Paketat e baterive litium janë si motorët që nuk kanë mirëmbajtje; aBMSpa një funksion balancues është thjesht një grumbullues i të dhënave 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 zbatimit të tyre janë thelbësisht të ndryshme.
Për qartësi, ky artikull përcakton balancimin e inicuar 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 baterive
- Ngarkimi duhet të ndalojë kur qeliza e parë të jetë plotësisht e ngarkuar.
- Shkarkimi duhet të përfundojë kur qeliza e parë është e varfëruar.
- Qelizat më të dobëta plaken më shpejt se qelizat më të forta.
- -qeliza me ngarkesën më të dobët do të kufizojë përfundimisht paketën e baterisë'Kapaciteti i përdorshëm (lidhja më e dobët).
- Gradienti i temperaturës së sistemit brenda paketës së baterisë i bën qelizat që funksionojnë 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 i afrohet tensionit minimal, duke penguar aftësitë e ngarkimit dhe shkarkimit të paketës.
Për shkak të mospërputhjes së qelizave me kalimin e kohës dhe kushteve të ndryshme të temperaturës nga instalimi, balancimi i qelizave është thelbësor.
Bateritë litium-jon kryesisht përballen me dy lloje mospërputhjesh: mospërputhje karikimi dhe mospërputhje kapaciteti. Mospërputhja e karikimit ndodh kur qelizat me të njëjtin kapacitet ndryshojnë gradualisht në ngarkim. Mospërputhja e kapacitetit ndodh kur qelizat me kapacitete fillestare të ndryshme përdoren së bashku. Megjithëse qelizat përgjithësisht përputhen mirë nëse prodhohen në të njëjtën kohë me procese të ngjashme prodhimi, mospërputhjet mund të lindin nga qeliza me burime të panjohura ose ndryshime të rëndësishme prodhuese.
Balancimi aktiv kundrejt balancimit pasiv
1. Qëllimi
Paketat e baterive përbëhen nga shumë qeliza të lidhura me seri, të cilat nuk ka gjasa të jenë identike. Balancimi siguron që devijimet e tensionit të qelisë të mbahen brenda intervaleve të pritshme, duke ruajtur përdorshmërinë dhe kontrollueshmërinë e përgjithshme, duke parandaluar kështu dëmtimin dhe duke zgjatur jetëgjatësinë e baterisë.
2. Krahasimi i dizajnit
- Balancimi pasiv: Në mënyrë tipike shkarkon qelizat e tensionit më të lartë duke përdorur rezistorë, duke e kthyer 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 ngarkimit dhe shkarkimit, duke reduktuar kohën e karikimit dhe duke zgjatur kohëzgjatjen e shkarkimit. Në përgjithësi përdor strategji të balancimit të poshtëm gjatë shkarkimit dhe strategji të balancimit të sipërm gjatë karikimit.
- Krahasimi pro dhe kundër: Balancimi pasiv është më i thjeshtë dhe më i lirë, por më pak efikas, pasi harxhon energji si nxehtësi dhe ka efekte balancuese më të ngadalta. 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 IC-të e dedikuara.
konkluzioni
Koncepti i BMS fillimisht u zhvillua jashtë vendit, me dizajne të hershme IC të fokusuara në zbulimin e tensionit dhe temperaturës. Koncepti i balancimit u prezantua më vonë, duke përdorur fillimisht metodat e shkarkimit rezistent të integruara në IC. Kjo qasje tani është e përhapur, me kompani si TI, MAXIM dhe LINEAR që prodhojnë çipa të tillë, disa duke integruar drejtuesit e çelësave në çipa.
Nga parimet dhe diagramet e balancimit pasiv, nëse një paketë baterie krahasohet me një fuçi, qelizat janë si shufrat. Qelizat me energji më të lartë janë dërrasa të gjata, dhe ato me energji më të ulët janë dërrasa të shkurtra. Balancimi pasiv vetëm "shkurton" dërrasat e gjata, duke rezultuar në humbje të energjisë dhe joefikasitet. Kjo metodë ka kufizime, duke përfshirë shpërndarje të konsiderueshme të nxehtësisë dhe efekte të ngadalta balancuese në paketat me kapacitet të madh.
Balancimi aktiv, nga ana tjetër, "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 ekuilibrit. Megjithatë, ai paraqet çështje kompleksiteti dhe kostoje, me sfida në hartimin e matricave të ndërrimit dhe kontrollin e disqeve.
Duke pasur parasysh kompromiset, balancimi pasiv mund të jetë i përshtatshëm për qelizat me qëndrueshmëri të mirë, ndërsa balancimi aktiv është i preferueshëm për qelizat me mospërputhje më të mëdha.
Koha e postimit: Gusht-27-2024
