Моделирование сборок аккумуляторных батарей в электронной лаборатории
Another Title
Modeling Battery Connections in the Electronic Lab
Bibliographic entry
Добрего, К. В. Моделирование сборок аккумуляторных батарей в электронной лаборатории = Modeling Battery Connections in the Electronic Lab / К. В. Добрего, Ю. В. Бладыко // Энергетика. Известия высших учебных заведений и энергетических объединений СНГ. – 2021. – № 5. – С. 381-392.
Abstract
В исследовании представлено моделирование процессов заряда-разряда сборок аккумуляторных батарей с учетом их деградации. Приведены результаты симулирования циклической работы сборок батарей в электронной лаборатории Electronics Workbench и возможные схемы соединения. Рассмотрены варианты перекоммутации аккумуляторных батарей во время работы, подключения дополнительных элементов для продления срока службы сборки. При моделировании учитывалось наличие в сборке одной дефектной батареи. Проведено сравнение работы сборок с дефектной батареей и эталонной. В результате сравнения способов соединения батарей предпочтительным признан параллельно-последовательный способ. Для такой сборки временные параметры работы остались практически неизменными, однако напряжения в дефектной и других батареях изменились более чем в два раза по сравнению с последовательно-параллельным соединением. Проанализированы изменения заряда, напряжения и тока сборок с деградировавшей батареей и эталонной. Показаны временные диаграммы для батарей, подключенных параллельно и последовательно с дефектной. Потери мощности в дефектной батарее снижаются при выборе параллельно-последовательной сборки, а переключение сборки с последовательно-параллельным соединением в параллельно-последовательное не приводит к компенсации деградации параметров батареи. Изменение временных интервалов переключения в широком диапазоне не способствует увеличению емкости дефектной батареи. Деградация параметров батареи вызывает более резкие скачки напряжения, заряда и тока. Дополнительная же подпитка энергией дефектной батареи поддерживает работоспособность всей сборки. Подпитка может быть выполнена подключением параллельно с дефектной дополнительной батареи или конденсатора, что равносильно замене деградировавшей батареи на новую.
Abstract in another language
The paper deals with the modeling of the processes of charge-discharge of battery assemblies taking into account their degradation. The results of simulating the cyclic operation of battery assemblies in the Electronics Workbench electronic laboratory are presented, possible schemes of inclusion are given, and options for reswitching batteries during operation are considered as well as connecting additional elements to extend the life of the connection. The simulation took into account the presence of one defective battery in the assembly. The operation of the assembly with a defective battery and a reference battery was compared. As a result of the analysis of parallel-serial and serial-parallel battery connections, the first one is considered preferable. For an assembly with a parallel-serial connection, the time parameters of operation remained almost unchanged, but the differences in the voltages of the defective and other batteries changed more than twice as compared with a serial-parallel connection. The changes in charge, voltage and current of assemblies with a degraded battery and a reference battery are analyzed. Timing diagrams are shown for batteries connected in parallel and in series with defective batteries. Power losses in a defective battery are reduced by choosing a parallel-series assembly, while switching a connection from a serial-parallel connection to a parallel-series one does not lead to compensation for the degradation of battery parameters. Changing the switching time intervals in a wide range does not contribute to increasing the capacity of a defective battery. Degradation of battery parameters leads to sharper surges in voltage, charge and current. The additional power recharge of the defective battery maintains the performance of the entire assembly. Recharge can be performed by connecting in parallel a defective additional battery or a capacitor, which is equivalent to replacing a degraded battery with a new one.
View/
Collections
- № 5[7]