Компания Switching Battery Inc. представила инновационный электронный метод подключения аккумуляторов, получивший название «параллельно-последовательный». Патентуемый метод основан на динамическом переключении группы аккумуляторов между последовательным и параллельным соединениями. Поскольку эти две схемы подключения обладают взаимодополняющими свойствами, параллельно-последовательный метод может дать оптимальный результат для выходного напряжения. В случае параллельно-последовательного подключения двух аккумуляторов 3.7 В напряжение 5.55 В является средним значением между параллельным и последовательным подключениями при коэффициенте заполнения 50/50%.
 |
|
| Рисунок 1. | Схема коммутации аккумуляторов. |
«Просто регулируя коэффициент заполнения импульсов, управляющих переключениями между параллельной и последовательной схемами, теперь можно иметь 100% параллельные или 100% последовательные схемы, а также любую промежуточную комбинацию, позволяющую получить точное напряжение, необходимое нагрузке или устройству», – говорит сингапурский изобретатель Каннаппан Четтиар (Kannappan Chettiar).
Наиболее важной характеристикой параллельно-последовательного метода является то, что выходное напряжение можно непрерывно изменять в широком диапазоне, просто регулируя коэффициент заполнения сигнала переключения. Кроме того, используемая единственная частота переключения может быть такой же низкой, как обычная частота сети 50/60 Гц. Это значительно снижает электромагнитные помехи и упрощает соблюдение правил, установленных регулирующими органами.
Состояние заряда системных аккумуляторов автоматически балансируется, а оставшийся заряд перераспределяется между аккумуляторами. Разряженный аккумулятор постоянно подзаряжается от других, что позволяет избежать общего отказа из-за одного аккумулятора. Эта перебалансировка действует с самого начала до того, как возникнет какой-либо дисбаланс зарядов, способный подвергнуть систему риску. В одной системе также могут использоваться аккумуляторов разных размеров, что дает большую гибкость в конструкции батарейного блока.
Чтобы показать эффект метода на примере аккумуляторов разной емкости, предположим, что у нас есть две аккумулятора, один емкостью 1 А·ч, а другой – 2 А·ч, соединенные последовательно. Когда первый аккумулятор отдал 90% своего заряда (т.е. 0.9 А·ч), его напряжение упадет до очень низкого значения, и последовательное включение использоваться больше не сможет. Второй аккумулятор при таком же токе разряда (последовательное соединение) также отдал 0.9 А·ч. Таким образом, система становится непригодной для использования, после того, как она отдала 2 × 0.9 А·ч = 1.8 А·ч, или только 60% от общего заряда 3 А·ч двух аккумуляторов. 40% энергии теперь непригодно для использования.
При параллельно-последовательном методе аккумулятор с емкостью 2 А·ч заряжает другой в параллельной фазе, поэтому система будет разряжена только тогда, когда оба аккумулятора отдадут 90% своего заряда; 10% останутся неиспользованными. Этот 30-процентный потенциал экономии очень важен, потому что он всегда обеспечивает максимальную эффективность использования аккумуляторов разной емкости, разного уровня заряда и разных характеристик, изменяющихся с течением времени.
