Кога трябва да платите за активно балансиране? Рамка за вземане на решения за ESS, мотокари, кемпери, морски и търговски батерийни системи

Защо активното балансиране не е автоматично по-добро

Повечето маркетингови компании за литиеви BMS системи позиционират активното балансиране като подобрение - което означава, че всеки, който е сериозен в отношението си към своя пакет, трябва да го посочи.

Това послание е непълно. Активното балансиране е по-ефективно от пасивното: по-висок балансиращ ток и по-широк прозорец за състояние на зареждане. Но по-големият капацитет не е същото като по-голяма стойност. Той носи реална премия за разходите и дали тази премия се изплаща зависи от приложението.

Така че въпросът не е дали активното балансиране е по-добро. Въпросът е дали подобрението оправдава разходите във вашия проект – едновременно технологично и икономическо решение.

Тази статия разглежда тази рамка: четири условия, които създават възвръщаемост на инвестициите (ROI), насоки за сценарии, матрица на решенията и случаите, в които пасивното балансиране остава правилният избор.

Активно срещу пасивно балансиране: Какво всъщност се променя от гледна точка на покупката

Ограничено до най-важното за обществените поръчки:

Размер	Пасивно балансиране	Активно балансиране
Принцип на работа	Разсейва излишния заряд от по-високите клетки като топлина	Пренася енергия от по-горните клетки към по-долните клетки
Балансиращ ток	~100 mA, предимно близо до върха на заряда	До 1A (серия за активно балансиране) или до 2A (серия за съхранение на енергия, модел за по-висок ток)
Когато коригира дрейфа	Предимно почти пълен заряд	В по-широк прозорец на ниво на зареждане
Работа с енергия	Разсейва се като топлина — малка, периодична загуба (само при балансиране)	Прехвърлено, а не разсеяно — по-висока ефективност
Цена	Базова линия	Истинска премия — компоненти, сложност на дизайна и единична цена
Най-добро прилягане	Едносменна или от време на време употреба, по-малки раници, дълги прозорци за нощна почивка	Ежедневно дълбоко циклиране, по-големи пакети, по-дълъг експлоатационен живот

Пасивното балансиране е адекватно, когато дрейфът на клетките се натрупва бавно спрямо прозореца за балансиране при най-високо ниво на заряд. Активното балансиране става необходимо, когато този прозорец е твърде тесен - когато батерията е твърде голяма, циклите на зареждане са твърде чести или очакваният експлоатационен живот е твърде дълъг.

Четирите условия, при които активното балансиране създава възвръщаемост на инвестициите

Вместо да се питате „по-добро ли е активното балансиране“, попитайте дали вашият проект отговаря на тези четири условия. Колкото повече отговаря, толкова по-силна е икономическата аргументация.

ESS проекти: Когато активното балансиране обикновено има смисъл

Повечето проекти за ССЗ отговарят на поне три условия: голям капацитет, ежедневно циклиране (собствена консумация на слънчева енергия, намаляване на пиковите натоварвания, управление на потреблението и таксуването) и експлоатационен живот от 10–15 години. Тези три условия обикновено оправдават инвестицията сами по себе си.

Проекти за мотокари: Когато активното балансиране намалява дългосрочната поддръжка

Работните цикли на мотокарите варират значително. Едносменна работа с нощно зареждане — пасивното балансиране обикновено се поддържа. Трисменна работа с кратки интервали за почивка между смените — пасивното не се поддържа, а регенеративното спиране и бързото зареждане допринасят за отклонението при многосменни профили.

Многосменните мотокари са мястото, където се променя икономиката на поддръжката. Подмяната на пакета и престоите са скъпи, а активното балансиране се отплаща, когато алтернативата е подмяна на пакета една или две години по-рано.

Приложения за кемпери и морски превозни средства: Често полезни, понякога ненужни

Именно тук рамката се нуждае от най-голяма честност, защото използването на кемпери и кораби обхваща широк спектър и възвръщаемостта на инвестициите варира в зависимост от него.

Кемпер за постоянно ползване – собственици, които са на път през по-голямата част от годината и карат колело ежедневно – обикновено отговаря на две условия: ежедневно каране на колело и дълъг експлоатационен живот. Това го прави ценен за период от 10 години, а не за автоматично „да“.

Каране на кемпер за развлечение през уикенда няколко пъти месечно не отговаря на условието за дълбоко циклиране. Пасивното балансиране съответства на този работен цикъл, а активната премия би покрила капацитета, който профилът няма да използва.

Морската батерия (батерийната батерия, която захранва бордовите системи) следва същата логика: търговската или пълноценната развлекателна услуга я оправдава, докато сезонните развлекателни лодки често не го правят.

Където активното балансиране обикновено НЕ се отплаща

Една честна рамка посочва случаите, в които отговорът е „не“. В приложения с ниско използване, пакетът може да не генерира достатъчно дрейф на клетките, за да оправдае разходите. Четири категории, в които пасивното балансиране остава правилният избор:

• Съхранение на енергия само за резервно копие.Батерия, която е напълно заредена през по-голямата част от годината и се разрежда само по време на прекъсвания, наблюдава слабо отклонение – а това отклонение се случва при най-високо ниво на заряд, точно където пасивното балансиране е най-ефективно.
• Уикенд кемпер за отдих.Няколко цикъла на месец означават, че батерията прекарва по-голямата част от времето си почти напълно заредена, което съответства на пасивното балансиране.
• Морски стартови батерии.Стартирането на двигателя е събитие с висок ток и кратки импулси, а не дълбоко зареждане/разреждане. Батерията е почти напълно заредена между стартиранията; броят на циклите е нисък, а разреждането е плитко, така че дрейфът не е доминиращият механизъм на стареене.
• Малки потребителски опаковки.Нисък капацитет, по-малко клетки, по-кратък експлоатационен живот и ниски разходи за престой - нито едно от четирите условия не е категорично изпълнено.

Проста матрица за решения

Всяко решение отразява колко от четирите условия отговаря едно типично заявление в този сценарий.

Сценарий на приложение	Активно балансиране	Обикновено изпълнени условия
Ежедневно колоездещи търговски и промишлени ESS	Често оправдано	Голям капацитет + ежедневно дълбоко циклиране + дълъг експлоатационен живот + разходи за престой
Многосменен мотокар	Често оправдано	Ежедневно дълбоко циклиране + дълъг експлоатационен живот + разходи за престой
Слънчева енергия за собствено потребление на жилищна енергия	Често оправдано	Голям капацитет + ежедневно дълбоко циклиране + дълъг експлоатационен живот
Банка за морска къща (пълно работно време / търговска)	Струва си да се оцени	Ежедневно колоездене + дълъг експлоатационен живот
Кемпер за постоянно живеене	Струва си да се оцени	Ежедневно колоездене + дълъг експлоатационен живот
Лекотоварен автомобил за ежедневна употреба	Струва си да се оцени	Ежедневно колоездене + цена за престой
Автопарк от електрически рикши / търговски триколесни превозни средства	Струва си да се оцени	Ежедневно дълбоко циклиране + цена за престой
Уикенд кемпер за отдих	Рядко оправдано	Никой от четирите не се срещна силно
Домашно или търговско съхранение само за архивиране	Рядко оправдано	Никой от четирите не се срещна силно
Стартова батерия за морска употреба	Рядко оправдано	Профил на къси импулси с висок ток, без дълбоко циклиране

„Често оправдано“ = типичен проект вижда ясна възвръщаемост на инвестициите. „Струва си за оценка“ = условията на ниво проект определят отговора. „Рядко оправдано“ = повечето проекти не възстановяват премията за разходи.

Опции за продукти за активно балансиране DALY

След като решението бъде взето, DALY предлага две интегрирани продуктови семейства, плюс опция за външен модул за изграждане на високотокови устройства.

Икономика на спецификациите: Къде да инвестираме, къде да не прекаляваме със спецификациите

Къде да инвестирате:

• Активно балансиране за проекти, отговарящи на три или повече условия за възвръщаемост на инвестициите — математиката обикновено се изчислява за период от 10 години.
• Външен активен балансьор за приложения с висок ток, където активното балансиране е оправдано, но е необходимо за специален модул.

Къде да не се прекалява с изискванията:

• По-висок балансиращ ток от изисквания за капацитета и профила на циклиране — 2A в малък корпус — компенсира пространството, което приложението няма да използва.
• Активно балансиране, при което очакванията за експлоатационен живот са кратки и ползата от кумулативното отклонение няма да се материализира.

Често задавани въпроси

За DALY

DALY проектира и произвежда системи за управление на литиеви батерии за производители на оригинално оборудване (OEM), производители на пакети и интегратори в над 130 страни, с варианти за активно балансиране в мобилни, индустриални и енергийно-съхранителни семейства. Основана през 2015 г., DALY управлява система за управление на качеството и околната среда, отговаряща на изискванията на ISO 9001 и ISO 14001, и изгражда своите продукти, за да отговарят на CE, RoHS и приложимите изисквания на UL стандартите за безопасност. Протоколи от тестове и техническа документация се предоставят при поискване, а DALY може да консултира и подкрепи работата по UL сертифициране за клиенти, които се нуждаят от това.

Продуктовата гама на DALY обхваща шест области на приложение: електрически двуколесни превозни средства (доставка до последната миля, споделена размяна, ежедневно пътуване до работа); съхранение на енергия в дома и базовите станции (жилищни ESS, съхранение на кемпери, външно захранване, телекомуникационни базови станции); промишлени и търговски (AGV, роботика, търговско почистване, въздушни работни платформи); мотокари и нискоскоростни електрически превозни средства (мотокари, голф колички, нискоскоростни пътнически превозни средства, туристически превозни средства); и стартиране на камиони и кораби (климатици за паркиране, защитни платки за литиеви батерии за стартиране на камиони, стартиране на кораби).