Предыдущие статьи (часть 5 и часть 6) были посвящены последовательному и последовательно-параллельному соединению нескольких 12В аккумуляторов в источниках бесперебойного питания.
Итак, в предыдущих статьях мы выяснили, что при активной работе аккумуляторов они также активно начинают "разбегаться" по напряжению. И что же надо делать, спросите вы? Частично я дал ответ в статье 4 про последовательное соединение двух АКБ.
Но для начала давайте остановимся на ИБП с номинальным напряжением батареи 12В. При использовании 12В АКБ чтобы нарастить энергоемкость такой системы пользователь соединяет несколько батарей параллельно. При таком включении отследить состояние каждой батареи невозможно, тем более что нет доступа к внутренним 2В ячейкам. Назревает вопрос: а почему бы не составить 12В батарею из отдельных 2В ячеек нужной емкости?
Такие ячейки бывают и 200 А*ч, и 3000 А*ч, поэтому собрать батарею 12В нужной емкости довольно несложно.
В данном исполнении у нас есть доступ к каждой ячейке для измерения ее параметров и если они начнут "разбегаться", то можно будет принять оперативные меры.
Но так как у пользователей большей популярностью пользуются 12В батареи, то вернемся к их последовательному или последовательно-параллельному соединению в ИБП с номинальным напряжением от 24В и выше. Я надеюсь из предыдущих статей вы поняли, что следить надо за разбросом напряжений во время заряда? В автоматическом режиме за вас это будет делать система балансировки, о которой я писал в статье 4 . Для количества АКБ больше двух можно применить, например, несколько сдвоенных балансиров:
Но такое решение все равно "нагружает" пользователя периодически ходить и проверять напряжения всех АКБ. А вдруг балансир сломался? А такое возможно и вы об этом можете долго не знать и за это время аккумуляторы "уйдут в разнос". Поэтому желательно применять систему балансировки со сбором данных на центральный контроллер и последующей передачей, скажем, на ПК.
Применение такой системы позволит одинаково заряжать все АКБ, компенсируя "выбегающие" вверх АКБ с помощью резистивной нагрузки. Для высоковольтной системы решение будет практически таким же.
Контроллер собирает информацию со всех АКБ, вычисляет среднее значение и, если какие-то АКБ выбегают выше среднего, "гасит" их дополнительной нагрузкой. Пример такого высоковольтного решения на 40 последовательно соединенных АКБ приведен на фото:
Сколько же прослужат АКБ при применении балансиров? Практика показала, что до установки системы балансировки из 40 АКБ за полтора года выходила из строя примерно половина. И это в буферном режиме! Мало того, что нужно было сдать в утиль круглую сумму денег, так еще затрачивался и огромный человеческий ресурс на отбраковку этих АКБ. После установки балансиров АКБ работают уже 3-й год без единого отказа.
Далее приведена фотография системы ИБП на 48В, состоящая из 20-ти АКБ.
Система работает в полной автономии в горах Краснодарского края (заряд от солнца или генератора). Пользователь менял все 20 АКБ каждые полтора года. После установки системы балансировки срок эксплуатации вырос до 5 лет, а окупаемость дополнительных затрат составила меньше полугода.
А теперь вернемся к самому началу статьи о последовательном соединении 2В ячеек. Производители таких аккумуляторов заявляют срок службы 15 и более лет (в буферном режиме) и более 1500 циклов заряд-разряд (в циклическом режиме) при соблюдении условий эксплуатации, но на практике это намного меньше из-за того же возникающего дисбаланса напряжений. Но что нам мешает поставить пассивную систему балансировки и на такие 2В ячейки? Да ничего! И многие пользователи уже так и делают.
В результате получается энергетическая система с потенциальным сроком службы минимум 15 лет (при не очень частых отключениях электричества) и минимальными трудозатратами на ее обслуживание. Точно по такому же принципу можно построить энергосистему на основе литий-ионных ячеек, для которых дисбаланс еще более опасен, чем для свинца.
Вот, в принципе, и все о чем я хотел рассказать. Не знаю удалось ли донести до читателей полезную информацию, но, судя по отсутствию обсуждений предыдущих статей, все изложено максимально правильно и придраться не к чему.
Дзен практически не показывает мои статьи. Хочешь узнать больше - подпишись.
