Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Eliminacja zagrożenia pożarowego systemów magazynowania energii z akumulatorami litowymi

Świątek Jacek

Wiadomości Elektrotechniczne

|

2023

|

R. 91, nr 4

20--25

PL

Zasobniki z akumulatorami litowo-jonowymi są powszechnie stosowane, stają się nieodłącznym elementem otaczającego nas świata. Są to systemy o dużej gęstości energii, szybko ładowalne, ale z drugiej strony niestabilne chemiczne, z koniecznością ciągłego nadzoru elektroniką pomiarową BMS. Praca baterii poza zakresem termicznym i napięciowym spowoduje utratę kontroli nad systemem. W przypadku gdy zawiodą zabezpieczenia BMS, to akumulatory mogą wejść w proces rozbiegu termicznego. To zwykle kończy się gwałtownym wzrostem temperatury i wewnętrznego ciśnienia, co spowoduje zwarcie i zapłon. Pożar baterii litowych jest bardzo trudny do zwalczania, ponieważ wewnątrz ogniwa wytwarza się tlen i palne węglowodory jako efekt dekompozycji elementów. Pożar jest samoczynnie podtrzymywany, dlatego tą część baterii powinniśmy wyizolować do całkowitego wypalenia i nie dopuścić propagacji ognia w otoczeniu. Trzeba zrobić wszystko, aby do takiej sytuacji nie dopuścić, a jeżeli to się stanie, to zastosować przemyślaną, skuteczną strategię gaszenia. W artykule omówiono podstawowe typy akumulatorów jonowych, wyjaśniono, dlaczego są one niestabilnie chemiczne i jakie stosujemy zabezpieczenia. Wyjaśniono zjawisko rozbiegu termicznego i jak dochodzi do wewnętrznego zapłonu. Na zakończenie pokazano skuteczność środków gaśniczych i jakie powinny być stosowane strategie gaszenia.

EN

Lithium-ion battery packs are widely used and become an integral part of the around us world. These are systems with high energy density, fast charging, but on the other hand chemically unstable, with the need for constant supervision with BMS measuring electronics. Operation of the battery outside the thermal and voltage range, may loss of control over the system. In the event that the BMS protection fails, the batteries may enter to the thermal run-away process. This usually results in a rapid increase in temperature and internal pressure and next do internal short circuit and fire. The fire of lithium batteries is very difficult to fight because oxygen and combustible hydrocarbons are produced inside the cell, as a result of the decomposition of its elements. The fire is self-sustained, this part of the battery should be isolated until it burns out completely and the fire should not propagate in the surroundings. Therefore, it is necessary to do everything to prevent such situation, and if it does occur, to apply effective extinguishing strategy. The article shown the basic types of lithium-ion batteries, explains why they are chemically unstable and what protections should be used. Next was explained thermal run-away process and how start internal ignition. Finally are shown the effective- ness of extinguishing agents and extinguishing strategies which should be taken.

2

Eliminacja zagrożenia pożarowego systemów z akumulatorami litowymi

Świątek Jacek

Elektro Info

|

2023

|

nr 4

20--26

PL

Zasobniki z akumulatorami litowymi są coraz powszechnej stosowane, stają się powszechnym elementem otaczającego nas świata. Są to systemy o dużej gęstości energii, szybko ładowalne, ale z drugiej strony niestabilne chemiczne, z koniecznością ciągłego nadzoru elektroniką pomiarową BMS. W przypadku utraty kontroli nad baterią litową, wejście poza zakres dopuszczalnej pracy warunków termicznych i czy też napięciowych może spowodować rozbieg termiczny baterii litowej. To zjawisko zwykle kończy się zwarciem wewnętrznym, gwałtownym wzrostem wewnętrznego ciśnienia i zapłonem. Pożar baterii litowych jest bardzo trudny do zwalczania ponieważ wewnątrz ogniwa powstaje z dekompozycji elementów tlen i palne węglowodory i pożar jest samoczynnie podtrzymywany. Z tego powodu ważne jest przemyślenie zabezpieczeń i jaką strategię eliminacji zagrożenia powinniśmy wybrać.

EN

Battery storages with lithium batteries are becoming more and more common, they are becoming a standard element of the around world. These are systems with high energy density, fast charging, but on the other hand these are chemically unstable, with the need for constant supervision with BMS measuring electronics. In the event of loss of control over the lithium battery, going beyond the permissible operating range of thermal and/or voltage conditions may cause thermal run-away of the lithium battery. This phenomenon usually have final results in an internal short circuit, a rapid increase in internal pressure and ignition. The fire of lithium batteries is very difficult to eliminate because inside the cell, oxygen and combustible hydrocarbons are formed from the decomposition of elements and there are given a fuel to self-sustained fire. For this reason, it is important to think what kind of security We should choose and what kind of the strategy We should take to eliminate this threat.

3

Przydatność aktywnego balansowania baterii litowych w układach zasilania wybranych maszyn górniczych

Kurpiel Wojciech, Habrych Marcin, Miedziński Bogdan

Elektro Info

|

2022

|

nr 10

40--45

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań przydatności aktywnego systemu BMS korzystającego z metody „bateria-do-ogniwa” do sterowania i kontroli pracy akumulatora składającego się z ogniw litowo-żelazowo-fosforanowych (LiFePO4), zasilającego wybrany podwieszany pojazd górniczy. Układ ten został specjalnie opracowany przez autorów i jest przeznaczony do zastosowania w wybranym ciągniku akumulatorowym typu PCA-1. Główny nacisk położono na nagrzewanie się baterii podczas pracy oraz spadek wartości napięcia (mocy) w czasie eksploatacji. Przydatność opracowanego aktywnego systemu BMS porównano zarówno z aktywnym systemem BMS, ale korzystającym z metody „ogniwo-do-baterii”, jak i z pasywnym układem BMS. Szczególną uwagę zwrócono na przydatność efektu balansowania podczas symulowanego nierównomiernego rozładowywania się losowo wybranych ogniw akumulatora zarówno o pojemności 10Ah jak i 120Ah praktycznie używanego w wybranym pojeździe górniczym. Na podstawie uzyskanych wyników badań sformułowano odpowiednie wnioski i zalecenia praktyczne.

EN

The article presents the results of research on the usefulness of active BMS system using the method of “battery-to-cells” to control and monitor operation of lithium-iron phosphate (LiFePO4) battery for powering selected suspended mining vehicle. This system was specially developed by the authors and is intended for use for selected battery supplied vehicle type PCA-1. The main emphasis was paid on battery life and voltage (power) fading during operation. Usefulness of the developed active BMS system was compared both with an active BMS system, but using the cell-to-battery method as well as the passive one. Particular attention was paid to the feasibility of the balancing effect during the simulated unevenly discharged randomly selected battery cells, both with capacity 10 Ah and 120 Ah practically used in the selected mining vehicle. Based on the obtained results of the research, appropriate conclusions and practical recommendations were formulated.

4

Inteligentny hybrydowy magazyn energii z przekształtnikami energoelektronicznymi wykorzystującymi wysokonapięciowe, niskoindukcyjne moduły mocy SiC MOSFET

Kobos Witold, Sobieski Radosław

Maszyny Elektryczne : zeszyty problemowe

|

2021

|

Nr 2 (126)

53--58

PL

W artykule przedstawiono koncepcje magazynu energii charakteryzujący się wielowymiarową funkcjonalnością. Oprócz wieloźródłowego, dwukierunkowego transferu energii elektrycznej poprzez przekształtniki o podwyższonej sprawności dzięki zastosowaniu technologii SiC magazyn może stanowić źródło zielonego wodoru. W pracy zaproponowano kryteria optymalizacji doboru pojemności energetycznej baterii Li-ion, pojemności bloku superkondensatorowego oraz mocy przyłączonych elektrowni fotowoltaicznej i wiatrowej, a także mocy ogniwa paliwowego w zależności od parametrów przyłączonej sieci odbiorów sieci średniego i niskiego napięcia.

EN

The article presents the concept of energy storage with multidimensional functionality. In addition to multi-source, bidirectional electricity transfer through converters with increased efficiency due to SiC technology, the storage can be a source of green hydrogen. The paper proposes criteria for optimizing the selection of the energy capacity of a Li-ion battery, the capacity of a supercapacitor unit and the power of the connected photovoltaic and wind power plants, as well as the power of the fuel cell depending on the parameters of the connected medium and low voltage grid.

5

Przegląd wybranych metod diagnozowania stanu akumulatorów litowo-jonowych

Żurek-Mortka Marta, Gospodarczyk Andrzej, Majcher Andrzej, Kozak Marcin

Elektro Info

|

2021

|

nr 6

34--38

PL

Obserwowany w ostatnich latach znaczący postęp technologii wytwarzania akumulatorów litowo-jonowych (LIB) doprowadził do tego, że coraz więcej urządzeń i maszyn wykorzystuje je jako główne źródło zasilania. Dzięki uzyskaniu wysokiej gęstości energii, napięcia wyjściowego o stosunkowo wysokiej wartości, długiego czasu życia, niskiego poziomu samorozładowania oraz szerokiego przedziału temperatury pracy LIB znajdują coraz bardziej rozległe zastosowania w urządzeniach przenośnych, stacjonarnych magazynach energii, pojazdach elektrycznych (EV). Zapewnianiu bezpieczeństwa i niezawodności działania LIB w tych zastosowaniach towarzyszy rozwój metod diagnozowania stanu akumulatorów. Przy ocenie jakości LIB powszechnie wykorzystuje się następujące parametry: stan naładowania (SOC) oraz stan żywotności (SOH). Parametry te umożliwiają oszacowanie pozostałego czasu użyteczności akumulatora.

EN

The significant advances in lithium-ion battery technology (LIB) observed in recent years have led to the fact that more and more devices and machines use them as the main source of power supply. Thanks to obtaining high energy density, high output voltage, long life, low level of self-discharge and wide operating temperature range, LIBs are increasingly used in portable devices, stationary energy storages, electric vehicles (EV). Ensuring the safety and reliability of LIB operation in these applications is accompanied by the development of methods for diagnosing the condition of batteries. The most frequently used parameters related to it are the state of charge (SOC) and the state of health (SOH), which allow to estimate the remaining life of the battery.

6

Transport lotniczy baterii litowych

Krajewska Renata, Bomba Ignacy

Autobusy : technika, eksploatacja, systemy transportowe

|

2019

|

R. 20, nr 6

75--80

PL

Baterie litowe okazały się prawdziwym odkryciem XX wieku. Stosowane są w prawie wszystkich modelach telefonów komórkowych, tabletach, komputerach podręcznych i aparatach fotograficznych. W transporcie lotniczym wśród ładunków (cargo) oraz bagażu podręcznego i rejestrowanego jest wiele urządzeń elektronicznych wyposażonych w wewnętrzne źródła energii typu bateria lub akumulator. Niewielu podróżnych zdaje sobie jednak sprawę z tego, że elementy te stwarzają często ogromne zagrożenie. Przedmiotem rozważań prowadzonych w artykule jest przewóz baterii litowych transportem lotniczym. Skoncentrowano się na prezentacji i analizie regulacji dotyczących przewozu baterii litowych w bagażu podręcznym, bagażu rejestrowalnym i przewozie cargo. W pierwszym rozdziale przedstawiono charakterystykę baterii litowych. Regulacje dotyczące przewozu baterii litowych transportem lotniczym zaprezentowano w rozdziale drugim. Przedstawiono także statystykę zdarzeń lotniczych z udziałem baterii litowych. Omówiono również zasady przewozu baterii litowych w bagażu pasażera i ładunków (cargo).

EN

Lithium batteries turned out to be a true discovery of the 20th century. They are used in almost all models of mobile phones, tablets, handheld computers and cameras. There are many electronic devices equipped with internal energy sources such as a battery or accumulator in the air transport of cargo (cargo), hand luggage and registered luggage. Few travelers are aware, however, that these elements often pose a huge threat. Paper discussed the transport of lithium batteries in airplains. The presentation and analysis of regulations regarding the transport of lithium batteries in hand luggage, checked baggage and cargo transportation were focused on. The first part presented the characteristics of lithium batteries. Regulations regarding the transport of lithium batteries by air transport are presented in the second part. The statistics of aviation events with the participation of lithium batteries were presented. The rules for the transport of lithium batteries in passenger and cargo luggage are also discussed.

7

Technical & economical evaluation of solar powered LED street lights: An overlook contributor to load-shedding

Katyara S., Staszewski Ł., Ansari J., Soomro A., Akhtar F.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2018

|

R. 94, nr 1

157--162

EN

The traditional Street Lighting System (SLS) in Pakistan is based on mercury and sodium-vapor lamps. The individual lamp in SLS consumes 60 W to 600 W from the utility system. This increased power consumption ultimately affects the commercial and residential consumers thereby causing load-shedding during the peak hours. To reduce the power consumption and to shed some load from utility network, solar powered Light Emitting Diode (LED) Street lighting system has been suggested by the ministry of planning and development of Pakistan across the country. The LEDs with an equal luminance of 72 lm/w comparing to 250 W sodium-vapor or mercury lamp consume 100 W. Since the capital cost of installing solar powered LED lighting system is higher than traditional lighting system. But on the long term planning scale, the results are very much promising, resulting in 60% saving of energy. To evaluate the technical and economical feasibility of solar powered street lighting project, this research investigates the performance and installation cost of LEDs based SLS in the urban region of Sindh, Pakistan, with two lanes having pole distance of 30 m. This study shows that the total cost of installing the solar powered LED SLS is 21.25 million PKR and 13.98 million PKR for utility powered LED SLS as compared to 5.48 million PKR for traditional SLS, except electricity charges. On average, the deployed traditional SLS consumes 547,500 kWh/yr. The payback time for suggested solar powered LED lighting system is 5.384 years. The reliability and efficacy of results were assured through HOMER software.

PL

Tradycyjny system oświetlenia ulicznego (SLS) w Pakistanie oparty jest na lampach rtęciowych i sodowych. Poszczególna lampa w systemie SLS zużywa od 60 W do 600 W od systemu uzdatniania. To wzmożone zużycie energii wpływa ostatecznie na konsumentów komercyjnych i mieszkalnych, powodując w ten sposób spadek obciążenia w godzinach szczytu. Aby zmniejszyć zużycie energii i rozładować niektóre obciążenia z sieci energetycznej, zaproponowano ministerstwo planowania i rozwoju Pakistanu w całym kraju, system oświetlenia ulicznego LED emitowanego przez energię słoneczną. Diody LED o tej samej luminancji 72 lm / w w porównaniu do lampy sodowej lub rtęciowej 250 W zużywa 100 W. Ponieważ koszt kapitału zainstalowania systemu oświetlenia LED jest wyższy niż w przypadku tradycyjnego oświetlenia. Jeśli chodzi o długoterminową skalę planowania, wyniki są bardzo obiecujące, co daje 60% oszczędność energii. Aby ocenić techniczną i ekonomiczną wykonalność projektu oświetlenia ulicznego zasilanego energią słoneczną, przeprowadzono badania dotyczące wydajności i kosztów instalacyjnych lamp SLS w rejonie miejskim Sindh, w Pakistanie, z dwoma pasami o odległości bieguna 30 m. Badanie wykazało, że całkowity koszt zainstalowania zasilanego energią słoneczną LED SLS wynosi 21,25 mln PKR i 13,98 mln PKR dla zasilanych energią elektryczną LED SLS w porównaniu do 5,48 mln PKR dla tradycyjnych SLS, z wyjątkiem opłat elektrycznych. Średnio, wdrożony tradycyjny system SLS zużywa 547 500 kWh rocznie. Czas zwrotu energii dla sugerowanego systemu oświetlenia LED wynosi 5,384 lata. Niezawodność i skuteczność wyników została zapewniona dzięki oprogramowaniu HOMER.

8

Wymogi zakresie przewozu baterii litowych drogą lotniczą

Bursztyński A., Kardas D., Musiał E.

Gospodarka Materiałowa i Logistyka

|

2017

|

nr 12

47--63

PL

Postęp technologiczny umożliwia wdrażanie nowych, lepszych i wydajniejszych źródeł energii. Wraz z wprowadzaniem nowych baterii i koniecznością transportowania ich wprowadza się do łańcuchów logistycznych nowe materiały niebezpieczne. Wiąże się to z generowaniem nowych zagrożeń, które wymuszają podjęcie właściwych środków zaradczych. Przykładem takich nowych zagrożeń w transporcie lotniczym są baterie litowe, które doprowadziły już do katastrofy lotniczej. W celu ograniczenia zagrożeń generowanych przez baterie litowe w transporcie lotniczym wprowadzone zostały przepisy regulujące zasady ich transportu. W artykule przedstawione zostały obecnie obowiązujące przepisy oraz planowane zmiany, jakie zostaną w nich wprowadzone w najbliższych latach.

EN

Technological progress enables the implementation of new, better and more efficient sources of energy. With the introduction of new batteries and the need to transport them, new hazardous materials are introduced into the logistic chains. This involves the generation of new threats which force appropriate corrective measures. An example of such new threats in air transport are the lithium batteries that have already led to the plane crash. In order to limit the hazards of lithium batteries in air transport, regulations governing their transport are introduced. The article presents current regulations and planned changes to be introduced in the coming years.

9

Zastosowanie usieciowanego węgla szklistego w elektrochemicznych źródłach prądu

Wróbel J., Wróbel K., Lach J., Dłubak J., Podsadni P., Rogulski Z., Paleska I., Czerwiński A.

Przemysł Chemiczny

|

2014

|

T. 93, nr 3

331-338

PL

Przedstawiono przegląd zastosowań usieciowanego węgla szklistego (RVC) jako materiału elektrodowego w elektrochemicznych źródłach prądu. Skupiono się głównie na wykorzystaniu RVC w konstrukcji pierwotnych ogniw cynkowo-węglowych, ładowalnych ogniw cynkowomanganowych, ładowalnych ogniw z katodą NiOOH, akumulatora kwasowo-ołowiowego, ładowalnych ogniw cynk-brom, kondensatorów elektrochemicznych, baterii opartych na polianilinie (PANI) oraz baterii litowych typu 3D.

EN

A review, with 68 refs., of the C use in Zn-C secondary, rechargeable Zn-Mn and ZnBr, Pb-acid, polyaniline-based and 3D Li batteries as well as in rechargeable cell systems with NiOOH cathode and electrochem. Capacitors.

10

Wpływ obecności jonów miedzi w strukturze spinelu Li4Ti5O12 na jego właściwości elektrochemiczne

Olszewska D., Drobniak A., Zając W., Świerczek K., Molenda J.

Materiały Ceramiczne

|

2014

|

T. 66, nr 3

316--320

PL

Ogniwa litowe zostały opracowane w latach 70. XX wieku przez Whittinghama. Wtedy jako anodę stosowano lit metaliczny. Obecnie lit zastępowany jest najczęściej przez grafit. Chociaż anody węglowe są o wiele bardziej stabilne w porównaniu z metalicznym litem, to poszukiwane są alternatywne materiały, które mogą zastąpić grafit. Wśród nich jest LTO - spinel Li4Ti5O12. Właściwości elektrochemiczne LTO mogą być zmieniane przez domieszkowanie jonami metali przejściowych takich jak: Ni3+, Co3+, Fe3+, Mn3+, V5+. Głównym celem tej pracy jest badanie wpływu obecności jonów miedzi na strukturę i właściwości modyfikowanego spinelu. Domieszkowane materiały zostały przygotowane metodą stałotlenkową. Scharakteryzowano je pod względem składu fazowego, struktury krystalicznej oraz pojemności w cyklach ładowania/rozładowania. Badania wykazały, że stosując metodę wysokotemperaturowej reakcji w fazie stałej można uzyskać zróżnicowane pod względem zawartości faz Li4-xCuxTi5O12, TiO2 oraz Li2TiO3 materiały o strukturze spinelu. Niektóre z tych materiałów wykazały stabilną pojemność, jednak znacznie odbiegającą od pojemności teoretycznej, dla początkowych cykli ładowania i rozładowania. Jednak uzyskanie materiału tego typu o zbliżonej charakterystyce, ale pod znacznie większymi obciążeniami, wymaga jednak dalszej optymalizacji.

EN

Lithium cells have been developed in the 70's of the 20th century by Whittingham. At that time, a lithium metal anode was used. Currently, the lithium is replaced by graphite. Although the carbon anodes are much more stable when compared to metallic lithium, alternative materials are searched to replace graphite. Spinel lithium titanium, Li4Ti5O12 (LTO) is among them. Electrochemical LTO can be changed by doping with transition metal ions such as Ni3+, Co3+, Fe3+, Mn3+ and V5+. The main objective of this work is to study the impact of the presence of copper ions on the structure and properties of the modified spinel. Doped materials have been prepared by the solid oxides method. The materials were characterized in terms of phase composition, crystalline structure and capacity of charge/discharge cycles. Studies have shown that, using the method of high-temperature solid-phase reactions, spinel structured materials can be obtained that are diverse in terms of the phase content of Li4-xCuxTi5O12, TiO2 and Li2TiO3. Some of these materials have shown a stable capacity, but significantly different from the theoretical values, for the initial charging and discharging cycles at a relatively low speed. However, material of this type with similar characteristics but working under higher loads requires further study.

11

Modeling, Control and Implementation of a Lithium-ion Battery Charger in Electric Vehicle Application

Hu G., Duan S., Cai T., Liu B.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2012

|

R. 88, nr 1b

255-258

EN

The rapid development of Electric Vehicle powered by lithium-ion battery has resulted in significant interesting to charging device. However, the nonlinear characteristics of lithium-ion battery increase the complexity of charger designing. In this paper, to overcome the disadvantages, battery model is established and its parameters are evaluated adopted an exponential fitting method. Then an appropriate control strategy is proposed based on small signal model to realize the proposed charging strategy. Finally, experimental results from a laboratory prototype are shown to verify the feasibility of the proposed strategies.

PL

W pracy przedstawiono układ ładowania baterii litowych stosowanych w pojazdach elektrycznych. Problemem jest nieliniowa charakterystyka baterii dlatego układ musi mieć odpowiedni system sterowania zapewniający właściwą strategię ładowania.

12

Adaptive passivity-based control of PEM fuel cell/battery hybrid power source

Tofighi A., Kalantar M.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2011

|

R. 87, nr 4

164-171

EN

In this paper, a DC hybrid power source composed of PEM fuel cell as main source, Li-ion battery storage as transient power source and their power electronic interfacing is modelled based on Euler-Lagrange framework. Subsequently, Adaptive Passivity Based Controllers are synthesized using the energy shaping and damping injection techniques. In addition, the power management system is designed in order to manage power flow between components. The results show that the outputs of hybrid system have good tracking response, Iow overshoot, short settling time and zero steady-state error.

PL

Przedstawiono hybrydowy źródło DC składające się z ogniwa paliwowego typu PEM, baterii litowej i układu elektronicznego. Przeprowadzono syntezę adaptacyjnego pasywnego sterownika przy wykorzystaniu techniki kształtowania energii i tłumionego wtrysku. Dodatkowo kontroluje się przepływ mocy między komponentami. Otrzymano układ hybrydowy z dobrym śledzeniem obciążenia, małym przeregulowaniem i krótkim czasem ustalania.

13

Inteligentny system monitorowania i estymacji ładunku SOC dla baterii litowo-jonowych i litowo-polimerowych

Bigaj P.

Pomiary Automatyka Robotyka

|

2010

|

R. 14, nr 2

386-395

PL

Praca podejmuje tematykę szacowania i określania pozostałej ilości ładunku elektrycznego (State-of-Charge) baterii litowych. W ramach pracy opracowano nowatorski sposób wyliczania SOC dla systemów bateryjnych o różnych gęstościach mocy. Temat przedstawiony został w ujęciu teoretycznym i praktycznym - jako metoda gotowa do zaimplementowania w systemie wbudowanym. Algorytm metody został przepisany na język programowania pakietu Matlab i przetestowany na zbiorze baterii w celu wykazania poprawności rozumowania autora.

EN

This work is concerned on a subject of estimating and determining the remaining electrical charge (State-of-Charge) for lithium based batteries. The matter is presented taking into account theoretical and practical background. In a result a innovative, ready-to-use method for battery-supplied embedded systems is introduced. The algorithm was implemented in programming language of Matlab, and then tested on a set of batteries for validation.