Litijeve baterije so kot motorji, ki nimajo vzdrževanja; aBmsBrez funkcije uravnoteženja je zgolj zbiratelj podatkov in je ni mogoče šteti za sistem upravljanja. Namen aktivnega in pasivnega uravnoteženja je odpraviti neskladnosti znotraj baterije, vendar so njihova načela izvajanja bistveno drugačna.
Zaradi jasnosti ta članek opredeljuje uravnoteženje, ki ga BMS sproži z algoritmi kot aktivno uravnoteženostjo, hkrati pa uravnoteženje, ki uporablja upore za razprševanje energije, imenujemo pasivno uravnoteženje. Aktivno uravnoteženje vključuje prenos energije, medtem ko pasivno uravnoteženje vključuje odvajanje energije.
Osnovna načela oblikovanja baterije
- Polnjenje se mora ustaviti, ko je prva celica v celoti napolnjena.
- Izpuščanje se mora končati, ko je prva celica izčrpana.
- Šibkejše celice se starajo hitreje kot močnejše celice.
- -Ke celica z najšibkejšim nabojem bo na koncu omejila baterijo'uporabna zmogljivost (najšibkejša povezava).
- Temperaturni gradient sistema znotraj baterijske pakete omogoča, da celice delujejo pri višjih povprečnih temperaturah šibkejše.
- Brez uravnoteženja se razlika v napetosti med najšibkejšimi in najmočnejšimi celicami poveča z vsakim ciklom naboja in praznjenja. Sčasoma se bo ena celica približala največji napetosti, druga pa se približa minimalni napetosti, kar ovira zmogljivosti za naboj in odvajanje paketa.
Zaradi neusklajenosti celic sčasoma in spreminjanja temperaturnih pogojev iz namestitve je uravnoteženje celic bistvenega pomena.
Litij-ionske baterije se predvsem soočajo z dvema vrstama neusklajenosti: neusklajenost za polnjenje in neusklajenost zmogljivosti. Neskladje za polnjenje se pojavi, ko se celice enake zmogljivosti postopoma razlikujejo. Neskladje zmogljivosti se zgodi, ko se skupaj uporabljajo celice z različnimi začetnimi zmogljivostmi. Čeprav se celice na splošno dobro ujemajo, če se proizvajajo približno v istem času s podobnimi proizvodnimi procesi, lahko neskladje nastanejo iz celic z neznanimi viri ali pomembnimi proizvodnimi razlikami.
Aktivno uravnoteženje v primerjavi s pasivnim uravnoteženjem
1. namen
Baterijski paketi so sestavljeni iz številnih serijskih celic, ki verjetno ne bodo enake. Uravnoteženje zagotavlja, da se odstopanja napetosti celic ohranjajo v pričakovanih območjih, ohranjajo splošno uporabnost in obvladljivost, s čimer preprečijo poškodbe in podaljšajo življenjsko dobo baterije.
2. Primerjava oblikovanja
- Pasivno uravnoteženje: Običajno izpušča višje napetostne celice z uporom in pretvori odvečno energijo v toploto. Ta metoda podaljša čas polnjenja za druge celice, vendar ima nižjo učinkovitost.
- Aktivno uravnoteženje: zapletena tehnika, ki prerazporedi naboj znotraj celic med cikli polnjenja in praznjenja, zmanjša čas polnjenja in podaljša trajanje praznjenja. Na splošno uporablja strategije uravnoteženja dna med odpustom in strategijami za izravnavo najvišjega izravnave med polnjenjem.
- Primerjava prednosti in slabosti: Pasivno uravnoteženje je preprostejše in cenejše, a manj učinkovito, saj zapravlja energijo kot toploto in ima počasnejše uravnotežene učinke. Aktivno uravnoteženje je učinkovitejše in prenaša energijo med celice, kar izboljša splošno učinkovitost uporabe in hitreje doseže ravnovesje. Vendar vključuje zapletene strukture in večje stroške, z izzivi pri vključevanju teh sistemov v namenske IC.
Zaključek
Koncept BMS je bil sprva razvit v tujini, zgodnji modeli IC pa so se osredotočali na zaznavanje napetosti in temperature. Koncept uravnoteženja je bil pozneje uveden in sprva z uporabo uporovnih metod praznjenja, integriranih v ICS. Ta pristop je zdaj zelo razširjen, saj podjetja, kot so TI, Maxim in Linear, proizvajajo takšne čipe, nekateri gonilniki stikala v čipe.
Če se načela in diagrame pasivnega uravnoteženja, če se baterijski paket primerja s sodom, so celice podobne Staves. Celice z večjo energijo so dolge deske, tiste z nižjo energijo pa so kratke plošče. Pasivno uravnoteženje samo "skrajša" dolge deske, kar ima zapravljeno energijo in neučinkovitost. Ta metoda ima omejitve, vključno z velikimi odpuščanjem toplote in počasnimi uravnoteženimi učinki v paketih velikih zmogljivosti.
V nasprotju s tem aktivno uravnoteženje "napolni kratke plošče", ki prenese energijo iz višje energijske celice na nižje energijske, kar ima za posledico večjo učinkovitost in hitrejšo dosežke ravnotežja. Vendar uvaja težave s kompleksnostjo in stroški, z izzivi pri oblikovanju stikalnih matric in nadzoru pogonov.
Glede na kompromise je pasivno uravnoteženje primerno za celice z dobro konsistenco, medtem ko je aktivno uravnoteženje bolj za celice z večjimi odstopanji.
Čas objave: avgust-27-2024
