Paketi litij baterija su poput motora kojima nedostaje održavanje; aBMSBez funkcije uravnoteženja samo je sakupljač podataka i ne može se smatrati sustavom upravljanja. I aktivno i pasivno uravnoteženje ciljaju uklanjanje nedosljednosti unutar baterije, ali njihovi principi implementacije su u osnovi različita.
Radi jasnoće, ovaj članak definira uravnoteženje koje je BMS pokrenuo algoritmima kao aktivno uravnoteženje, dok se balansiranje koje koristi otpornike za rasipanje energije naziva se pasivnim uravnoteženjem. Aktivno uravnoteženje uključuje prijenos energije, dok pasivno uravnoteženje uključuje rasipanje energije.
Osnovni principi dizajna baterije
- Punjenje se mora zaustaviti kada je prva ćelija u potpunosti nabijena.
- Ispravljanje se mora završiti kada je prva ćelija iscrpljena.
- Slabije stanice stare brže od jačih stanica.
- -Ne ćelija sa najslabijim punjenjem u konačnici će ograničiti bateriju's upotrebljivi kapacitet (najslabija veza).
- Gradijent temperature sustava unutar baterije čini stanice koje rade na višim prosječnim temperaturama slabijim.
- Bez uravnoteženja, razlika napona između najslabijih i najjačih stanica raste sa svakim ciklusom naboja i pražnjenja. Na kraju će se jedna ćelija približiti maksimalnom naponu, dok druga bliži minimalnom naponu, ometajući mogućnosti naboja i pražnjenja pakiranja.
Zbog neusklađenosti stanica tijekom vremena i različitih temperaturnih uvjeta od ugradnje, uravnoteženje stanica je neophodno.
Litij-ionske baterije prvenstveno se suočavaju s dvije vrste neusklađenosti: neusklađenost punjenja i neusklađenost kapaciteta. Nepoznavanje punjenja nastaje kada se stanice istog kapaciteta postupno razlikuju. Nepoznavanje kapaciteta događa se kada se stanice s različitim početnim kapacitetima koriste zajedno. Iako su stanice općenito dobro usklađene ako se proizvode otprilike u isto vrijeme sa sličnim proizvodnim procesima, neusklađenosti mogu nastati iz stanica s nepoznatim izvorima ili značajnim proizvodnim razlikama.
Aktivno uravnoteženje u odnosu na pasivno uravnoteženje
1. Svrha
Baterija se sastoje od mnogih ćelija povezanih s serijom, koje vjerojatno neće biti identične. Uravnotežavanje osigurava da se odstupanja napona staničnih napona održavaju unutar očekivanog raspona, održavajući ukupnu upotrebljivost i kontroliranost, tako da sprječava oštećenja i produljenje trajanja baterije.
2. Usporedba dizajna
- Pasivno uravnoteženje: obično ispuštaju stanice veće napone pomoću otpornika, pretvarajući višak energije u toplinu. Ova metoda proširuje vrijeme punjenja za ostale stanice, ali ima manju učinkovitost.
- Aktivno uravnoteženje: složena tehnika koja preraspodjeljuje naboj unutar stanica tijekom ciklusa punjenja i pražnjenja, smanjujući vrijeme punjenja i produženje trajanja pražnjenja. Obično koristi strategije uravnoteženja dna tijekom strategija uravnoteženja pražnjenja i vrhunskih uravnoteženja tijekom punjenja.
- Usporedba prednosti: Pasivno uravnoteženje je jednostavnije i jeftinije, ali manje učinkovito, jer troši energiju kao toplinu i ima sporije efekte uravnoteženja. Aktivno uravnoteženje je učinkovitije, prenoseći energiju između stanica, što poboljšava ukupnu učinkovitost upotrebe i brže postiže ravnotežu. Međutim, uključuje složene strukture i veće troškove, s izazovima u integriranju ovih sustava u namjenske IC -ove.
Zaključak
Koncept BMS -a u početku je razvijen u inozemstvu, a rani IC dizajni usredotočeni su na otkrivanje napona i temperature. Kasnije je uveden koncept balansiranja, u početku koristeći metode otpornih pražnjenja integrirane u ICS. Ovaj je pristup sada rasprostranjen, a tvrtke poput TI, Maxima i linearne proizvode takve čipove, neki integrirajući pokretači pokretača u čipove.
Iz načela pasivnog uravnoteženja i dijagrama, ako se baterija uspoređuje s cijevi, stanice su poput stava. Stanice s većom energijom su duge daske, a one s nižom energijom kratke daske. Pasivno uravnoteženje samo "skraćuje" duge daske, što rezultira izgubljenom energijom i neučinkovitošću. Ova metoda ima ograničenja, uključujući značajnu distribuciju topline i sporo uravnoteženje u paketima velikog kapaciteta.
Nasuprot tome, aktivno uravnoteženje "ispunjava kratke daske", prenoseći energiju iz stanica više energije na više energije, što rezultira većom učinkovitošću i bržim postizanjem ravnoteže. Međutim, uvodi probleme s složenošću i troškovima, s izazovima u dizajniranju sklopki i kontrolirajući pogone.
S obzirom na kompromis, pasivno uravnoteženje može biti prikladno za stanice s dobrom dosljednošću, dok je aktivno uravnoteženje poželjnije za stanice s većim odstupanjima.
Post Vrijeme: kolovoz-27-2024
