Kapan Sistem Penyimpanan Energi Membutuhkan Penyeimbangan Aktif (dan Kapan Penyeimbangan Pasif Sudah Cukup)

Masalah Bersepeda Sehari-hari: Penyeimbangan Pasif Tidak Dirancang Untuk

Baterai sepeda listrik konsumen mungkin hanya digunakan sekali sehari, bahkan seringkali kurang dari itu. Alat listrik digunakan dalam waktu singkat. Sebagian besar aplikasi lithium umum memberikan waktu yang cukup bagi baterai untuk beristirahat, dan ketidakseimbangan kecil antar sel akan dikoreksi secara perlahan di latar belakang. Penyeimbangan pasif — biasanya sekitar 100mA yang dialirkan melalui sel dengan kapasitas tertinggi selama pengisian penuh — berfungsi dengan sempurna untuk profil penggunaan tersebut.

Penyimpanan energi berbeda. Baterai rumah yang terhubung dengan tenaga surya melakukan siklus pengisian dan pengosongan secara mendalam setiap hari, tahun demi tahun. Sistem penyimpanan komersial dapat melakukan siklus beberapa kali sehari. Selama ribuan siklus, bahkan perbedaan kecil antar sel — toleransi manufaktur, sedikit perbedaan usia, gradien suhu di seluruh paket 16S — terakumulasi menjadi pergeseran tegangan yang terukur. Paket tersebut berhenti menjadi rangkaian yang seragam dan mulai berperilaku seperti sel terlemahnya. Kapasitas seluruh paket menurun, ketidakseimbangan melebar, dan akhirnya BMS harus memutuskan sambungan lebih awal untuk melindungi sel terlemah — sehingga kapasitas yang dapat digunakan menjadi terbuang.

Inilah mode kegagalan yang mendorong pembeli penyimpanan energi beralih ke penyeimbangan aktif. Pertanyaannya bukanlah apakah penyeimbangan aktif lebih baik secara umum — melainkan apakah siklus kerja proyek Anda cukup menuntut sehingga penyeimbangan pasif tidak dapat mengimbanginya.

Apa yang Sebenarnya Dilakukan oleh Penyeimbangan Pasif 100mA (dan Di Mana Kekurangannya untuk ESS)

Penyeimbangan pasif bekerja dengan membakar energi berlebih dari sel yang mencapai pengisian penuh terlebih dahulu, sebagai sejumlah kecil panas yang melewati resistor shunt. Arus penyeimbangan pasif tipikal sebesar 100mA sudah cukup untuk menangani pergeseran yang terakumulasi dalam aplikasi dengan beban kerja ringan — tetapi memiliki dua batasan struktural yang penting untuk penyimpanan:

• Ini hanya bekerja saat pengisian daya penuh.Sistem pasif membutuhkan sel untuk mencapai ambang batas penyeimbangan (biasanya SOC tinggi) sebelum dapat menyeimbangkan sel-sel tersebut. Dalam operasi penyimpanan siklus parsial yang jarang mengalami pengisian penuh, penyeimbangan pasif memiliki lebih sedikit kesempatan untuk bekerja.
• Laju perubahannya kecil dibandingkan dengan pergeseran yang mungkin terakumulasi setiap hari.Dalam beberapa siklus kerja ESS, ketidakseimbangan dapat menumpuk lebih cepat daripada yang mampu dikoreksi oleh sistem penyeimbangan pasif 100mA — yang hanya diterapkan dalam jendela waktu terbatas di puncak pengisian daya — sehingga kesenjangan tersebut dapat melebar selama berbulan-bulan alih-alih menyempit.

Untuk aplikasi siklus dangkal, penyeimbangan pasif sangat sesuai dengan siklus kerja dan menambah biaya paling sedikit. Masalah khusus untuk ESS adalah ketidaksesuaian antara laju penyimpangan dan laju koreksi ketika siklus kerja tinggi.

Apa yang Ditambahkan oleh Penyeimbangan Aktif (dan Di Mana Nilai Sebenarnya Berada)

Penyeimbangan aktif bekerja dengan mentransfer energi dari sel tegangan tinggi ke sel tegangan rendah — biasanya melalui rangkaian transfer induktif atau kapasitif — daripada membakarnya sebagai panas. Dua konsekuensi praktis berikut ini:

• Arus penyeimbang yang lebih tinggi.Jika arus pasif sekitar 100mA, penyeimbangan aktif khusus dalam BMS penyimpanan biasanya berada di kisaran 1A — koreksi yang jauh lebih cepat.
• Ini dapat bekerja di lebih banyak jajaran SOC,Tidak hanya pada saat pengisian penuh. Hal ini penting dalam operasi penyimpanan di mana baterai mungkin jarang berada pada SOC 100%.

Hasil akhirnya untuk proyek ESS adalah pergeseran tegangan sel dapat dikoreksi pada tingkat yang lebih sesuai dengan tingkat akumulasinya. Penyeimbangan aktif dapat membantu paket baterai tetap lebih seragam selama masa pakainya, mengurangi kemungkinan kapasitas yang dapat digunakan terbuang karena sel terlemah. Kualifikasi yang perlu diingat: kinerja penyeimbangan selama penggunaan bergantung pada bagian sistem lainnya — kesesuaian paket-sel di awal, penyebaran termal di seluruh rangkaian, dan di mana dalam jendela SOC penyeimbangan diizinkan untuk beroperasi. Data penyeimbangan spesifik untuk konfigurasi paket tertentu harus dikonfirmasi dengan tim teknik daripada diasumsikan hanya dari lembar data.

Kapan Penyeimbangan Pasif Sudah Cukup (Jangan Terlalu Banyak Memilih Skill)

Penyeimbangan aktif bukanlah peningkatan standar. Untuk berbagai aplikasi, penyeimbangan pasif benar-benar merupakan solusi yang tepat:

• Sistem cadangan beban ringan yang jarang beroperasi
• Unit UPS telekomunikasi yang beroperasi terutama sebagai mode siaga dan jarang beroperasi dalam mode siklus penuh.
• Penyimpanan skala konsumen kecil di mana ekonomi proyek tidak membenarkan biaya BMS tambahan.
• Sel-sel yang cocok dengan toleransi awal yang ketat, di mana pergeseran terakumulasi secara perlahan.

Penggunaan penyeimbangan aktif untuk aplikasi ini akan menambah biaya tanpa memberikan manfaat yang sebanding. Pemasok yang baik akan memberi tahu Anda kapan penyeimbangan pasif adalah solusi yang tepat untuk proyek Anda — dan hal yang perlu diperhatikan adalah pemasok yang merekomendasikan penyeimbangan aktif untuk setiap proyek tanpa penjelasan teknis yang jelas terkait dengan siklus kerja Anda.

Kapan Penyeimbangan Aktif Layak Ditetapkan untuk Proyek Penyimpanan Anda?

Kondisi siklus kerja yang memiringkan keseimbangan ke arah aktif untuk penyimpanan energi cukup spesifik. Jika proyek Anda memenuhi beberapa kondisi ini, penyeimbangan aktif layak untuk ditentukan:

• Bersepeda mendalam setiap hari.Penyimpanan energi surya yang melepaskan daya secara signifikan setiap hari, tahun demi tahun, mengakumulasi penyimpangan lebih cepat daripada yang dapat dikoreksi oleh penyeimbangan berkala di titik pengisian penuh.
• Ekspektasi masa pakai bertahun-tahun.Semakin lama sistem diharapkan beroperasi, semakin besar akumulasi penyimpangan yang dapat dicegah dengan penyeimbangan aktif.
• Konfigurasi paket yang lebih besar.Rangkaian 16S memiliki lebih banyak tempat untuk terjadinya penyimpangan dibandingkan rangkaian 8S, karena jumlah sel yang lebih besar dalam rangkaian meningkatkan kemungkinan variasi antar sel di seluruh rangkaian. Paket penyimpanan pada tegangan 48V (15-16S) dan di atasnya lebih diuntungkan dari koreksi yang lebih cepat.
• Arsitektur paket paralel.Penyeimbangan aktif beroperasi pada tingkat sel per sel di dalam setiap paket — ini tidak menyamakan antara paket paralel, tetapi membantu setiap paket individu mempertahankan konsistensi internal, yang mendukung perilaku yang lebih dapat diprediksi ketika beberapa paket beroperasi bersama di bank.
• Operasi siklus parsial.Jika profil penyimpanan Anda jarang mengisi daya baterai hingga penuh (pengurangan beban puncak, optimasi konsumsi sendiri), ketergantungan penyeimbangan pasif pada jendela pengisian daya penuh menjadi batasan yang nyata.

Referensi Pemilihan Cepat

Sebagai rangkuman, berikut adalah bagaimana penyeimbangan aktif versus pasif biasanya diterapkan pada aplikasi umum. Anggap ini sebagai titik awal untuk RFQ Anda, bukan pengganti untuk pencocokan dengan siklus kerja spesifik Anda:

Tabel ini adalah referensi awal; tentukan berdasarkan profil siklus kerja aktual Anda, bukan hanya label aplikasi saja.

Penyeimbangan Aktif DALY untuk Aplikasi Penyimpanan

Untuk proyek-proyek di mana penyeimbangan aktif merupakan spesifikasi yang tepat, lini BMS Penyimpanan Energi Generasi ke-4 DALY memilikinya secara bawaan. Varian LK menyediakan penyeimbangan aktif 1A untuk konfigurasi penyimpanan rumah standar; varian LM-B menyediakan penyeimbangan aktif 2A untuk sistem dengan arus lebih tinggi dan kapasitas lebih besar. Keduanya mendukung LFP 8-16S dan arsitektur paket paralel yang umum digunakan pada penyimpanan rumah dan komersial kecil, yang dapat ditingkatkan hingga 16 paket secara paralel (sekitar 160 kWh per jaringan) untuk proyek yang berkembang seiring waktu.

Dua hal penting yang perlu diperhatikan dalam setiap percakapan pra-RFQ: kinerja penyeimbangan dalam penerapan bergantung pada bagian sistem lainnya seperti yang dibahas di atas, dan data konfigurasi spesifik — termasuk logika pemicu penyeimbangan, jendela SOC, dan panduan pencocokan sel-paket — adalah sesuatu yang akan dikerjakan tim teknik bersama Anda berdasarkan proyek, bukan sesuatu yang diasumsikan dari lembar data.

Pertanyaan yang Sering Diajukan

Q1Apakah penyeimbangan aktif 1A selalu lebih baik daripada penyeimbangan pasif 100mA?

Tidak selalu — apa yang dianggap lebih baik bergantung pada apa yang dilakukan siklus kerja Anda terhadap baterai. Untuk aplikasi di mana penyimpangan terakumulasi perlahan (cadangan beban ringan, siklus dangkal), koreksi pasif 100mA sesuai dengan masalah dan menambah biaya paling sedikit. Untuk aplikasi di mana penyimpangan terakumulasi lebih cepat daripada yang dapat dikoreksi oleh 100mA (siklus dalam harian di penyimpanan), koreksi aktif 1A lebih sesuai dengan masalah. Sesuaikan pendekatan penyeimbangan dengan siklus kerja Anda, bukan sebaliknya.

Q2Apakah penyeimbangan aktif memperpanjang umur pakai siklus?

Masa pakai siklus adalah properti dari sel itu sendiri, bukan sesuatu yang diciptakan oleh penyeimbangan. Yang dilakukan penyeimbangan aktif adalah membantu paket baterai mencapai masa pakai yang ditentukan oleh sel dengan mengurangi risiko ketidakseimbangan yang mendorong sel individual keluar dari jendela operasi amannya. Sel menentukan batas atas; penyeimbangan membantu Anda benar-benar mendekati batas atas tersebut daripada dibatasi oleh sel terlemah. Data masa pakai spesifik untuk konfigurasi Anda adalah percakapan tingkat proyek dengan tim teknik.

Q3Jika saya tidak yakin apakah proyek saya membutuhkan strategi aktif atau pasif, apa yang harus saya lakukan?

Berikan profil siklus kerja Anda kepada pemasok — kedalaman siklus harian, siklus yang diharapkan per tahun, target umur layanan, ukuran paket, dan apakah sistem akan mencapai pengisian penuh secara teratur. Pemasok yang menentukan spesifikasi berdasarkan informasi tersebut, alih-alih memilih opsi dengan harga lebih tinggi, adalah pemasok yang patut dipertimbangkan dengan serius. Jika Anda tidak dapat memperoleh penjelasan spesifikasi yang terkait dengan siklus kerja Anda, itulah data yang Anda butuhkan sebelum permintaan penawaran (RFQ) dikirim.

Tentang DALY

DALY mendesain dan memproduksi sistem manajemen baterai lithium untuk OEM, produsen paket baterai, dan integrator, dengan produk yang digunakan di lebih dari 130 negara. Didirikan pada tahun 2015, DALY beroperasi di bawah sistem ISO 9001 / ISO 14001 dengan kepatuhan CE dan RoHS; lini penyimpanan energi memiliki status Komponen yang Diakui UL (bukan sertifikasi sistem UL penuh — perbedaan ini penting untuk proyek-proyek di Amerika Utara), dengan dokumentasi yang disediakan untuk mendukung sertifikasi tingkat sistem pada tingkat paket atau sistem.

Menentukan Penyeimbangan Aktif untuk Proyek Penyimpanan Anda?

Jika Anda sedang merencanakan proyek penyimpanan energi surya, baterai rumah, atau ESS komersial kecil dan ingin menentukan penyeimbangan dengan benar, tim teknik DALY dapat meninjau siklus kerja Anda dan membantu Anda mencocokkan pendekatan BMS dengannya.

• Bagikan siklus kerja Anda: kedalaman siklus harian, perkiraan masa pakai, ukuran paket, konfigurasi paralel.
• Permintaan dokumentasi spesifikasi LK/LM-B Generasi ke-4
• E-mail:dalybms@dalyelec.com

Halaman produk penyeimbangan aktif:https://www.dalybms.com/active-balancing-products/