Litijumske baterije su poput motora koji nemaju održavanje; aBMSBez balansiranja je samo sakupljač podataka i ne može se smatrati sistemom upravljanja. I aktivna i pasivna balansiranja imaju za cilj uklanjanje nedosljednosti unutar baterije, ali njihova principa implementacije su u osnovi različita.
Za jasnoću, ovaj članak definira balansiranje pokrenute BMS-om kroz algoritme kao aktivno uravnoteženje, dok balansiranje koje koristi otpornike za rasipanje energije naziva se pasivno uravnoteženje. Aktivno balansiranje uključuje prenos energije, dok pasivna balansiranje uključuje rasipanje energije.
Načela dizajna baterije za bateriju
- Punjenje mora se zaustaviti kada se prva ćelija potpuno napuni.
- Ispuštanje se mora završiti kada se prva ćelija iscrpljuje.
- Slabije ćelije dobija brže od jačih ćelija.
- -E ćelija sa najslabiljem nabojem u konačnici će ograničiti bateriju's Korisni kapacitet (najslabija veza).
- Gradijent temperature sustava unutar baterije čini ćelije koje djeluju na višim prosječnim temperaturama slabijim.
- Bez balansiranja, razlika napona između najslabijih i najjačih ćelija se povećava sa svakim ciklusom punjenja i pražnjenja. Na kraju će jedna ćelija pristupiti maksimalnom naponu, dok je druga blizu minimalnog napona, ometaju mogućnosti punjenja i pražnjenja paketa.
Zbog neusklađenosti ćelija s vremenom i različitim temperaturnim uvjetima iz ugradnje, bilanciranje ćelija je neophodno.
Litijum-jonske baterije prije svega suočavaju sa dvije vrste neusklađenosti: punjenje neusklađenosti i neusklađenost kapaciteta. Punjenje neusklađenosti događa se kada ćelije istog kapaciteta postepeno razlikuju zadužene. Neusklađenost kapaciteta se događa kada se stanice sa različitim početnim kapacitetima koriste zajedno. Iako se ćelije uglavnom dobro podudaraju ako se proizvode u isto vrijeme sa sličnim proizvodnim procesima, neusklađenosti mogu nastati iz ćelija sa nepoznatim izvorima ili značajnim proizvodnim razlikama.
Aktivno balansiranje nasuprot pasivnom balansiranju
1. Namjena
Baterijske pakete sastoje se od mnogih serija povezanih stanica, koje vjerovatno neće biti identične. Balansiranje osigurava da se odstupanja od napona ćelija čuvaju u okviru očekivanih raspona, održavajući ukupnu upotrebljivost i kontroličnost, čime se sprečava oštećenje i produženje trajanja baterije.
2. Poređenje dizajna
- Pasivno balansiranje: obično ispuštaju veće naponske ćelije pomoću otpornika, pretvarajući višak energije u toplinu. Ova metoda se pruža vrijeme punjenja za ostale ćelije, ali ima nižu efikasnost.
- Aktivno balansiranje: složena tehnika koja preraspodjela naboj u ćelijama tokom ciklusa punjenja i ispuštanja, smanjujući vrijeme punjenja i produženje trajanja pražnjenja. Općenito zapošljava strategije balansiranja dna tijekom pražnjenja i vrhunske strategije balansiranja tokom punjenja.
- Promjesečaju i sredstva: Pasivno balansiranje je jednostavnije i jeftinije, ali manje efikasno, jer otpada energiju kao toplinu i ima sporije balansiranje efekata. Aktivno balansiranje je efikasnije, prenošenje energije između ćelija, što poboljšava ukupnu efikasnost upotrebe i brže postiže ravnotežu. Međutim, uključuje složene strukture i veće troškove, s izazovima u integriranju ovih sistema u namjenski ICS.
Zaključak
Koncept BMS-a u početku je razvijen u inostranstvu, s ranim IC dizajnom fokusirajući se na otkrivanje napona i temperature. Koncept balansiranja kasnije je uveden, u početku korištenjem otpornih načina pražnjenja integriranim u ICS. Ovaj je pristup sada rasprostranjen, sa kompanijama poput Ti, Maxim i linearne proizvodnje takvih čipova, neki integrirajući upravljačke sklopke u čipove.
Iz pasivnih principa i dijagrama balansiranja, ako se baterija u usporedbi s baterijom u usporedbi s bačvama, stanice su poput stava. Stanice sa većom energijom su duge daske, a one s nižom energijom su kratke daske. Pasivni balansiranje "Skraćuje" duge daske, što rezultira izgubljenom energijom i neefikasnošću. Ova metoda ima ograničenja, uključujući značajne rasipanje topline i sporo balansiranje efekata u velikim kapacitetima.
Aktivno uravnoteženje, prema kontrastu, "ispunjava kratke daske", prenošenje energije iz viših energetskih ćelija do niže energije, što rezultira većom efikasnošću i postignutom bržeg bilansa. Međutim, uvodi probleme složenosti i troškova, s izazovima u dizajniranju matrica prekidača i kontrolnim pogonima.
S obzirom na kompromiše, pasivna balansiranje može biti pogodna za ćelije s dobrim dosljednošću, dok je aktivno balansiranje poželjnije za ćelije sa većim odstupanjima.
Pošta: Aug-27-2024
