สิ่งที่ผิดพลาดไปจริงๆ ไม่ใช่การเดินสายไฟ
การเดินสายไฟเป็นส่วนที่ง่าย แรงดันไฟบวกถึงลบเพิ่มความจุ และช่างไฟฟ้าบนพื้นของคุณสามารถดำเนินการจัดเรียงอย่างใดอย่างหนึ่งได้อย่างถูกต้องในครั้งแรก สิ่งที่ทำให้การตัดสินใจเชื่อมต่อแบตเตอรี่แบบอนุกรมกับแบบขนานเป็นผลสืบเนื่องในด้านพลังขับเคลื่อนก็คือ ทั้งสองเส้นทางสามารถส่งพลังงานได้เป็นกิโลวัตต์{2}}ชั่วโมงเท่ากันบนกระดาษ และไม่มีความแตกต่างระหว่างทั้งสองเส้นทางในระหว่างการทดสอบเดินเครื่อง มันปรากฏขึ้นที่ไหนสักแห่งในปีที่สองหรือปีที่สาม เช่น การสูญเสียรันไทม์ที่ใช้งานได้โดยไม่ทราบสาเหตุ แพ็คที่อายุเร็วกว่ารุ่นพี่ หรือ BMS ที่เริ่มสะดุดภายใต้รอบการทำงานที่จัดการได้ดีเมื่อกองยานพาหนะใหม่
ความล่าช้านั้นคือปัญหาทั้งหมด เมื่อถึงเวลาที่อาการปรากฏขึ้น โทโพโลยีจะถูกเชื่อมเข้ากับอุปกรณ์ สายไฟถูกตัด เครื่องชาร์จถูกซื้อ และค่าใช้จ่ายในการเปลี่ยนการตัดสินใจคือการปรับปรุง-ทั่วทั้งกลุ่มรถ ดังนั้นคำถามที่มีประโยชน์ไม่ใช่ว่าการกำหนดค่าใดเพิ่มแรงดันไฟฟ้าและสิ่งใดเพิ่มความจุ ซึ่งเป็นการกำหนดค่าอุปกรณ์ รูปแบบกะ และความสามารถในการบำรุงรักษาของคุณที่ยังคงสามารถใช้งานได้หลังจากสามพันรอบ

ห้ามิติที่เปลี่ยนแปลง และมีเพียงห้าเท่านั้น
ก่อนที่จะไปทุกที่ที่เป็นประโยชน์ คุณควรบีบอัดคำอธิบายมาตรฐานให้เป็นสิ่งที่คุณสามารถสแกนได้เพียงครั้งเดียวและหยุดอ่านซ้ำ การเปลี่ยนแปลงการเชื่อมต่อแบตเตอรี่แบบอนุกรมและแบบขนานทั้งหมดแบ่งออกเป็นห้ามิติ
| มิติ | การเชื่อมต่อแบบอนุกรม | การเชื่อมต่อแบบขนาน |
|---|---|---|
| แรงดันไฟฟ้าของระบบ | ผลรวมข้ามแพ็ค | ไม่เปลี่ยนแปลง |
| ความจุที่กำหนด (Ah) | ไม่เปลี่ยนแปลง | ผลรวมระหว่างแพ็คตามทฤษฎี |
| กระแสที่กำลังไฟฟ้าที่กำหนด | ตกลงตามสัดส่วนกับแรงดันไฟฟ้า | คงค่าไว้สูง กำหนดโดยแรงดันไฟฟ้าของชุด |
| ขนาดสายเคเบิลและคอนแทคเตอร์ | ตัวนำขนาดเล็ก การสูญเสียการนำไฟฟ้าลดลง | ตัวนำที่หนักกว่า ความร้อนที่จุดสิ้นสุดจะมากกว่า |
| โหมดความล้มเหลวที่โดดเด่น | ความล้มเหลวของลูกโซ่: แพ็คเดียวหยุดทุกอย่าง | ความไม่สมดุลแบบเงียบๆ: ธนาคารยังคงทำงานต่อไปในขณะที่คุณภาพลดลงไม่สม่ำเสมอ |
พลังงานที่มีอยู่ทั้งหมดจะเหมือนกันไม่ว่าจะด้วยวิธีใดสำหรับแพ็คจำนวนเท่ากัน ซึ่งเป็นสาเหตุที่การคำนวณเพียงอย่างเดียวไม่สามารถบอกคุณได้ว่าต้องทำอะไร สองแถวสุดท้ายคือจุดที่การตัดสินใจเกิดขึ้นจริง และเป็นสองแถวที่ผู้บริโภค-เผชิญหน้าการเปรียบเทียบระหว่างซีรีส์แบตเตอรี่และการเดินสายแบบขนานมักจะ-โบกมือผ่านไป จำนวนเซลล์และเคมีเป็นตัวกำหนดส่วนที่เหลือ: แพลตฟอร์ม LiFePO4 48V ตกลงไปที่เซลล์สิบห้าถึงสิบหกเซลล์ในอนุกรม ซึ่งคุ้มค่าที่จะรู้ก่อนที่คุณจะเริ่มคิดหาจำนวนเซลล์ที่อยู่รอบๆ สายนั้น หากคุณยังคงซ่อมแพลตฟอร์มแรงดันไฟฟ้า เป้าหมายแรงดันไฟฟ้าและความจุที่อยู่เบื้องหลังแพ็คแบบกำหนดเองคือการตัดสินใจอัพสตรีม
เหตุใดแรงดันไฟฟ้าที่สูงกว่าจึงมักจะได้รับชัยชนะในด้านพลังขับเคลื่อน
สำหรับการขนถ่ายวัสดุและยานพาหนะทางอุตสาหกรรม คำตอบแบบถ่วงน้ำหนักแบบอนุกรม-นั้นมักจะถูกต้องมากกว่า และสาเหตุก็คือการสูญเสียการนำไฟฟ้ามากกว่าสิ่งอื่นใดเกี่ยวกับแบตเตอรี่
เลขคณิตด้านล่างนี้ได้มาจากความสัมพันธ์สองแบบแทนที่จะวัดบนม้านั่งทดสอบ ดังนั้นสมมติฐานจึงมีความสำคัญ: โดยจะเก็บกระแสและกำลังที่ส่งเป็นปริมาณคงที่ ถือว่าความต้านทานของตัวนำและจุดสิ้นสุดเป็นค่าคงที่ และไม่สนใจผลลำดับที่สอง-ของอุณหภูมิที่มีต่อความต้านทาน บนพื้นฐานดังกล่าว กำลังที่เป็นผลคูณของแรงดันและกระแสหมายถึงการจ่ายกระแสไฟ 9.6 kW ที่ 48V จะดึงกระแสไฟประมาณ 200A ในขณะที่ไฟ 9.6 kW เท่าเดิมที่ 24V จะดึงกระแสไฟประมาณ 400A การสูญเสียการนำไฟฟ้าจะปรับขนาดตามกำลังสองของกระแสไฟฟ้า ดังนั้นกระแสไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าสำหรับกำลังไฟฟ้าที่จ่ายเท่าเดิมจะเพิ่มการสูญเสียในตัวนำ ตัวดึง คอนแทคเตอร์ และตัวยึดฟิวส์ทุกตัวระหว่างชุดและมอเตอร์เป็นสี่เท่าโดยประมาณ ย้ายโหลดเดียวกันจาก 48V ขึ้นเป็นแพลตฟอร์ม 80V และกระแสไฟฟ้าลดลงประมาณ 40 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งลดการสูญเสียตัวนำลงประมาณสอง-ในสาม พลังงานนั้นไม่ได้หายไป มันจะกลายเป็นความร้อนที่จุดสิ้นสุด ซึ่งเป็นจุดที่มีความต้านทานการเชื่อมต่ออยู่และจุดนั้นจะเพิ่มขึ้นเมื่อเวลาผ่านไป
ผลที่ตามมาในทางปฏิบัตินั้นไม่สวยงามและมีราคาแพง ตัวนำที่หนักกว่าจะมีค่าใช้จ่ายมากกว่า มีน้ำหนักมากกว่า และยากกว่าในการผ่านช่องแบตเตอรี่ที่มีขนาดเป็นอิฐตะกั่ว- คอนแทคเตอร์เปลี่ยนการสึกหรอของกระแสไฟฟ้าที่สูงขึ้นเร็วขึ้น และแรงดันไฟฟ้าที่ลดลงภายใต้โหลดสูงสุดจะกัดกร่อนประสิทธิภาพโดยตรง: บนรถบรรทุกถ่วงดุล แรงดันไฟฟ้าตกอย่างมีนัยสำคัญระหว่างการยกของหนักส่งผลให้การยกช้าลง ซึ่งผู้ปฏิบัติงานจะประสบเมื่อรถบรรทุกรู้สึกเหนื่อยเป็นเวลานานก่อนที่จะมีสิ่งใดแจ้งว่าเป็นความผิดปกติ นี่คือเหตุผลหลักที่การเชื่อมต่อแบตเตอรี่แบบอนุกรมกับแบบขนานสำหรับรถยกและระบบ AGV มีแนวโน้มที่จะได้รับการแก้ไขไปทางด้านอนุกรมด้วยพลังงานที่เท่ากัน นี่ก็เป็นสาเหตุเช่นกันแพลตฟอร์ม 48V และ 80V ที่อยู่ด้านหลังแบตเตอรี่รถยกไฟฟ้าของเราถูกสร้างขึ้นโดยใช้สายอนุกรมยาวแทนที่จะเป็นแบงค์คู่ขนานที่กว้าง
แน่นอนว่ามีขีดจำกัด สายอนุกรมถูกจำกัดโดยสิ่งที่ตัวควบคุมอุปกรณ์ คอนแทคเตอร์ และระบบฉนวนได้รับการจัดอันดับ โดยระบบความปลอดภัยที่ใช้แรงดันไฟฟ้ากระแสตรงสูงกว่าแรงดันไฟฟ้ากระแสตรง และจากข้อเท็จจริงที่ว่าสายเดี่ยวหมายถึงจุดขัดข้องเพียงจุดเดียว ซึ่งนำไปสู่คำถามที่ว่าไม่มีใครในพื้นที่นี้ตอบตรงไป

คำถามที่ไม่มีใครตอบ: คุณสามารถขนานได้กี่แพ็ค?
ถามซัพพลายเออร์แล้วคุณจะได้ตัวเลข 4 หรือบางครั้ง 8 โดยไม่มีคำอธิบายแนบมาด้วย ตัวเลขดังกล่าวทำงานสองงานพร้อมกัน ส่วนหนึ่งเป็นข้อจำกัดทางวิศวกรรมและส่วนหนึ่งเป็นขอบเขตการรับประกัน การปฏิบัติต่อมันเป็นฟิสิกส์เมื่อเป็นนโยบาย หรือเป็นนโยบายเมื่อเป็นฟิสิกส์ คือวิธีที่กองยานพาหนะลงเอยกับธนาคารที่ไม่เคยไปทำงาน
เริ่มต้นด้วยการขจัดความสับสนที่ปรากฏในเกือบทุกบทความในหัวข้อนี้ ตัวเลขที่ซัพพลายเออร์เซลล์เสนออย่างกว้างขวางว่าเป็นเกณฑ์การจับคู่ ความต่างของแรงดันไฟฟ้าภายใน 10 mV ความต่างของความต้านทานภายในภายใน 5 mΩ ความต่างของความจุภายใน 20 mAh อธิบายการคัดแยกเซลล์ในสายการผลิตเมื่อเลือกเซลล์ที่จะรวมเป็นแพ็คเดียว ไม่ใช่เกณฑ์ฟิลด์สำหรับการเชื่อมต่อแพ็กที่เสร็จแล้วสองชุด และแพ็กที่เสร็จสมบูรณ์จะไม่อยู่ในระยะ 10 mV จากอีกแพ็กหนึ่งหลังจากใช้งานหนึ่งสัปดาห์ การใช้เกณฑ์ความคลาดเคลื่อนในการผลิตกับงานทดสอบเดินเครื่องเป็นสาเหตุที่ฟลีตส์บางแห่งสรุปอย่างผิดๆ ว่าการขนานกันเป็นไปไม่ได้
ขีดจำกัดของฟิลด์ไม่ใช่ค่าคงที่เลย มีการคำนวณและการคำนวณสั้นพอที่จะทำบนคลิปบอร์ดได้
กระแสไฟฟ้าพุ่ง ณ ขณะเชื่อมต่อเท่ากับความต่างศักย์ไฟฟ้าระหว่างสายขาเข้าและบัส หารด้วยความต้านทานรวมของลูป เนื่องจากความต้านทานรวมจะลดลงเมื่อมีการเพิ่มสตริงมากขึ้น กรณีที่เลวร้ายที่สุดจะแย่ลงในทุกแพ็คที่คุณเพิ่ม ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมจึงต้องตรวจสอบการให้คะแนนกับกรณีที่แย่ที่สุดมากกว่าสอง-กรณีแพ็ค (โอไรออน บีเอ็มเอส).
ทำงานโดยใช้ตัวเลขสำหรับแพ็ค 48V 300Ah สองชุด: สมมติความต้านทานภายในประมาณ 15 mΩ ต่อแพ็คและ 5 mΩ สำหรับสายเคเบิลและการสิ้นสุด โดยให้ประมาณ 35 mΩ รอบๆ ลูป หากข้อจำกัดในการผูกเป็นคอนแทคเตอร์ เช่น อัตราการไหลเข้า 300A ความต่างศักย์ไฟฟ้าที่อนุญาตจะอยู่ที่ประมาณ 10V ซึ่งเป็นคำตอบที่อนุญาตโดยไร้ประโยชน์ ข้อจำกัดในการผูกมักจะอยู่ที่แบตเตอรี่แทน โดยจำกัดการชาร์จร่วมกันที่ 0.2C หรือ 60A สำหรับแบตเตอรี่ขนาด 300Ah และความแตกต่างที่อนุญาตจะลดลงเหลือประมาณ 2V โปรดทราบว่า 0.2C เป็นจุดเริ่มต้นแบบอนุรักษ์นิยมมากกว่าค่าคงที่ ในลักษณะเดียวกับที่ 15 mΩ เป็นค่าประมาณ-อุณหภูมิห้อง ตัวเลขที่คุณควรใช้จริงนั้นมาจากอัตราการชาร์จสูงสุดของผู้ผลิตเซลล์ที่อุณหภูมิการทำงานของชุดแบตเตอรี่ของคุณ และจะเคลื่อนที่เมื่อขนาดชุด การเดินสายเคเบิล หรือคอนแทคเตอร์เปลี่ยนแปลง
ซึ่งให้บางสิ่งที่มีประโยชน์มากกว่าเกณฑ์ ครั้งถัดไปที่ซัพพลายเออร์เสนอราคาขีดจำกัดแบบขนานให้คุณ คุณสามารถถามได้ว่าข้อจำกัดใดจากสองข้อจำกัดดังกล่าวที่ทำให้เกิดขีดจำกัดดังกล่าว และค่าความต้านทานภายใน ระดับคอนแทคเตอร์ และเพดานอัตราประจุ-ที่พวกเขาสันนิษฐานไว้ ตัวเลขที่ได้จากการคำนวณข้างต้นสามารถป้องกันได้ หมายเลขที่ไม่สามารถตรวจสอบย้อนกลับไปยังข้อจำกัดอย่างใดอย่างหนึ่งได้คือขอบเขตการรับประกันที่สวมชุดวิศวกรรม
ขีดจำกัดอีกสองข้ออยู่ด้านหลังเลขคณิต กระแสหมุนเวียน หมายถึงกระแสที่ไหลระหว่างแพ็คแทนที่จะเป็นโหลด ซึ่งขับเคลื่อนโดยความแตกต่างในสถานะประจุ อุณหภูมิ ความต้านทานภายใน และอายุ ในกรณีที่รุนแรงสามารถเกินพิกัดของอุปกรณ์ป้องกันที่มีขนาดสำหรับกระแสโหลดเท่านั้น และด้าน DC- สั้นในธนาคารกว้างจะถูกป้อนโดยทุกสายในคราวเดียว และระบบคู่ขนานขนาดใหญ่จำเป็นต้องมีการจัดการแบบหลายชั้น: BMS ระดับเซลล์-ภายในแต่ละแพ็ค เลเยอร์ประสานงานที่อยู่ด้านบน และฟังก์ชันควบคุมดูแลตัดสินใจว่าสตริงใดเข้าร่วม ไม่สามารถดัดแปลงเพิ่มเติมได้เมื่อธนาคารมีพฤติกรรมผิดปกติอยู่แล้ว
การแก้ไขครั้งหนึ่งในการจัดเฟรมมาตรฐาน เนื่องจากจะเปลี่ยนขนาดคณิตศาสตร์: การขนานไม่ได้เพิ่มความสามารถในแง่เลขคณิตอย่างน่าเชื่อถือ ความจุที่ใช้งานได้จะถูกจำกัดด้วยไม่ว่าสายใดจะถึงขีดจำกัดการชาร์จหรือคายประจุก่อน ดังนั้นทุกๆ หน่วยที่ไม่สอดคล้องกันจึงมาจากความจุของระบบที่มีประสิทธิผลโดยตรง แพ็คสี่ชุดขนานกันจะให้พลังงานที่ใช้งานได้น้อยกว่าสี่แพ็ค และช่องว่างจะกว้างขึ้นตามอายุ
พฤติกรรมภายใต้สิ่งเหล่านี้สามารถวัดได้มากกว่าที่จะลึกลับ กระแสไฟฟ้าหมุนเวียนแบบสลับร้อน-ในระบบลิเธียมคู่ขนานได้รับการสร้างแบบจำลองด้วยวิธีเครือข่ายประสาทเทียม- และได้รับการตรวจสอบความถูกต้องเชิงทดลองภายในประมาณหกเปอร์เซ็นต์ของค่าที่วัดได้ (เอ็มดีพีไออิเล็กทรอนิกส์) และ-การแบ่งปันไดนามิกในแบบคู่ขนาน-แพ็กที่เชื่อมต่อนั้นมีคุณลักษณะโดยละเอียดในเอกสารควบคุม (พิมพ์ล่วงหน้า arXiv 2211.04961). โปรดทราบว่าเฉพาะส่วนที่เชื่อมต่ออนุกรม-ของระบบเท่านั้นที่จำเป็นต้องมีการปรับสมดุลแบบแอคทีฟ เซลล์ที่ขนานกันโดยตรงจะเท่ากันผ่านการเชื่อมต่อของตัวเอง ซึ่งเป็นสาเหตุพฤติกรรมการปรับสมดุลของเซลล์และกระแสไฟฟ้าหมุนเวียนระหว่างสาย-เป็นปัญหาสองข้อที่แยกจากกันซึ่งถูกพูดคุยเป็นประเด็นเดียว
สิ่งที่การคำนวณข้างต้นไม่สามารถให้ได้คือค่าความต้านทานที่ต้องใส่ลงไป ความต้านทานภายในจะแตกต่างกันไปตามรูปแบบของเซลล์ อายุ และอุณหภูมิ และตัวเลขบนแผ่นข้อมูลจะเป็นตัวเลขใหม่-ของเซลล์ที่ 25 องศา เราเก็บกราฟความต้านทานที่วัดได้สำหรับรูปแบบที่เราสร้าง และการจับคู่เส้นโค้งเหล่านั้นกับรอบการทำงานเฉพาะเป็นส่วนหนึ่งของสิ่งนี้ที่เกิดขึ้นในการสนทนามากกว่าในคลิปบอร์ด
เมื่อสายเดี่ยวเอาชนะการออกแบบคู่ขนานใดๆ
เราจะโต้เถียงกับธนาคารในวงกว้างบ่อยกว่าที่ลูกค้าคาดหวัง ดังนั้นจึงคุ้มค่าที่จะบันทึกตำแหน่งไว้
การตั้งค่าเริ่มต้นในวิศวกรรมระบบแบตเตอรี่คือสตริงชุดเดียวในทุกที่ที่แอปพลิเคชันอนุญาต เป็นการกำหนดค่าที่มีต้นทุนต่ำที่สุด- ง่ายที่สุดในการจัดการ และขจัดปัญหาระหว่างสตริง- ทั้งหมดที่อธิบายไว้ข้างต้น สตริงแบบขนานหลายสตริงมีเหตุผลในสถานการณ์ที่แคบ: เมื่อความซ้ำซ้อนเป็นข้อกำหนดที่ยากเนื่องจากอุปกรณ์ไม่สามารถหยุดได้ เมื่อจำเป็นต้องมีความสามารถในการสลับเปลี่ยนทันที (Hot Swap) เช่น ในการดำเนินงานอย่างต่อเนื่องหรือต่อเนื่อง- และเมื่อเซลล์เดียวที่มีอยู่ในรูปแบบที่ต้องการมาประกอบล่วงหน้า-เป็นสตริงที่ไม่สามารถขนานกันในระดับเซลล์ได้
ข้อยกเว้นที่ได้รับการตัดสินผิดบ่อยที่สุดคือข้อแรก ความซ้ำซ้อนมักถือว่าซ้ำซ้อนแทนที่จะระบุ ผู้จัดการกลุ่มรถให้เหตุผลว่ารถบรรทุกหยุดกลางคัน-เป็นสิ่งที่ยอมรับไม่ได้ และสรุปว่าจำเป็นต้องมีการสำรอง แต่ธนาคารแบบขนานจะส่งมอบความซ้ำซ้อนก็ต่อเมื่อระบบสามารถตรวจจับสตริงที่ล้มเหลว แยกมันออก และทำงานต่อโดยใช้ความสามารถที่ลดลง ซึ่งเป็นข้อกำหนดในการควบคุมมากกว่าการเดินสายไฟ ชุดสายไฟแบบขนานที่ไม่มีความสามารถนั้นซื้อความซับซ้อนของซีรีย์อุตสาหกรรมหนักแบบขนาน-เทียบกับการเชื่อมต่อแบตเตอรี่แบบขนาน และไม่มีความพร้อมจำหน่าย ภายนอกกรณีเหล่านี้ ธนาคารขนาดใหญ่มักจะเป็นวิธีการแก้ปัญหาสำหรับข้อจำกัดด้านบรรจุภัณฑ์มากกว่าตัวเลือกการออกแบบ และควรได้รับการยอมรับเช่นนี้
นอกจากนี้ยังมีค่าใช้จ่ายเงียบ ๆ ที่ไม่ค่อยได้รับการนับ การยกเลิกเพิ่มเติมทุกครั้งจะเพิ่มความต้านทาน และธนาคารที่สร้างขึ้นจากแพ็คจำนวนมากจะเพิ่มจำนวนการยุติอย่างรวดเร็ว: การจัดเรียงเซลล์สี่-เพียงอย่างเดียวจะแสดงอินเทอร์เฟซหน้าสัมผัสแปดส่วน แต่ละส่วนต้านทานมีส่วนช่วยและแต่ละเซลล์เป็นตัวเลือกสำหรับการย่อยสลาย (มหาวิทยาลัยแบตเตอรี่ BU-302). ปรับขนาดตรรกะนั้นเป็นแพ็คแบงค์สิบหก-และงบประมาณการเชื่อมต่อหยุดเป็นข้อผิดพลาดในการปัดเศษ เป้าหมายภายในของเราสำหรับชุดจ่ายไฟแรงจูงใจ-ที่สมบูรณ์คือความต้านทานรวมต่ำกว่า 50 mΩ โดยมีการเชื่อมต่อแยกกันในช่วง 0.5 ถึง 2 mΩ และการธนาคารคู่ขนานที่กว้างทำให้เป้าหมายนั้นยากขึ้นเรื่อยๆ
ปี-ปัญหาสองประการ
ทุกอย่างข้างต้นถือว่าแพ็คมีความสอดคล้องกัน พวกเขาอยู่ที่การส่งมอบ ส่วนที่แทบไม่มีใครจดคือสิ่งที่เกิดขึ้นหลังจากนั้น
แพ็คที่ปล่อยให้สายการผลิตที่ได้รับการควบคุมอย่างดี-สอดคล้องกับพิกัดความเผื่อที่จำกัดจะแยกออกจากกันในการให้บริการ และหน้าที่ตามจริงประมาณหนึ่งปีก็เพียงพอแล้วสำหรับการแพร่กระจายที่จะมีความเกี่ยวข้องในการปฏิบัติงาน อุณหภูมิโดยรอบจะแตกต่างกันไปตามจุดที่รถบรรทุกจอด รอบการทำงานจะแตกต่างกันไปตามผู้ปฏิบัติงานที่ดึงยานพาหนะคันใด โอกาสในการชาร์จจะแตกต่างกันไปตามกะ ผลลัพธ์ที่ได้คือธนาคารที่สายไม่อยู่ที่สถานะประจุไฟฟ้าเดิมหรือความต้านทานภายในเท่าเดิมอีกต่อไป เชื่อมต่อกันด้วยเส้นทางต้านทานที่ต่ำมาก- ซึ่งเป็นสภาวะที่แน่นอนที่ทำให้เกิดการชาร์จร่วมกันอย่างยั่งยืนระหว่างแพ็ค
โหมดความล้มเหลวที่เกิดขึ้นนั้นขัดกับสัญชาตญาณมากพอที่จะระบุได้โดยตรง: ในธนาคารคู่ขนานที่ไม่ตรงกัน แพ็คที่แข็งแกร่งจะสลายตัวเร็วที่สุด พวกมันรับกระแสโหลดได้มากกว่าเนื่องจากความต้านทานต่ำกว่า พวกมันดูดซับกระแสหมุนเวียนเมื่อตัวอื่นลดลง และพวกมันสะสมปริมาณงานในอัตราที่แพ็คอ่อนไม่ถึง แพ็กที่คุณเดิมพันไว้จะล้มเหลวก่อน และเนื่องจากธนาคารยังคงจ่ายไฟที่ใช้งานได้ตลอด จึงไม่มีอะไรแจ้งปัญหาจนกว่าความจุจะหมด
นี่คือสาเหตุที่ "เพียงเพิ่มแพ็คใหม่ลงในธนาคาร" จึงเป็นข้อผิดพลาดฟิลด์เดียวที่พบบ่อยที่สุดที่เราเห็น แพ็คใหม่ที่แนะนำในธนาคารที่ลอยไปเป็นเวลาสิบแปดเดือนไม่ใช่การอัพเกรดกำลังการผลิต มันเป็นความต่างศักย์ขนาดใหญ่ตลอดเส้นทางความต้านทานที่ต่ำมาก- และอยู่ในการคำนวณการไหลเข้าด้านบนก่อนที่ใครก็ตามจะแตะคอนแทคเตอร์ หากต้องนำแพ็คกลับมาใช้ใหม่ ให้นำไปจับคู่กับ-แรงดันไฟฟ้าวงจรเปิดที่เหลือก่อน และใช้ระเบียบวินัยเดียวกัน ไม่ว่าจะเป็นยูนิตใหม่หรือสตริงที่แยกออกมาก่อนหน้านี้ที่กลับมาออนไลน์ คอยดูการสิ้นสุด-แห่ง-สัญญาณของชีวิตในชุดความชรามีความสำคัญในธนาคารคู่ขนานมากกว่าในสายเดี่ยว เนื่องจากธนาคารซ่อนไว้
เค้าโครงและความร้อน: ข้อจำกัดเบื้องหลังแผนผัง
โทโพโลยีที่เลือกบนกระดาษจะกลายเป็นวัตถุทางกายภาพ และวัตถุทางกายภาพมีการไล่ระดับอุณหภูมิ
ถุงระบายความร้อนด้วยอากาศ-ใช้เส้นทางการระบายอากาศแบบอนุกรมหรือแบบขนาน และคำศัพท์เฉพาะทางขัดแย้งกับคำศัพท์ทางไฟฟ้าอย่างสับสน ในขณะที่อธิบายบางสิ่งที่แยกจากกันโดยสิ้นเชิง ในเส้นทางการไหลของอากาศแบบอนุกรม อากาศจะเข้าสู่ด้านหนึ่งและทางออกอีกด้านหนึ่ง โดยนำความร้อนที่ได้รับจากโมดูลแรกๆ ไปสู่โมดูลถัดไป และสร้างอุณหภูมิที่กระจายไปทั่วชุด เส้นทางการไหลของอากาศแบบขนานจะกำหนดเส้นทางอากาศระหว่างโมดูลเพื่อให้ยกขึ้นอย่างเท่าเทียมกันมากขึ้น โดยยึดการกระจายให้แน่นยิ่งขึ้น โมดูลที่อยู่ตรงกลางของตู้จะสะสมความร้อน โมดูลที่ขอบหลั่งออกมา เนื่องจากความต้านทานและความจุภายในแตกต่างกันไปตามอุณหภูมิ รูปแบบการระบายความร้อนที่ไม่สม่ำเสมอทำให้เกิดความไม่สอดคล้องกันอย่างมากในการออกแบบทางไฟฟ้าของคุณที่พยายามหลีกเลี่ยง นั่นคือเหตุผลสถาปัตยกรรมการจัดการความร้อนอยู่ในการสนทนาโทโพโลยีมากกว่าหลังจากนั้น

ปฏิบัติตามกฎการจัดวางสองข้อ แยกขนานทุกรายการต้องมีการกำหนดค่าอนุกรมที่เหมือนกัน โดยไม่มีข้อยกเว้น เนื่องจากกิ่งแยกแบบอสมมาตรรับประกันกระแสหมุนเวียนก่อนที่จะเริ่มใช้งานแพ็กด้วยซ้ำ และความยาวของสายเคเบิลระหว่างแพ็คคู่ขนานและบัสบาร์ทั่วไปควรเท่ากัน ดังนั้นความต้านทานของเส้นทางจึงไม่ได้กำหนดให้หนึ่งแพ็คเป็นตัวขับเคลื่อน ทั้งสองมีราคาถูกเพื่อให้ถูกต้องในระหว่างการออกแบบและไม่สามารถแก้ไขในภายหลังได้อย่างมีประสิทธิภาพ
อุณหภูมิยังเปลี่ยนตัวเลขที่คุณคิดว่าคุณมีด้วย ลูกค้าที่จำหน่ายอาหาร-ในเม็กซิโกใช้งานชุดแจ็คพาเลท LiFePO4 ของเราในห้องเย็นที่อุณหภูมิประมาณ -18 องศา และแพ็คจะเก็บผลผลิตไว้โดยไม่ลดลงอย่างเห็นได้ชัด แต่การแบ่งกระแสระหว่างสายคู่ขนานที่อุณหภูมินั้นจะไม่ทำงานเหมือนกับที่อุณหภูมิ 25 องศา เนื่องจากความต้านทานภายในเพิ่มขึ้นและความต้านทานที่กระจายระหว่างแพ็คก็กว้างขึ้นตามไปด้วย ตัวเลข 15 mΩ ที่ใช้ในการคำนวณก่อนหน้านี้คือ-ตัวเลขอุณหภูมิห้อง ในช่องแช่แข็งจะเป็นไปในแง่ดี และความแตกต่างของแรงดันไฟฟ้าที่อนุญาตเมื่อเชื่อมต่อก็กระชับขึ้นตามนั้น ธนาคารที่แบ่งปันกระแสไฟฟ้าที่ยอมรับได้ในคลังสินค้าแบบผสมอุณหภูมิอาจแบ่งปันได้ไม่ดีในห้องเย็น
การกำหนดค่าสามแบบ ทำงานผ่าน
ต่อไปนี้เป็นรูปแบบสามรูปแบบที่เราเห็นบ่อยที่สุด และวิธีที่การเชื่อมต่อแบตเตอรี่แบบอนุกรมเทียบกับแบบขนานในแต่ละรูปแบบ
| แอปพลิเคชัน | การกำหนดค่า | การใช้เหตุผล |
|---|---|---|
| แม่แรงพาเลทไฟฟ้า กะเดียว | สายไฟชุดเดียว 24V | ดึงพลังงานปานกลาง ช่องแคบ ไม่มีข้อกำหนดซ้ำซ้อน สตริงคู่ขนานจะเพิ่มโหมดต้นทุนและความล้มเหลวโดยไม่เกิดประโยชน์ในการดำเนินงาน |
| รถยกถ่วงดุล สองกะ | สายไฟเดี่ยว 48V, 15–16 เซลล์ต่อเนื่องกัน, เซลล์ความจุสูง- | แรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้นช่วยให้กระแสไฟและขนาดตัวนำสามารถจัดการได้ภายใต้การยกของหนักซ้ำๆ ความจุซื้อผ่านรูปแบบเซลล์ ไม่ใช่ซื้อแพ็คคู่ขนาน |
| กองยานพาหนะสำหรับงานหนัก-หรือ GSE การทำงานต่อเนื่อง | สาย 80V ที่มีการจัดเรียงแบบขนานที่มีการจัดการอย่างรอบคอบ | ความซ้ำซ้อนและ-การแลกเปลี่ยนแบบด่วนจะแสดงให้เห็นถึงความซับซ้อนที่เพิ่มเข้ามา แต่เฉพาะกับแพ็กที่ตรงกัน สาขาที่สมมาตร BMS แบบเลเยอร์ ความสามารถในการแยกสตริง และการป้องกันที่ได้รับการจัดอันดับสำหรับ-กรณีที่เลวร้ายที่สุด |
รูปแบบทั่วทั้งทั้งสามจะเหมือนกัน: ไปให้ถึงเป้าหมายพลังงานผ่านรูปแบบเซลล์และแรงดันไฟฟ้าแบบอนุกรมก่อน และถือว่าสตริงคู่ขนานเป็นสิ่งที่นำมาใช้เพื่อเหตุผลในการดำเนินงานที่เฉพาะเจาะจง แทนที่จะเป็นเส้นทางเริ่มต้นไปยังแอมป์-ชั่วโมงที่มากขึ้น ในกรณีที่รูปทรงของช่องทำให้เป็นไปไม่ได้ ข้อจำกัดควรตั้งชื่อเป็นข้อจำกัดในข้อกำหนด แทนที่จะซึมซับในการออกแบบอย่างเงียบๆ นั่นก็เป็นวิธีที่เร็วที่สุดในการบอกได้ว่ากช่วงพลังงานแบตเตอรี่แรงจูงใจสามารถตอบสนองเป้าหมายได้โดยไม่ต้องสร้างแบบกำหนดเอง
การระบุให้กับซัพพลายเออร์
เมื่อทิศทางโทโพโลยีชัดเจน ข้อมูลจำเพาะที่คุณส่งออกไปจะกำหนดว่าคุณจะได้รับแพ็คที่ออกแบบมาสำหรับรอบการทำงานของคุณหรือรายการแค็ตตาล็อกที่มีแรงดันไฟฟ้าบนฉลาก อินพุต 6 ช่องสร้างความแตกต่าง:
- แรงดันไฟฟ้าระบุของอุปกรณ์และหน้าต่างแรงดันไฟฟ้าที่ยอมรับได้ของตัวควบคุม ไม่ใช่แค่ตัวเลขที่ระบุเท่านั้น
- การดึงกระแสไฟสูงสุดระหว่างการทำงานที่หนักที่สุดในวงจร และระยะเวลา
- ขนาดช่องใส่แบตเตอรี่และน้ำหนักบรรจุภัณฑ์สูงสุดที่อนุญาต
- รูปแบบการเปลี่ยนแปลงและกรอบเวลาการชาร์จที่ใช้ได้ รวมถึงการชาร์จตามโอกาสที่คาดหวังหรือไม่
- ช่วงอุณหภูมิในการทำงานที่มีการเก็บความเย็น-หรือการสัมผัสกลางแจ้งแสดงให้เห็นอย่างชัดเจน
- ไม่ว่าอุปกรณ์จะทนต่อการหยุดเต็มหรือไม่ ซึ่งเป็นตัวกำหนดว่าความซ้ำซ้อนเป็นข้อกำหนดที่แท้จริงหรือเป็นสมมติฐาน
คำถามที่คุณถามกลับมีค่ามากกว่าข้อกำหนดที่คุณส่ง เนื่องจากแต่ละคำถามจะกรองซัพพลายเออร์ประเภทที่แตกต่างกัน การถามว่าขีดจำกัดแบบขนานที่เสนอราคานั้นขึ้นอยู่กับการแยกผู้ขายที่คำนวณจากผู้จำหน่ายที่สืบทอดมาจากแผ่นข้อมูล การสอบถามถึงค่าความต้านทานภายในและพิกัดคอนแทคเตอร์ในการคำนวณนั้น จะบอกคุณว่ามีใครเคยดูอุปกรณ์ของคุณมากกว่าเคสทั่วไปหรือไม่ การถามว่าสตริงสื่อสารกันอย่างไร ไม่ว่าจะมีเลเยอร์ประสานงานเหนือระดับแพ็ค- BMS หรือมีเพียงหลายแพ็คที่ใช้บัสบาร์ร่วมกันและหวังว่าจะเป็นวิธีที่เร็วที่สุดในการตรวจสอบว่าซัพพลายเออร์ได้สร้างระบบสตริงหลาย-หรือขายเฉพาะระบบดังกล่าวเท่านั้น และการขอเอกสารขั้นตอนในการนำแพ็คแยกกลับมาใช้ใหม่จะบอกคุณว่าพวกเขาเคยต้องรองรับแพ็คนั้นในภาคสนามหรือไม่ เนื่องจากขั้นตอนดังกล่าวจะถูกเขียนขึ้นหลังจากเกิดข้อผิดพลาดครั้งแรกเท่านั้น
เราถามคำถามเดียวกันสี่ข้อกับตัวเองก่อนที่จะเสนอราคาระบบแพ็คหลาย- และเส้นโค้งแนวต้านและขั้นตอนการนำกลับมาใช้ใหม่ที่อ้างอิงไว้ก่อนหน้านี้คือสิ่งที่กระบวนการดังกล่าวสร้างขึ้น การเชื่อมต่อแบตเตอรี่แบบอนุกรมกับแบบขนานสำหรับรอบการทำงานเฉพาะคือจุดที่งานเกิดขึ้น ซึ่งก็คืออะไรการกำหนดค่าแพ็คแบบกำหนดเองมีไว้เพื่อ
คำถามที่พบบ่อย
สามารถต่อแบตเตอรี่แบบขนานได้กี่ก้อน?
ไม่มีหมายเลขสากล คำนวณ: ความต่างศักย์ไฟฟ้าที่อนุญาตที่จุดเชื่อมต่อเท่ากับกระแสไฟพุ่งที่ยอมรับของคุณคูณด้วยความต้านทานลูปทั้งหมด โดยค่าไฟพุ่งที่ยอมรับได้กำหนดไว้แล้วแต่จำนวนใดจะต่ำกว่า อัตราของคอนแทคเตอร์หรืออัตราการชาร์จร่วมกันที่เซลล์สามารถทนได้
การต่อแบตเตอรี่แบบขนานช่วยเพิ่มความจุได้จริงหรือ?
ไม่ครบถ้วน. ความจุที่ใช้งานได้จะถูกจำกัดด้วยสตริงใดก็ตามที่ถึงขีดจำกัดการชาร์จหรือคายประจุก่อน ดังนั้นความไม่สอดคล้องกันระหว่างสตริงจึงส่งผลต่อความจุของระบบที่มีประสิทธิผลโดยตรง
ฉันสามารถเพิ่มชุดแบตเตอรี่ใหม่ลงในธนาคารคู่ขนานที่มีอยู่ได้หรือไม่
หลังจากที่จับคู่-แรงดันไฟฟ้าวงจรเปิดที่เหลือเท่านั้น การเชื่อมต่อแบตเตอรี่ใหม่เข้ากับธนาคารที่ไม่มีบริการจะสร้างกระแสไฟฟ้าชาร์จร่วมกันขนาดใหญ่ในเส้นทางต้านทาน-ที่ต่ำมาก
อนุกรมหรือขนานดีกว่าสำหรับแบตเตอรี่รถยกและ AGV หรือไม่
สำหรับพลังงานขับเคลื่อน การเชื่อมต่อแบบอนุกรมกับแบตเตอรี่แบบขนานมักจะเปลี่ยนเป็นอนุกรม เนื่องจากแรงดันไฟฟ้าที่สูงกว่าจะลดกระแสไฟฟ้าที่กำลังไฟเท่ากัน และลดการสูญเสียการนำไฟฟ้าตลอดเส้นทางไฟฟ้าทั้งหมด
จะเกิดอะไรขึ้นหากแบตเตอรี่ก้อนหนึ่งล้มเหลวในการเชื่อมต่อแบบอนุกรม?
วงจรเปิดและระบบหยุด โหมดความล้มเหลวของลูกโซ่-นั้นเป็นสาเหตุหลักที่ทำให้เกิดความซ้ำซ้อน- แอปพลิเคชันที่สำคัญยอมรับต้นทุนทางวิศวกรรมของสตริงคู่ขนาน
หากคุณกำลังกำหนดขนาดระบบแพ็คหลาย-สำหรับกลุ่มยานพาหนะเฉพาะ และต้องการให้ตรวจสอบการกำหนดค่าก่อนที่จะดำเนินการพูดคุยกับทีมวิศวกรของเรา.

