Проблема мониторинга и балансировки аккумуляторных батарей транспортных средств

Применение электрохимических накопителей энергии с каждым годом становится все более распространенным, в связи с чем к ним предъявляются новые требования по увеличению времени питания электрооборудования. В ряде случаев аккумуляторные батареи (АБ) выполняют функции основной электросиловой установки, работающей на соответствующей резервируемой нагрузке и электроприводе транспортного средства. В статье рассматриваются особенности применения АБ в составе электрооборудования мобильной сельскохозяйственной техники. При создании АБ высокой емкости путем соединения нескольких аккумуляторов в последовательные и параллельные цепи возникает ряд особенностей, связанных с разбросом параметров отдельных элементов. Материалы и методы Объектом исследования являются способы и средства мониторинга и балансировки АБ, при которых они соединены последовательно и отсутствует возможность или целесообразность их рассоединения для индивидуальной балансировки. При разработке методов и устройств использовались общеинженерные подходы. Результаты исследования Для обеспечения максимального срока эксплуатации АБ было необходимо определить параметры, негативно влияющие на ее энергетические характеристики и срок службы. В ходе исследований была установлена необходимость применения устройств мониторинга и регулирования состояния аккумуляторных батарей, позволяющих решить проблемы расхождения емкостей, внутренних сопротивлений и токов утечки отдельных аккумуляторов. Немаловажным показателем, который следует контролировать при эксплуатации АБ, является его температура. Для обеспечения равномерного заряда отдельных ячеек, независимо от разброса их параметров, совместно с системами мониторинга необходимо применять также системы балансировки АБ. Обсуждение и заключения Существуют различные варианты построения АБ, каждый из которых обладает определенными достоинствами и недостатками. В статье приведены примеры пяти систем выравнивания напряжения на отдельных ячейках АБ; определены критерии выбора тока для пассивного способа балансировки с помощью шунтирующих резисторов, а также приведена схема его улучшенного варианта; рассмотрены основные достоинства и недостатки активных методов балансировки; обоснована целесообразность применения активной и пассивной балансировки во время разряда АБ. Сравнительный анализ методов выравнивания напряжения на ячейках аккумуляторных батарей выявил проблемы конденсаторного способа балансировки, решение которых позволит оптимизировать его для электрооборудования мобильной сельскохозяйственной техники.