Litiumbatteripakker er som motorer som mangler vedlikehold; enBMSUten en balanseringsfunksjon er det bare en datasamler og kan ikke betraktes som et styringssystem. Både aktivt og passiv balansering har som mål å eliminere uoverensstemmelser i en batteripakke, men implementeringsprinsippene deres er grunnleggende forskjellige.
For klarhet definerer denne artikkelen balansering initiert av BMS gjennom algoritmer som aktiv balansering, mens balansering som bruker motstander for å spre energi betegnes som passiv balansering. Aktiv balansering innebærer energioverføring, mens passiv balansering innebærer energispredning.
Grunnleggende batteripakke Designprinsipper
- Lading må stoppe når den første cellen er fulladet.
- Utladning må ende når den første cellen er tømt.
- Svakere celler blir raskere enn sterkere celler.
- -Hv cellen med den svakeste ladningen vil til slutt begrense batteripakken'S brukbar kapasitet (den svakeste lenken).
- Systemtemperaturgradienten i batteripakken gjør at celler fungerer ved høyere gjennomsnittstemperatur svakere.
- Uten balansering øker spenningsforskjellen mellom de svakeste og sterkeste cellene med hver ladnings- og utladningssyklus. Etter hvert vil en celle nærme seg maksimal spenning mens en annen nærmer seg minimumsspenning, og hindrer pakningens ladnings- og utladningsfunksjoner.
På grunn av misforholdet av celler over tid og varierende temperaturforhold fra installasjon, er cellebalansering viktig.
Litium-ion-batterier har primært to typer misforhold: lading av misforhold og kapasitetsmatch. Lading av misforhold oppstår når celler med samme kapasitet gradvis skiller seg ut. Kapasitetsmatching skjer når celler med forskjellige innledende kapasiteter brukes sammen. Selv om celler generelt er godt tilpasset hvis de produseres omtrent samtidig med lignende produksjonsprosesser, kan feilpasning oppstå fra celler med ukjente kilder eller betydelige produksjonsforskjeller.
Aktiv balansering kontra passiv balansering
1. Formål
Batteripakker består av mange seriekoblede celler, som sannsynligvis ikke er identiske. Balansering sikrer at cellespenningsavvik holdes innenfor forventede områder, opprettholder generell brukbarhet og kontrollerbarhet, og dermed forhindrer skade og forlenger batteriets levetid.
2. Design sammenligning
- Passiv balansering: typisk slipper ut høyere spenningsceller ved bruk av motstander, og konverterer overflødig energi til varme. Denne metoden strekker seg ladetid for andre celler, men har lavere effektivitet.
- Aktiv balansering: En kompleks teknikk som omfordeler ladning i celler under ladnings- og utskrivningssykluser, reduserer ladetiden og forlenger utladningsvarigheten. Den bruker vanligvis bunnbalanseringsstrategier under utskrivning og toppbalanseringsstrategier under lading.
- Fordeler og ulemper: Passiv balansering er enklere og billigere, men mindre effektiv, ettersom den kaster bort energi som varme og har tregere balanseringseffekter. Aktiv balansering er mer effektiv, overføring av energi mellom celler, noe som forbedrer den generelle brukseffektiviteten og oppnår balanse raskere. Imidlertid involverer det komplekse strukturer og høyere kostnader, med utfordringer med å integrere disse systemene i dedikerte IC -er.
Konklusjon
Konseptet med BMS ble opprinnelig utviklet i utlandet, med tidlige IC -design med fokus på spenning og temperaturdeteksjon. Begrepet konsept ble senere introdusert, i utgangspunktet ved bruk av resistive utladningsmetoder integrert i IC -er. Denne tilnærmingen er nå utbredt, med selskaper som Ti, Maxim og lineær produsering av slike brikker, noen integrerer Switch -drivere i sjetongene.
Fra de passive balanseringsprinsippene og diagrammer, hvis en batteripakke sammenlignes med en tønne, er cellene som stavene. Celler med høyere energi er lange planker, og de med lavere energi er korte planker. Passiv balansering "bare" forkorter "de lange plankerne, noe som resulterer i bortkastet energi og ineffektivitet. Denne metoden har begrensninger, inkludert betydelig varmeavledning og langsomme balanseringseffekter i pakker med store kapasiteter.
Aktiv balansering, derimot, "fyller ut de korte plankene", overfører energi fra celler med høyere energi til lavere energi, noe som resulterer i høyere effektivitet og raskere balanse oppnåelse. Imidlertid introduserer det kompleksitet og kostnadsproblemer, med utfordringer med å designe brytermatriser og kontrollere stasjoner.
Gitt avveiningene, kan passiv balansering være egnet for celler med god konsistens, mens aktiv balansering er å foretrekke for celler med større avvik.
Post Time: Aug-27-2024
