Если вы хотите понять почему энергетическая система, состоящая из нескольких аккумуляторов, быстро теряет свои первоначальные параметры, то прочитайте несколько статей, которые мы разместили на Яндекс-Дзен (всего 7 статей). Вот ссылка на первую статью. Ссылка на последующие статьи в конце предыдущей (или подпишитесь на канал). Более краткая информация приведена далее.
При эксплуатации энергетической системы, состоящей из 2-х и более аккумуляторных батарей («АКБ») любого типа, соединенных последовательно или последовательно-параллельно, неизбежно возникает дисбаланс напряжений из-за разности внутреннего сопротивления отдельных АКБ. Изначально (при использовании однотипных АКБ) этот дисбаланс незаметен и не влияет на энергоемкость системы. Но уже через несколько месяцев активной эксплуатации внутреннее сопротивление каждой АКБ меняет свое первоначальное значение. Это может происходить от многих факторов: удары, вибрации, недозаряд, переразряд, технологические отклонения при производстве и пр. Причем у каждого АКБ внутреннее сопротивление может меняться по своему закону. Чем больше разница между внутренними сопротивлениями отдельных АКБ, тем быстрее энергетическая система начнет терять свою эффективность, тем чаще придется ее заряжать.
![Рис. 1 блок-схема энергосистемы резервного питания](/images/pictures/ris01sr.jpg)
Давайте рассмотрим систему, состоящую из 4-х последовательно соединенных АКБ 12 В - 100 А·ч (Рис. 1). Конечное напряжение зарядного устройства стабильно и составляет 57,6 В. В начале эксплуатации напряжения конечного заряда будут 14,4 В+14,4 В+14,4 В+14,4 В=57,6 В. Но со временем хотя бы у одного АКБ изменится внутреннее сопротивление и слагаемые суммы изменятся, например так: 14,4 В+14,5 В+14,3 В+14,4 В=57,6 В. Один АКБ недозаряжен, другой перезаряжен, но оба процесса крайне губительно влияют на АКБ и дисбаланс со временем только увеличивается. Примерно через год эксплуатации общая картина напряжений заряда может выглядеть уже так: 13,5 В+15,6 В+13,2 В+15,3 В=57,6 В. Время работы оборудования от такой системы будет стремительно сокращаться и вместо положенных, к примеру, 7 - 8 лет для одного АКБ, система через 1,5 - 2 года будет иметь меньше половины первоначальной емкости.
Продлить срок жизни такой системы можно несколькими способами:
– покупать дорогие АКБ одной партии выпуска с минимальными технологическими отклонениями у надежного производителя;
– использовать многоканальное зарядное устройство. Один канал — одна АКБ. Например 8-ми канальное ЗУ-А;
– использовать разработанную нами систему балансировки заряда (совместно с одноканальным зарядным устройством), которая в автоматическом режиме будет следить за напряжением на каждой АКБ, шунтируя ее пассивной нагрузкой и тем самым компенсируя разброс внутренних сопротивлений. Применение такой системы дает возможность использовать АКБ одинаковой емкости, но разных производителей в уже работающих установках (например при плановой замене отработанных АКБ).
Основываясь на многолетнем опыте производства балансировочных систем для энергоемких литиевых АКБ, наша фирма разработала систему пассивной балансировки для свинцовых 12-ти вольтовых АКБ. Почему именно пассивную? Исходя из множества факторов, основными из которых являются надежность и стоимость.
Основные параметры разработанной системы приведены ниже:
– выравнивание напряжений отдельных АКБ идет постоянно с самого начала заряда. Этим достигается значительное уменьшение выделяемой мощности на балластной нагрузке (в отличии от систем, начинающих реагировать на конечное напряжение заряда). Система считывает напряжения с каждой АКБ, вычисляет среднее и включает балластную нагрузку на тех АКБ, напряжение которых выше среднего;
– идет постоянный мониторинг (через интерфейс RS485), позволяющий визуально оценить работу каждого АКБ как в процессе заряда, так и в процессе разряда. Каждый балансировочный модуль имеет свой уникальный номер, который можно сопоставить с конкретным АКБ;
– благодаря гальванической развязке по шине управления есть возможность балансировать несколько групп АКБ (см. рис. 2);
![Рис. 2 блок-схема энергосистемы резервного питания](/images/pictures/ris02sr.png)
– благодаря модульному исполнению можно добавлять группы АКБ к уже работающей системе, причем не обязательно искать АКБ той же фирмы-производителя;
– система позволяет решать задачи балансировки для свинцовых 2 В, 6 В и 12 В АКБ; для литиевых 2,4 В, 3,2 В и 3,7 В; для щелочных и других типов АКБ;
– систему можно использовать и на высокое напряжение (в паспорте пока не описано). Например в мощных промышленных ИБП с напряжением 480 В (40 последовательно соединенных АКБ 12 В). Напряжение для питания контроллера берется с любых 4-х соединенных последовательно АКБ в цепи. (см. рис. 3)
![Рис. 3 блок-схема энергосистемы резервного питания](/images/pictures/ris03sr.png)
– срок окупаемости такой системы составляет меньше 1 года, благодаря низкой стоимости и кратному увеличению срока жизни аккумуляторов (на примере системы для 4-х АКБ 12 В - 230 А·ч).
Система состоит из контроллера балансировки заряда (далее «КБЗ»), подключаемого на общее напряжение группы (групп) АКБ, и отдельных модулей балансировки заряда (далее «МБЗ»), подключаемых непосредственно на каждый АКБ. КБЗ и все МБЗ соединяются при помощи параллельного шлейфа (одного или двух). Для контроля состояния работы системы на контроллере предусмотрен интерфейс RS-485. Используя преобразователь интерфейса к нему можно подключить компьютер через разъем USB. Паспорт системы балансировки на общее напряжение 48 В приведен здесь (ссылка на pdf-файл с описанием).
Наша фирма может изготовить различные балансировочные системы (как внешние, так и встраиваемые в корпус АКБ) для любых типов АКБ с любым видом соединений.
Напишите нам Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript. и мы ответим на все ваши вопросы.
Ниже приведены фотографии КБЗ, МБЗ и смонтированных систем (нажмите на картинку, чтобы её увеличить).
![КБЗ-48/12 — Увеличить контроллер балансировки заряда КБЗ](/images/production/bms/kbz4812sm.jpg)
![МБЗ-12/6 — Увеличить модуль балансировки заряда МБЗ](/images/production/bms/mbz6v.jpg)
![Увеличить система пассивной балансировки заряда АКБ](/images/pictures/pic003sm.jpg)
![Увеличить система пассивной балансировки заряда АКБ](/images/pictures/pic004sm.jpg)
![Увеличить система пассивной балансировки заряда АКБ](/images/production/bms/akb-balance_s.jpg)
![Увеличить система пассивной балансировки заряда АКБ](/images/pictures/pic002sm.jpg)
![Увеличить система пассивной балансировки заряда АКБ](/images/pictures/pic006sm.jpg)
![Увеличить система пассивной балансировки заряда АКБ](/images/pictures/pic007sm.jpg)
![Увеличить система пассивной балансировки заряда АКБ](/images/pictures/pic008sm.jpg)
![Увеличить система пассивной балансировки заряда АКБ](/images/pictures/pic009sm.jpg)