Літієві батареї - це як двигуни, у яких не вистачає технічного обслуговування;BMSБез функції балансування є лише колектором даних і не може вважатися системою управління. Як активне, так і пасивне врівноваження має на меті усунути невідповідності в межах акумулятора, але принципи їх впровадження принципово відрізняються.
Для ясності ця стаття визначає балансування, ініційоване БМС через алгоритми як активне балансування, при цьому балансування, яке використовує резистори для розсіювання енергії, називається пасивним балансуванням. Активне балансування передбачає передачу енергії, тоді як пасивне балансування передбачає розсіювання енергії.
Принципи проектування основних акумуляторних батарей
- Зарядка повинна зупинитися, коли перша комірка повністю заряджається.
- Виписка повинна закінчитися, коли перша комірка виснажена.
- Слабкі клітини старіють швидше, ніж сильніші клітини.
- -замкат з найслабшим зарядом в кінцевому підсумку обмежить пакет акумулятора.Використовуючу здатність (найслабша ланка).
- Системний градієнт температури в батареї робить клітини, що працюють при більш високих середніх температурах.
- Без врівноваження різниця напруги між найслабшими та найсильнішими клітинами збільшується з кожним циклом заряду та розряду. Врешті -решт, одна комірка наближається до максимальної напруги, а інша наближається до мінімальної напруги, перешкоджаючи можливостям заряду та розряду упаковки.
Через невідповідність клітин з часом та різних температурних умов від встановлення, балансування клітин є важливим.
Літій-іонні батареї в першу чергу стикаються з двома типами невідповідності: невідповідність зарядки та невідповідність ємності. Невідповідність зарядки виникає, коли клітини однакової здатності поступово відрізняються відповідальними. Невідповідність ємності трапляється, коли клітини з різними початковими потужностями використовуються разом. Хоча клітини, як правило, добре відповідають, якщо вони виробляються приблизно в один і той же час із подібними виробничими процесами, невідповідність може виникати з клітин з невідомими джерелами або значними виготовленнями.
Активне балансування проти пасивного балансування
1. Мета
Акумуляторні пакети складаються з багатьох підключених серій комірок, які навряд чи будуть однаковими. Балансування гарантує, що відхилення напруги клітин зберігаються в очікуваних діапазонах, підтримка загальної зручності використання та керованості, тим самим запобігаючи пошкодженням та продовженням часу акумулятора.
2. Порівняння дизайну
- Пасивне балансування: зазвичай скидає високі клітини напруги за допомогою резисторів, перетворюючи зайву енергію в тепло. Цей метод продовжує час зарядки для інших клітин, але має меншу ефективність.
- Активне балансування: складна методика, яка перерозподіляє заряд у клітинах під час циклів заряду та розряду, скорочуючи час зарядки та тривалий час розряду. Зазвичай він використовує стратегії збалансування нижніх під час виписки та стратегії вищого балансу під час зарядки.
- Плюси та мінуси порівняння: Пасивне балансування є простішим і дешевшим, але менш ефективним, оскільки воно витрачає енергію як тепло і має повільніші ефекти балансування. Активне балансування є більш ефективним, передаючи енергію між клітинами, що покращує загальну ефективність використання та швидше досягає балансу. Однак він передбачає складні структури та більші витрати, з проблемами інтеграції цих систем у спеціальні ІКС.
Висновок
Концепція BMS спочатку була розроблена за кордоном, при цьому ранні конструкції ІС зосереджувались на напрузі та виявленні температури. Пізніше була введена концепція балансування, спочатку з використанням резистивних методів розряду, інтегрованих у ІКС. Цей підхід зараз широко поширений, з такими компаніями, як TI, Maxim та Linear, що виробляють такі мікросхеми, деякі інтегруючі драйвери перемикання в мікросхеми.
З принципів та діаграм пасивного балансування, якщо акумулятор порівнюється з бочкою, клітини схожі на шпильки. Клітини з більшою енергією - це довгі дошки, а ті, що мають меншу енергію, - це короткі дошки. Пасивне врівноваження лише "скорочує" довгі дошки, що призводить до витраченої енергії та неефективності. Цей метод має обмеження, включаючи значне розсіювання тепла та повільні балансуючі ефекти у пакетах великих потужностей.
Активне врівноваження, навпаки, "заповнює короткі дошки", перенесення енергії з клітин з більш високою енергією в нижчу енергію, що призводить до підвищення ефективності та швидшого досягнення балансу. Однак він вводить проблеми складності та витрат з проблемами в розробці матриць перемикання та контролю приводів.
Враховуючи компроміси, пасивне врівноваження може бути придатним для клітин з хорошою послідовністю, тоді як активне балансування є кращим для клітин з більшими розбіжностями.
Час посади: 27-2024 серпня
