Zaloguj się
Wszystkie
23 stycznia 2024
797
Texas Instruments (TI)
Sprawa nr 1: bezpieczeństwo użytkowania systemu BESS
Dostępne na rynku systemy BESS korzystają z wielu akumulatorów litowo-jonowych (Li-On) i szeregu akumulatorów litowo-żelazowo-fosforanowych (LiFePO4). Tego rodzaju akumulatory są niezwykle podatne na pożary lub wybuchy, w szczególności, gdy dojdzie do przekroczenia temperatury ich pracy. Sprawia to, że temperaturę tą należy nieustannie śledzić, tak samo jak napięcia i prądy akumulatorów. Należy także pamiętać o możliwości licznego występowania i ustępowania usterek w akumulatorach. Na rysunku 1 przedstawiono budowę przykładowego, wzorcowego systemu BESS, który gwarantuje znaczne bezpieczeństwo użytkowania. W jego skład wchodzą moduły TIDA-010271 firmy Texas Instruments zawierające układy BQ79616 tej samej firmy, które służą do precyzyjnych pomiarów napięć na akumulatorach, jak też moduł, wciąż od Texas Instruments, o symbolu TIDA-010253, który wyposażono w interfejsy: RS-485 i CAN. Warto także zwrócić uwagę na układ BQ79731-Q1, który pozwala za pomocą interfejsu SPI zwracać wartości napięcia, dzięki zintegorowanym przetwornikom analogowo-cyfrowym o rozdzielczości 24 bitów. Z pewnością pomaga to zwiększyć bezpieczeństwo użytkowania w przypadku omawianego systemu BESS, biorąc pod uwagę przytoczoną wyżej rozdzielczość.
Sprawa nr 2: precyzyjne śledzenie parametrów elektrycznych akumulatorów
Jeśli wziąć pod rozwagę krzywe ładowania oraz rozładowania akumulatorów Li-On i LiFePO4, to okaże się, że już drobne błędy w pomiarach parametrów elektrycznych tych akumulatorów mogą okazać się fatalne w skutkach. Wyobraźmy sobie sytuację, kiedy to doszło do błędnego ustalenia poziomu naładowania akumulatorów systemu BESS. Czy w tej sytuacji nie zajdzie z łatwością przeładowanie i/lub nadmierne rozładowanie akumulatorów? Najmniejszy problem kiedy pojawi się dym. Gorzej natomiast, gdy na skutek wzrostu temperatury nastąpi pożar lub wybuch - wtedy nie ma zmiłuj (szkoda tylko akumulatorów)! Na rysunku 2 przedstawiony jest opracowana przez Texas Instruments jednostka zarządzania baterią (BMU), która gwarantuje, w rzeczy samej, znaczącą precyzję pomiarów parametrów elektrycznych akumulatorów. W jej skład wchodzą układy BQ79616, które oferują pomiary napięć akumulatorów z dokładnością: ±3 mV, w zakresie temperatury: od -20 do 65°C. W przypadku domowych zastosowań można zamienić układ BQ79616 na układ BQ76972, który gwarantuje pomiary napięć akumulatorów z dokładnością: ±5 mV, w zakresie temperatury: od -40 do 85°C.
Sprawa nr 3: zdolność do równoważenia ogniw i pakietów akumulatorów
Z akumulatorów w systemie BESS prąd może być pobierany w różnym stopniu, ponieważ są, i będą, występować różne obciążenia. Zazwyczaj takie akumulatory grupowane są w pakiety w celu budowy większej jednostki magazynowania energii. Jednak nigdy nie jest tak, że każdy z tych akumulatorów jest jednakowy! Nawet, kiedy są tego samego modelu, są niejednorodne - nie ma 2 "unikatów" na świecie (jest najwyżej jeden). Należy pamiętać, że w systemach BESS akumulatory mogą być w ogólności różnych pojemności, np. 280 Ah, 314 Ah czy 560 Ah. Tym sposobem ma miejsce niezrównoważenie między akumulatorami, a także niezrównoważenie: między pakietami akumulatorów oraz między ogniwami akumulatora. Wraz z upływem czasu, nie inaczej, problem każdego z rodzajów niezrównoważenia tylko przyrasta, a przecież sporo, jak nie większość, systemów BESS nastawionych jest na jak najdłuższe, efektywne działanie. Być może byłoby inaczej, gdyby akumulatory nie ulegały: procesom starzenia i tzw. "efektowi pamięci", czyli najprościej mówiąc zmniejszaniu się pojemności. Trzeba nieustannie - wręcz z "uporem maniaka" wyrównywać magazynowaną w akumulatorach energię, co jest trudne, jak też kosztowne, a nawet pracochłonne. Na szczęście jednak nie trzeba tego robić po swojemu, gdyż jest rysunek 3 i zaproponowany na nim sposób równoważenia akumulatorów, w którym wystarczy zastosować moduł TIDT367 od Texas Instruments, który pełni rolę układu PCS (po ang. Power Conversion System). Moduł ten pozwala niezwykle efektywnie kontrolować prądy ładowania i rozładowania akumulatorów, w połączeniu z "dwukierunkowymi" przetwornicami DC/DC dopasowującymi napięcia akumulatorów do modułu TIDT367.
Facebook
Twitter
Linkedin
Kup teraz
