Pakiety baterii litowej są jak silniki, które nie mają konserwacji; ABMSBez funkcji równoważenia jest jedynie zbieraczem danych i nie można go uznać za system zarządzania. Zarówno aktywne, jak i pasywne równoważenie równoważenia w celu wyeliminowania niespójności w pakiecie baterii, ale ich zasady wdrażania są zasadniczo różne.
Dla jasności artykuł ten określa równowagę zainicjowaną przez BMS poprzez algorytmy jako aktywne równoważenie, a równoważenie wykorzystujące rezystory do rozpraszania energii jest nazywane równoważeniem pasywnym. Aktywne równoważenie obejmuje transfer energii, podczas gdy pasywne równoważenie obejmuje rozpraszanie energii.
Podstawowe zasady projektowania pakietów baterii
- Ładowanie musi zatrzymać się, gdy pierwsza komórka jest w pełni naładowana.
- Rozładowanie musi zakończyć się, gdy pierwsza komórka jest wyczerpana.
- Słabsze komórki starzeją się szybciej niż silniejsze komórki.
- -Ognii o najsłabszym ładowaniu ostatecznie ograniczy pakiet akumulatora'S Pojemność użyteczna (najsłabszy link).
- Gradient temperatury systemu w pakiecie akumulatora sprawia, że ogniwa działają w wyższych średnich temperaturach.
- Bez równoważenia różnica napięcia między najsłabszymi i najsilniejszymi komórkami wzrasta z każdym cyklem ładunku i rozładowania. Ostatecznie jedna komórka zbliży się do maksymalnego napięcia, a kolejne zbliża się do minimalnego napięcia, utrudniając ładunek i możliwości rozładowania paczki.
Ze względu na niedopasowanie komórek w czasie i zmieniające się warunki temperatury od instalacji niezbędne jest równoważenie komórek.
Baterie litowo-jonowe przede wszystkim napotykają dwa rodzaje niedopasowania: niedopasowanie ładowania i niedopasowanie pojemności. Niedopasowanie ładowania występuje, gdy komórki o tej samej pojemności stopniowo różnią się odpowiedzialnością. Niedopasowanie pojemności następuje, gdy komórki o różnych początkowych zdolnościach są używane razem. Chociaż komórki są ogólnie dobrze dopasowane, jeśli są wytwarzane w tym samym czasie z podobnymi procesami produkcyjnymi, niedopasowania mogą powstać z komórek o nieznanych źródłach lub znacznych różnicach produkcyjnych.
Aktywne równoważenie vs. równoważenie pasywne
1. Cel
Pakiety akumulatorów składają się z wielu połączonych szeregowych ogniw, które raczej nie będą identyczne. Bilansowanie zapewnia, że odchylenia napięcia komórkowego są utrzymywane w oczekiwanych zakresach, utrzymując ogólną użyteczność i kontrolę, zapobiegając w ten sposób uszkodzenia i rozszerzając żywotność baterii.
2. Porównanie projektu
- Bilansowanie pasywne: zazwyczaj wyładowuje komórki o wyższym napięciu za pomocą rezystorów, przekształcając nadmiar energii w ciepło. Ta metoda wydłuża czas ładowania innych komórek, ale ma niższą wydajność.
- Aktywne równoważenie: złożona technika, która redystrybuuje ładowanie w komórkach podczas cykli ładowania i rozładowania, skracanie czasu ładowania i wydłużenie czasu trwania rozładowania. Zasadniczo stosuje strategie równoważenia dna podczas strategii równoważenia najwyższej jakości podczas ładowania.
- Porównanie zalet i zgody: Bilansowanie pasywne jest prostsze i tańsze, ale mniej wydajne, ponieważ marnuje energię jako ciepło i ma wolniejsze efekty równoważenia. Aktywne równoważenie jest bardziej wydajne, przenosząc energię między komórkami, co poprawia ogólną wydajność użytkowania i szybciej osiąga równowagę. Obejmuje jednak złożone struktury i wyższe koszty, z wyzwaniami w integracji tych systemów z dedykowanymi układami IC.
Wniosek
Pojęcie BMS zostało początkowo opracowane za granicą, a wczesne projekty IC koncentrują się na napięciu i wykryciu temperatury. Pojęcie równoważenia zostało później wprowadzone, początkowo przy użyciu opornych metod rozładowania zintegrowanych z ICS. Takie podejście jest teraz powszechne, a firmy takie jak TI, Maxim i Linear produkują takie układy, niektóre zintegrujące sterowniki przełączników do układów.
Z pasywnych zasad i schematów równoważenia, jeśli pakiet akumulatorowy jest porównywany z lufą, ogniwa są jak Klapety. Komórki o wyższej energii są długimi deskami, a osoby o niższej energii są krótkimi deskami. Bilansowanie pasywne „skraca” długie deski, co skutkuje marnowaną energią i nieefektywnością. Ta metoda ma ograniczenia, w tym znaczące rozpraszanie ciepła i powolne efekty równoważenia w dużych opakowaniach pojemności.
Natomiast aktywne równoważenie „wypełnia krótkie deski”, przenosząc energię z komórek o wyższej energii do niższych energii, co powoduje wyższą wydajność i szybsze osiągnięcie równowagi. Wprowadza jednak złożoność i problemy z kosztami, z wyzwaniami w projektowaniu macierzy przełączników i kontrolowaniu napędów.
Biorąc pod uwagę kompromisy, równoważenie pasywne może być odpowiednie dla komórek o dobrej konsystencji, podczas gdy aktywne równoważenie jest lepsze dla komórek o większych rozbieżnościach.
Czas postu: 27-2024
