Lithiumbatteripakker er som motorer, der mangler vedligeholdelse; -enBMSUden en afbalanceringsfunktion er kun en dataopsamler og kan ikke betragtes som et styringssystem. Både aktive og passive afbalancering sigter mod at eliminere uoverensstemmelser inden for en batteripakke, men deres implementeringsprincipper er grundlæggende forskellige.
Til klarhed definerer denne artikel afbalancering, der er initieret af BMS gennem algoritmer som aktiv balance, mens balance, der bruger modstande til at sprede energi, kaldes passiv afbalancering. Aktiv afbalancering involverer energioverførsel, hvorimod passiv afbalancering involverer energispredning.
Grundlæggende batteripakke designprincipper
- Opladning skal stoppe, når den første celle er fuldt opladet.
- Udledning skal slutte, når den første celle udtømmes.
- Svagere celler alder hurtigere end stærkere celler.
- -Han -cellen med den svageste ladning vil i sidste ende begrænse batteripakken's Brugbar kapacitet (det svageste link).
- Systemtemperaturgradienten i batteripakken gør celler, der fungerer ved højere gennemsnitstemperaturer svagere.
- Uden afbalancering øges spændingsforskellen mellem de svageste og stærkeste celler med hver ladning og udladningscyklus. Til sidst vil en celle nærme sig maksimal spænding, mens en anden nærmer sig minimumsspænding, hvilket hindrer pakkens ladning og udladningsevne.
På grund af uoverensstemmelsen af celler over tid og forskellige temperaturforhold fra installation er celleafbalancering afgørende.
Lithium-ion-batterier står primært over for to typer uoverensstemmelse: opladning af misforhold og kapacitetsmæssig uoverensstemmelse. Opladning af uoverensstemmelse opstår, når celler med samme kapacitet gradvist adskiller sig som ansvar. Kapacitetsmatch sker, når celler med forskellige indledende kapaciteter bruges sammen. Selvom celler generelt er godt tilpasset, hvis de produceres på samme tid med lignende fremstillingsprocesser, kan uoverensstemmelser opstå fra celler med ukendte kilder eller betydelige fremstillingsforskelle.
Aktiv afbalancering vs. passiv afbalancering
1. formål
Batteripakker består af mange seri-tilsluttede celler, som sandsynligvis ikke er identiske. Afbalancering sikrer, at cellespændingsafvigelser holdes inden for forventede intervaller, hvilket opretholder den samlede anvendelighed og kontrolbarhed og derved forhindrer skader og forlænger batteriets levetid.
2. Sammenligning af design
- Passiv afbalancering: Udlades typisk højere spændingsceller ved hjælp af modstande, der konverterer overskydende energi til varmen. Denne metode udvider opladningstiden for andre celler, men har lavere effektivitet.
- Aktiv afbalancering: En kompleks teknik, der omfordeler sig opladning inden for celler under ladning og udladningscyklusser, reducerer opladningstiden og forlængelse af udladningsvarigheden. Det anvender generelt bundbalanceringsstrategier under udskrivning og topbalanceringsstrategier under opladning.
- Fordele og ulemper sammenligning: Passiv afbalancering er enklere og billigere, men mindre effektiv, da det spilder energi som varme og har langsommere afbalanceringseffekter. Aktiv afbalancering er mere effektiv og overfører energi mellem celler, hvilket forbedrer den samlede brugseffektivitet og opnår balance hurtigere. Det involverer dog komplekse strukturer og højere omkostninger med udfordringer til at integrere disse systemer i dedikerede IC'er.
Konklusion
Begrebet BMS blev oprindeligt udviklet i udlandet, hvor tidlige IC -design fokuserede på spænding og temperaturdetektion. Begrebet afbalancering blev senere introduceret, oprindeligt under anvendelse af resistive udladningsmetoder integreret i ICS. Denne tilgang er nu udbredt, med virksomheder som TI, Maxim og Linear Producer sådanne chips, nogle integrerende switch -drivere i chips.
Fra de passive afbalanceringsprincipper og diagrammer, hvis en batteripakke sammenlignes med en tønde, er cellerne som stavene. Celler med højere energi er lange planker, og dem med lavere energi er korte planker. Passiv afbalancering "forkorter" de lange planker, hvilket resulterer i spildt energi og ineffektivitet. Denne metode har begrænsninger, herunder betydelig varmeafledning og langsom afbalanceringseffekter i pakker med stor kapacitet.
Aktiv afbalancering, derimod, "udfylder de korte planker", overfører energi fra celler med højere energi til lavere energi, hvilket resulterer i højere effektivitet og hurtigere balance. Imidlertid introducerer det kompleksitet og omkostningsspørgsmål med udfordringer i design af switch -matrixer og kontrollerende drev.
I betragtning af afvekslingerne kan passiv afbalancering være egnet til celler med god konsistens, mens aktiv afbalancering foretrækkes for celler med større uoverensstemmelser.
Posttid: Aug-27-2024
