Bateritë e litiumit janë si motorë që nuk kanë mirëmbajtje; njëBMSPa një funksion balancimi është thjesht një mbledhës të dhënash dhe nuk mund të konsiderohet një sistem menaxhimi. Si balancimi aktiv ashtu edhe ai pasiv synojnë të eliminojnë mospërputhjet brenda një pakete baterie, por parimet e tyre të zbatimit janë thelbësisht të ndryshme.
Për qartësi, ky artikull e përcakton balancimin e iniciuar nga BMS përmes algoritmeve si balancim aktiv, ndërsa balancimi që përdor rezistorë për të shpërndarë energjinë quhet balancim pasiv. Balancimi aktiv përfshin transferimin e energjisë, ndërsa balancimi pasiv përfshin shpërndarjen e energjisë.
Parimet Bazë të Projektimit të Paketës së Baterisë
- Karikimi duhet të ndalet kur qeliza e parë të jetë plotësisht e ngarkuar.
- Shkarkimi duhet të përfundojë kur qeliza e parë të jetë e zbrazur.
- Qelizat më të dobëta plaken më shpejt se qelizat më të forta.
- -Qeliza me ngarkesën më të dobët në fund të fundit do të kufizojë paketën e baterisë'kapaciteti i përdorshëm (lidhja më e dobët).
- Gradienti i temperaturës së sistemit brenda paketës së baterisë i bën qelizat që veprojnë në temperatura mesatare më të larta më të dobëta.
- Pa balancim, diferenca e tensionit midis qelizave më të dobëta dhe më të forta rritet me çdo cikël ngarkimi dhe shkarkimi. Përfundimisht, një qelizë do t'i afrohet tensionit maksimal, ndërsa një tjetër tensionit minimal, duke penguar aftësitë e ngarkimit dhe shkarkimit të paketës.
Për shkak të mospërputhjes së qelizave me kalimin e kohës dhe kushteve të ndryshueshme të temperaturës nga instalimi, balancimi i qelizave është thelbësor.
Bateritë litium-jon përballen kryesisht me dy lloje mospërputhjesh: mospërputhje karikimi dhe mospërputhje kapaciteti. Mospërputhja e karikimit ndodh kur qelizat me të njëjtin kapacitet ndryshojnë gradualisht në karikim. Mospërputhja e kapacitetit ndodh kur qelizat me kapacitete fillestare të ndryshme përdoren së bashku. Edhe pse qelizat në përgjithësi përputhen mirë nëse prodhohen afërsisht në të njëjtën kohë me procese të ngjashme prodhimi, mospërputhjet mund të lindin nga qelizat me burime të panjohura ose ndryshime të rëndësishme prodhimi.
Balancimi Aktiv kundrejt Balancimit Pasiv
1. Qëllimi
Paketat e baterive përbëhen nga shumë qeliza të lidhura në seri, të cilat nuk ka gjasa të jenë identike. Balancimi siguron që devijimet e tensionit të qelizave të mbahen brenda diapazoneve të pritura, duke ruajtur përdorshmërinë dhe kontrollueshmërinë e përgjithshme, duke parandaluar kështu dëmtimin dhe duke zgjatur jetëgjatësinë e baterisë.
2. Krahasimi i Dizajnit
- Balancimi Pasiv: Zakonisht shkarkon qelizat me tension më të lartë duke përdorur rezistorë, duke e shndërruar energjinë e tepërt në nxehtësi. Kjo metodë zgjat kohën e karikimit për qelizat e tjera, por ka efikasitet më të ulët.
- Balancimi Aktiv: Një teknikë komplekse që rishpërndan ngarkesën brenda qelizave gjatë cikleve të karikimit dhe shkarkimit, duke zvogëluar kohën e karikimit dhe duke zgjatur kohëzgjatjen e shkarkimit. Në përgjithësi përdor strategji balancimi nga poshtë gjatë shkarkimit dhe strategji balancimi nga lart gjatë karikimit.
- Krahasimi i të mirave dhe të këqijave: Balancimi pasiv është më i thjeshtë dhe më i lirë, por më pak efikas, pasi harxhon energji si nxehtësi dhe ka efekte më të ngadalta balancimi. Balancimi aktiv është më efikas, duke transferuar energji midis qelizave, gjë që përmirëson efikasitetin e përgjithshëm të përdorimit dhe arrin ekuilibrin më shpejt. Megjithatë, ai përfshin struktura komplekse dhe kosto më të larta, me sfida në integrimin e këtyre sistemeve në qarqe të integruara të dedikuara.
Përfundim
Koncepti i BMS u zhvillua fillimisht jashtë vendit, me dizajnet e hershme të qarkut të integruar që përqendroheshin në zbulimin e tensionit dhe temperaturës. Koncepti i balancimit u prezantua më vonë, fillimisht duke përdorur metoda shkarkimi rezistues të integruara në qarkun e integruar. Kjo qasje tani është e përhapur, me kompani si TI, MAXIM dhe LINEAR që prodhojnë çipa të tillë, disa prej të cilave integrojnë drajverë çelësash në çipa.
Nga parimet dhe diagramet e balancimit pasiv, nëse një bateri krahasohet me një fuçi, qelizat janë si shkopinj. Qelizat me energji më të lartë janë dërrasa të gjata, dhe ato me energji më të ulët janë dërrasa të shkurtra. Balancimi pasiv vetëm sa i "shkurton" dërrasat e gjata, duke rezultuar në energji të shpërdoruar dhe joefikasitet. Kjo metodë ka kufizime, duke përfshirë shpërndarje të konsiderueshme të nxehtësisë dhe efekte të ngadalta balancimi në paketa me kapacitet të madh.
Balancimi aktiv, në të kundërt, "mbush dërrasat e shkurtra", duke transferuar energji nga qelizat me energji më të lartë në ato me energji më të ulët, duke rezultuar në efikasitet më të lartë dhe arritje më të shpejtë të balancimit. Megjithatë, ai sjell probleme me kompleksitetin dhe koston, me sfida në projektimin e matricave të ndërprerësve dhe kontrollin e disqeve.
Duke pasur parasysh kompromiset, balancimi pasiv mund të jetë i përshtatshëm për qelizat me konsistencë të mirë, ndërsa balancimi aktiv është i preferueshëm për qelizat me mospërputhje më të mëdha.
Koha e postimit: 27 gusht 2024
