншавии энергия
Схемаҳои тақсимоти энергия-навъи баробаркунонӣ бо роҳи маневр кардани ҷараёни барқ тавассути муқовиматҳои параллелӣ дар ҳуҷайраҳои алоҳидаи батарея, тавре ки дар расми 8-12 нишон дода шудааст, баробарсозӣ ба даст меоранд. Ин сохтори схема оддӣ аст ва раванди баробарсозӣ одатан ҳангоми пуркунӣ ба анҷом мерасад. Бо вуҷуди ин, он наметавонад қувваи ҳуҷайраҳои алоҳидаи иқтидори кам-ро пур кунад, ки боиси партови энергия ва зиёд шудани сарбории системаи идоракунии гармӣ мегардад. Таҷҳизоти барқии навъи тақсимоти энергия одатан ба ду категория тақсим мешаванд:
Таҷҳизоти барқии -намуди энергия одатан ба ду категория тақсим мешаванд: Якум, як схемаи пуркунии баробаркунии муқовимати доимии шунт, ки дар он муқовимати шунт ҳамеша дар баробари ҳар як ҳуҷайраи батарея пайваст карда мешавад. Ин усул бо эътимоднокии баланд ва арзиши бузурги муқовимати шунт тавсиф карда мешавад, ки фарқияти шиддати инфиродии ҳуҷайраро аз сабаби разряди худ- тавассути шунти собит коҳиш медиҳад. Камбудии он дар он аст, ки муқовимати шунтӣ ҳам ҳангоми пуркунии барқ ва ҳам разряд доимӣ қувваи барқро истеъмол мекунад, ки боиси талафоти зиёди энергия мегардад; он одатан барои барномаҳое мувофиқ аст, ки энергияро зуд пур кардан мумкин аст.
Дуюм, схемаи пуркунии баробарсозии муқовимати шунтӣ, ки дар он муқовимати шунтӣ тавассути коммутатор идора карда мешавад. Ҳангоми пуркунии барқ, вақте ки шиддати инфиродии батарея ба шиддати қатъӣ мерасад, дастгоҳи баробаркунӣ аз пуркунии барқ пешгирӣ мекунад ва энергияи зиёдатиро ба гармӣ табдил медиҳад. Ин схемаи баробаркунӣ ҳангоми пуркунӣ кор мекунад ва метавонад ҷараёнро ба ҳуҷайраҳои алоҳидаи дорои шиддати баландтар ҳангоми пуркунӣ интиқол диҳад. Камбудии он дар он аст, ки аз сабаби маҳдуд будани вақти баробарсозӣ миқдори зиёди гармии ҳангоми шунт ба вуҷуд омадаро тавассути системаи идоракунии гармидиҳӣ сари вақт пароканда кардан лозим аст, ки ин махсусан дар батареяҳои дорои иқтидори калонтар намоён аст.
Масалан, дар як бастаи батареяи 10Ач, фарқияти шиддати 100 мВ метавонад боиси фарқияти иқтидори зиёда аз 500 мАч гардад. Агар вақти баробарсозӣ 2 соат бошад, ҷараёни шунт 250мА, муқовимати шунт тақрибан 14Ω ва гармии тавлидшуда тақрибан 2Wh аст.
Идоракунии мувозинати ғайри-харҷи энергия
Занҷирҳои парокандаи энергия нисбат ба схемаҳои тақсимоти энергия хеле кам энергия сарф мекунанд, аммо сохтори схемаи онҳо нисбатан мураккаб аст. Онҳоро ба ду намуд тақсим кардан мумкин аст: баробарсозии табдили энергия ва баробарсозии интиқоли энергия.
Тавозуни табдилдиҳии энергия
Тавозуни табдили энергия сигналҳои гузаришро барои пур кардани энергияи ҳуҷайраҳои инфиродӣ аз бастаи умумии батарея истифода мебарад ё энергияи ҳуҷайраҳои инфиродӣ ба бастаи умумии батареяро бармегардонад. Табдил додани энергияи инфиродии ҳуҷайра ба энергияи умумӣ одатан дар ҷараёни пуркунии бастаи батарея, тавре ки дар расми 8-13 нишон дода шудааст, сурат мегирад. Ин схема шиддати ҳар як ҳуҷайраи алоҳидаро муайян мекунад; вакте ки шиддати ячейкаи алохида ба кимати муайян мерасад, модули мувозинат ба кор медарояд. Он ҷараёни пуркунии барқро дар ҳуҷайраи инфиродӣ барои коҳиш додани шиддати барқ мегардонад ва ҷараёни интиқолшуда тавассути модул табдил дода мешавад ва ба автобуси пуркунӣ интиқол дода мешавад ва ба мувозинат ноил мешавад. Баъзе усулҳои мувозинати табдили энергия инчунин метавонанд индукторҳои озодро истифода баранд, то табдили энергияро аз ҳуҷайраҳои алоҳида ба бастаи батарея анҷом диҳанд.
Схемаи табдил додани энергияи тамоми батарея ба ҳуҷайраҳои алоҳида дар расми 8-14 нишон дода шудааст. Ин усул инчунин тавозуни иловагӣ номида мешавад. Дар ҷараёни пуркунии барқ, модули пуркунандаи барқ аввал бастаи батареяро пур мекунад, дар ҳоле ки схемаи муайянкунии шиддат ҳар як ҳуҷайраи алоҳидаро назорат мекунад. Вақте ки шиддати ягон ҳуҷайраи инфиродӣ хеле баланд аст, схемаи асосии пуркунандаи барқ хомӯш мешавад ва он гоҳ модули пуркунии мувозинати иловагӣ ба пуркунии бастаи батарея оғоз мекунад. Тавассути тарҳи оптимизатсияшуда, шиддати барқгиранда дар модули мувозинатӣ ба ҳар як ҳуҷайраи инфиродӣ тавассути табдилдиҳандаи мустақили DC/DC ва трансформатори катраи коаксиалӣ, илова кардани печи дуюмдараҷаи шабеҳ татбиқ карда мешавад. Ин кафолат медиҳад, ки ҳуҷайраҳои дорои шиддати баландтар аз контури пуркунандаи барқ камтар мегиранд, дар ҳоле ки ҳуҷайраҳои дорои шиддати пасттар энергияи бештар мегиранд ва ҳамин тавр ба мувозинат ноил мешаванд. Мушкилоти ин усул дар он аст, ки назорати пайвастагии печи дуюмдараҷа душвор аст. Ҳатто бо гардишҳои якхела, бо назардошти индуктсияи ихроҷи трансформатор ва индуктивии мутақобила байни печҳои дуюмдараҷа, ҳуҷайраҳои алоҳида метавонанд шиддати якхелаи барқро қабул накунанд. Ғайр аз он, спирали коаксиалӣ низ каме парокандашавии энергияро аз сар мегузаронад ва ин усули мувозинат танҳо номутавозунии барқро ҳал карда, номутавозуниро дар ҳолати разряд ҳал карда наметавонад.
Мувозинати интиқоли энергия
Мувозинати интиқоли энергия аз унсурҳои нигоҳдории энергия, ба монанди индукторҳо ё конденсаторҳо барои интиқоли заряд аз ҳуҷайраҳои алоҳидаи иқтидори баланд ба-ҳуҷайраҳои иқтидори паст дар дохили бастаи батарея, тавре ки дар расми 8-15 нишон дода шудааст, истифода мебарад. Ин схема энергияро байни ҳуҷайраҳои ҳамсоя тавассути иваз кардани конденсаторҳо интиқол медиҳад, зарядро аз -шиддати баланд ба ҳуҷайраҳои паст- барои мувозинат ба даст меорад. Интихобан, интиқоли дуҷонибаи энергияро байни ҳуҷайраҳои ҳамсоя бо истифода аз захираи энергияи индуктивӣ ба даст овардан мумкин аст. Ин схема талафоти хеле ками энергия дорад, аммо ҳангоми мувозинат интиқоли сершуморро талаб мекунад, ки дар натиҷа вақти тӯлонии мувозинат мешавад ва онро барои бастаҳои батареяҳои чанд-ҳуҷайра номувофиқ месозад. Усули мукаммали ивазкунии мувозинат-конденсатор метавонад суръати мувозинатро тавассути интихоби ҳуҷайраҳои вольти баландтарин ва пасттарин шиддат барои интиқоли энергия афзоиш диҳад. Аммо, муайян кардани энергия ва татбиқи схемаи коммутатсионӣ дар мувозинати интиқоли энергия нисбатан душвор аст.
Ба ғайр аз усулҳои мувозинати дар боло зикршуда, пуркунии барқро инчунин метавонад барои ноил шудан ба мувозинати батарея ҳангоми пуркунии замимаҳо истифода кард. Ин соддатарин усул аст ва ба схемаи ёрирасони беруна ниёз надорад. Он пайваста пур кардани батареяи силсила-бо як ҷараёни хурдро дар бар мегирад. Азбаски ҷараёни пуркунии барқ хеле хурд аст, пуркунии аз ҳад зиёд ба батареяи пурра пуркардашуда таъсири кам дорад. Азбаски батареяи пурра пуркардашуда энергияи бештари барқро ба энергияи кимиёвӣ табдил дода наметавонад, энергияи зиёдатӣ ба гармӣ табдил меёбад. Батареяҳое, ки пурра пур нашудаанд, метавонанд энергияи барқро то ба пуррагӣ расидан идома диҳанд. Бо ин роҳ, пас аз як муддати нисбатан тӯлонӣ, ҳама батареяҳо ба пурраи барқ мерасанд ва ба ҳамин тариқ баробарсозии иқтидор ба даст меоянд. Аммо, ин усул вақти хеле тӯлонии пуркунии баробаркуниро талаб мекунад ва барои ноил шудан ба баробарсозӣ миқдори зиёди энергияро сарф мекунад. Ғайр аз он, ин усул дар идоракунии баробарсозии разряд бесамар аст.
Мушкилот дар татбиқ
Қарорҳои мавҷудаи тавозуни батарея пеш аз ҳама иқтидори батареяро дар асоси шиддати бастаи батарея-як усули мувозинат дар асоси шиддат- муайян мекунанд. Барои ноил шудан ба мувозинати бастаи батарея, дақиқии баланд ва дақиқ дар муайян кардани шиддат муҳим аст. Ҷараёни ихроҷ дар схемаи муайянкунии шиддат мустақиман ба пайвастагии бастаи батарея таъсир мерасонад. Аз ин рӯ, тарҳрезии як схемаи оддӣ ва самараноки муайянкунии шиддат як мушкилоти асосӣ барои мувозинат кардани схемаҳо мебошад. Ғайр аз он, шиддат ягона ченаки иқтидори батарея нест. Муқовимати дохилӣ ва муқовимати тамос дар усули пайвастшавӣ низ боиси тағирёбии шиддат мегардад. Аз ин рӯ, танҳо такя ба шиддат барои мувозинат метавонад боиси аз ҳад зиёд мувозинат-ва сарф шудани энергия гардад. Дар ҳолатҳои шадид, он ҳатто нобаробарӣ дар бастаи батареяро ба вуҷуд меорад, сарфи назар аз мувозинати ибтидоии иқтидор.
Схемаҳои тақсимоти энергия аз ҷиҳати сохтор соддаанд, аммо резисторҳои мувозинатӣ ҳангоми маневрии ҷорӣ энергияро истеъмол мекунанд ва гармӣ тавлид мекунанд, ки боиси мушкилоти идоракунии гармӣ мешаванд. Азбаски онҳо аслан шиддатҳои аз ҳад зиёд баланд ё пасти терминалро дар ҳуҷайраҳои алоҳида тавассути парокандашавии энергия маҳдуд мекунанд, онҳо танҳо барои мувозинати статикӣ мувофиқанд. Баландшавии ҳарорати баланди- онҳо эътимоднокии системаро коҳиш дода, онҳоро барои тавозуни динамикӣ номувофиқ мегардонад. Ин усул танҳо барои бастаҳои батареяҳои хурд ё кам- мувофиқ аст.
Силсилаҳои интиқоли энергия як усули ҷуброни иқтидори батарея мебошанд, ки дар он батарея{0}}иқтидори баландтар барои ҷуброн кардани батареяи иқтидори камтар- як миқдори энергия саҳм мегузорад. Гарчанде ки имконпазир аст, ин усул аз сабаби зарурати мониторинги шиддати ҳуҷайраҳои алоҳида дар схемаи воқеӣ мураккаб, калон ва гаронарзиш аст. Ғайр аз он, интиқоли энергия тавассути як воситаи нигоҳдории энергия ба даст оварда мешавад, ки масрафи энергия ва масъалаҳои назоратро ба миён меорад. Ин усули мувозинат одатан дар бастаҳои батареяҳои миёна ва калон истифода мешавад.
Схемаҳои табдили энергия, аз тарафи дигар, барои ноил шудан ба табдили энергия як манбаи интиқоли барқро истифода мебаранд. Дар муқоиса бо схемаҳои интиқоли энергия, онҳо ба таври назаррас камтар мураккаб ва арзонтаранд. Бо вуҷуди ин, барои печҳои коаксиалӣ, дарозӣ ва шаклҳои гуногуни ноқилҳое, ки печҳоро ба ҳар як ҳуҷайра мепайванданд, ба таносуби гуногуни табдилёбӣ оварда мерасонанд, ки ба мувозинати номувофиқи ҳар як ҳуҷайра оварда мерасонанд ва боиси хатогиҳои мувозинатӣ мешаванд. Илова бар ин, худи кати коаксиалӣ аз сабаби ихроҷи электромагнитӣ ва дигар масъалаҳои дигар энергияро истеъмол мекунад.
