Pek bateri litium adalah seperti enjin yang kurang penyelenggaraan; aBMStanpa fungsi pengimbangan hanyalah pengumpul data dan tidak boleh dianggap sebagai sistem pengurusan. Kedua-dua pengimbangan aktif dan pasif bertujuan untuk menghapuskan ketidakkonsistenan dalam pek bateri, tetapi prinsip pelaksanaannya pada asasnya berbeza.
Untuk kejelasan, artikel ini mentakrifkan pengimbangan yang dimulakan oleh BMS melalui algoritma sebagai pengimbangan aktif, manakala pengimbangan yang menggunakan perintang untuk menghilangkan tenaga dipanggil pengimbangan pasif. Pengimbangan aktif melibatkan pemindahan tenaga, manakala pengimbangan pasif melibatkan pelesapan tenaga.
Prinsip Reka Bentuk Pek Bateri Asas
- Pengecasan mesti berhenti apabila sel pertama dicas sepenuhnya.
- Penyahcasan mesti ditamatkan apabila sel pertama habis.
- Sel yang lebih lemah menua lebih cepat daripada sel yang lebih kuat.
- -sel dengan cas paling lemah akhirnya akan mengehadkan pek bateri's kapasiti boleh guna (pautan paling lemah).
- Kecerunan suhu sistem dalam pek bateri menjadikan sel yang beroperasi pada suhu purata yang lebih tinggi lebih lemah.
- Tanpa pengimbangan, perbezaan voltan antara sel paling lemah dan paling kuat meningkat dengan setiap kitaran cas dan nyahcas. Akhirnya, satu sel akan menghampiri voltan maksimum manakala satu lagi menghampiri voltan minimum, menghalang keupayaan cas dan nyahcas pek.
Disebabkan ketidakpadanan sel dari semasa ke semasa dan keadaan suhu yang berbeza-beza daripada pemasangan, pengimbangan sel adalah penting.
Bateri litium-ion terutamanya menghadapi dua jenis ketidakpadanan: ketidakpadanan pengecasan dan ketidakpadanan kapasiti. Ketidakpadanan pengecasan berlaku apabila sel dengan kapasiti yang sama secara beransur-ansur berbeza dalam cas. Ketidakpadanan kapasiti berlaku apabila sel dengan kapasiti awal yang berbeza digunakan bersama. Walaupun sel secara umumnya dipadankan dengan baik jika ia dihasilkan pada masa yang sama dengan proses pembuatan yang serupa, ketidakpadanan boleh timbul daripada sel dengan sumber yang tidak diketahui atau perbezaan pembuatan yang ketara.
Pengimbangan Aktif lwn Pengimbangan Pasif
1. Tujuan
Pek bateri terdiri daripada banyak sel bersambung siri, yang tidak mungkin sama. Pengimbangan memastikan penyimpangan voltan sel dikekalkan dalam julat yang dijangkakan, mengekalkan kebolehgunaan dan kebolehkawalan keseluruhan, dengan itu menghalang kerosakan dan memanjangkan hayat bateri.
2. Perbandingan Reka Bentuk
- Pengimbangan Pasif: Biasanya melepaskan sel voltan yang lebih tinggi menggunakan perintang, menukar tenaga berlebihan kepada haba. Kaedah ini memanjangkan masa pengecasan untuk sel lain tetapi mempunyai kecekapan yang lebih rendah.
- Pengimbangan Aktif: Teknik kompleks yang mengagihkan semula cas dalam sel semasa kitaran cas dan nyahcas, mengurangkan masa pengecasan dan memanjangkan tempoh nyahcas. Ia biasanya menggunakan strategi pengimbangan bawah semasa pelepasan dan strategi pengimbangan atas semasa pengecasan.
- Perbandingan Kebaikan dan Keburukan: Pengimbangan pasif adalah lebih mudah dan lebih murah tetapi kurang cekap, kerana ia membazir tenaga sebagai haba dan mempunyai kesan pengimbangan yang lebih perlahan. Pengimbangan aktif adalah lebih cekap, memindahkan tenaga antara sel, yang meningkatkan kecekapan penggunaan keseluruhan dan mencapai keseimbangan dengan lebih cepat. Walau bagaimanapun, ia melibatkan struktur yang kompleks dan kos yang lebih tinggi, dengan cabaran dalam menyepadukan sistem ini ke dalam IC khusus.
Kesimpulan
Konsep BMS pada mulanya dibangunkan di luar negara, dengan reka bentuk IC awal memfokuskan pada pengesanan voltan dan suhu. Konsep pengimbangan kemudiannya diperkenalkan, pada mulanya menggunakan kaedah nyahcas rintangan yang disepadukan ke dalam IC. Pendekatan ini kini meluas, dengan syarikat seperti TI, MAXIM, dan LINEAR menghasilkan cip sedemikian, beberapa menyepadukan pemacu suis ke dalam cip.
Daripada prinsip dan rajah pengimbangan pasif, jika pek bateri dibandingkan dengan tong, sel-selnya adalah seperti batang kayu. Sel dengan tenaga yang lebih tinggi adalah papan yang panjang, dan yang mempunyai tenaga yang lebih rendah adalah papan yang pendek. Pengimbangan pasif hanya "memendekkan" papan panjang, mengakibatkan tenaga terbuang dan ketidakcekapan. Kaedah ini mempunyai had, termasuk pelesapan haba yang ketara dan kesan pengimbangan perlahan dalam pek kapasiti besar.
Pengimbangan aktif, sebaliknya, "mengisi papan pendek," memindahkan tenaga daripada sel bertenaga tinggi kepada sel bertenaga rendah, menghasilkan kecekapan yang lebih tinggi dan pencapaian keseimbangan yang lebih cepat. Walau bagaimanapun, ia memperkenalkan isu kerumitan dan kos, dengan cabaran dalam mereka bentuk matriks suis dan mengawal pemacu.
Memandangkan pertukaran, pengimbangan pasif mungkin sesuai untuk sel dengan konsistensi yang baik, manakala pengimbangan aktif adalah lebih baik untuk sel yang mempunyai percanggahan yang lebih besar.
Masa siaran: Ogos-27-2024
