بسته های باتری لیتیوم مانند موتورهایی هستند که فاقد نگهداری هستند. بوهاBMSبدون تابع تعادل صرفاً یک جمع کننده داده است و نمی تواند یک سیستم مدیریتی در نظر گرفته شود. هر دو تعادل فعال و منفعل هدف از بین بردن ناسازگاری ها در یک باتری است ، اما اصول اجرای آنها اساساً متفاوت است.
برای وضوح ، این مقاله تعادل آغاز شده توسط BMS از طریق الگوریتم ها را به عنوان تعادل فعال تعریف می کند ، در حالی که متعادل کننده که از مقاومت در برابر از بین بردن انرژی استفاده می کند ، تعادل منفعل نامیده می شود. تعادل فعال شامل انتقال انرژی است ، در حالی که تعادل منفعل شامل اتلاف انرژی است.
اصول اصلی طراحی باتری
- شارژ باید در صورت شارژ اولین سلول متوقف شود.
- هنگام تخلیه سلول اول باید تخلیه پایان یابد.
- سلولهای ضعیف سریعتر از سلولهای قوی تر سن دارند.
- -او سلول با ضعیف ترین بار در نهایت بسته باتری را محدود می کند'ظرفیت قابل استفاده (ضعیف ترین پیوند).
- گرادیان دمای سیستم در بسته باتری باعث می شود سلولها با دمای متوسط بالاتر ضعیف تر شوند.
- بدون تعادل ، اختلاف ولتاژ بین ضعیف ترین و قوی ترین سلولها با هر چرخه بار و تخلیه افزایش می یابد. سرانجام ، یک سلول به حداکثر ولتاژ نزدیک می شود در حالی که دیگری نزدیک به ولتاژ حداقل است و مانع از قابلیت بار و قابلیت تخلیه بسته می شود.
با توجه به عدم تطابق سلولها به مرور زمان و متفاوت بودن شرایط دما از نصب ، تعادل سلول ضروری است.
باتری های لیتیوم یون در درجه اول با دو نوع عدم تطابق روبرو هستند: شارژ عدم تطابق و عدم تطابق ظرفیت. عدم تطابق شارژ هنگامی اتفاق می افتد که سلولهایی با همان ظرفیت به تدریج از نظر مسئولیت متفاوت باشند. عدم تطابق ظرفیت زمانی اتفاق می افتد که سلولهای دارای ظرفیت اولیه مختلف با هم استفاده می شوند. اگرچه اگر تقریباً در همان زمان با فرآیندهای تولید مشابه تولید شوند ، سلول ها به خوبی مطابقت دارند ، عدم تطابق می تواند از سلولهای دارای منابع ناشناخته یا تفاوتهای قابل توجهی در تولید ایجاد شود.
تعادل فعال در مقابل تعادل منفعل
1. هدف
بسته های باتری شامل بسیاری از سلولهای متصل به سری هستند که بعید است یکسان باشند. تعادل تضمین می کند که انحراف ولتاژ سلولی در محدوده مورد انتظار نگه داشته می شود و قابلیت استفاده و کنترل کلی را حفظ می کند و از این طریق مانع از آسیب و افزایش عمر باتری می شود.
2. مقایسه طراحی
- توازن منفعل: به طور معمول سلولهای ولتاژ بالاتر را با استفاده از مقاومت تخلیه می کند و انرژی اضافی را به گرما تبدیل می کند. این روش زمان شارژ برای سلولهای دیگر را افزایش می دهد اما راندمان کمتری دارد.
- تعادل فعال: یک تکنیک پیچیده که مجدداً در طول چرخه بار و تخلیه شارژ می شود ، باعث کاهش زمان شارژ و افزایش مدت زمان تخلیه می شود. این امر به طور کلی از استراتژی های متعادل کننده پایین در هنگام تخلیه و استراتژی های متعادل کننده بالا در هنگام شارژ استفاده می کند.
- مقایسه مثبت و منفی: تعادل منفعل ساده تر و ارزان تر است اما کارآمدتر است ، زیرا انرژی را به عنوان گرما هدر می دهد و دارای اثرات متعادل کننده کندتر است. تعادل فعال کارآمدتر است و انرژی بین سلولها را منتقل می کند ، که باعث افزایش راندمان استفاده کلی می شود و سریعتر به تعادل می رسد. با این حال ، این شامل ساختارهای پیچیده و هزینه های بالاتر است ، با چالش هایی در ادغام این سیستم ها در IC های اختصاصی.
پایان
مفهوم BMS در ابتدا در خارج از کشور ساخته شد و طرح های اولیه IC بر روی ولتاژ و تشخیص دما متمرکز شده است. مفهوم تعادل بعداً معرفی شد ، در ابتدا با استفاده از روشهای تخلیه مقاومت در ICS. این رویکرد در حال حاضر گسترده است ، با شرکت هایی مانند Ti ، Maxim و Linear تولید چنین تراشه هایی ، برخی از درایورهای سوئیچ یکپارچه در تراشه ها هستند.
از اصول و نمودارهای متعادل کننده منفعل ، اگر یک باتری با یک بشکه مقایسه شود ، سلول ها مانند غرفه ها هستند. سلولهای دارای انرژی بالاتر تخته های طولانی هستند و افراد با انرژی کمتری تخته های کوتاه هستند. توازن منفعل فقط تخته های طولانی را کوتاه می کند ، و در نتیجه انرژی هدر رفته و ناکارآمدی ایجاد می شود. این روش محدودیت هایی دارد ، از جمله اتلاف گرما قابل توجه و اثرات متعادل کننده آهسته در بسته های با ظرفیت بزرگ.
در مقابل ، تعادل فعال ، "تخته های کوتاه را پر می کند" ، انتقال انرژی از سلولهای با انرژی بالاتر به افراد کم مصرف ، و در نتیجه راندمان بالاتر و دستیابی به تعادل سریعتر. با این حال ، این مسئله پیچیدگی و هزینه را با چالش هایی در طراحی ماتریس سوئیچ و کنترل درایوها معرفی می کند.
با توجه به معاملات تجاری ، تعادل منفعل ممکن است برای سلولهایی با قوام خوب مناسب باشد ، در حالی که تعادل فعال برای سلولهای دارای اختلاف بیشتر ارجح است.
زمان پست: اوت -27-2024
