Литийные аккумуляторы похожи на двигатели, которым не хватает технического обслуживания; аБитБез балансировки функция - просто сборщик данных и не может считаться системой управления. Как активная, так и пассивная балансировка направлена на устранение несоответствий в рамках аккумулятора, но их принципы реализации принципиально различны.
Для ясности в этой статье определяется баланс, инициированная BMS с помощью алгоритмов как активное балансирование, в то время как баланс, который использует резисторы для рассеяния энергии, называется пассивным балансировкой. Активная баланс включает перенос энергии, тогда как пассивное балансирование включает в себя рассеяние энергии.
Основные принципы проектирования аккумулятора
- Зарядка должна остановиться, когда первая ячейка полностью заряжена.
- Выброс должен закончиться, когда первая ячейка истощается.
- Более слабые клетки возрастают быстрее, чем более сильные клетки.
- -Не ячейка с самым слабым зарядом в конечном итоге ограничит аккумулятор'S пригодна для использования (самая слабая связь).
- Градиент температуры системы в батарейке делает ячейки, работающие при более высоких средних температурах слабее.
- Без балансировки разность напряжений между самыми слабыми и сильными клетками увеличивается с каждым зарядом и циклом разряда. В конце концов, одна ячейка будет приближаться к максимальному напряжению, в то время как другая приближается к минимальному напряжению, препятствуя возможностям заряда и разряда пакета.
Из -за несоответствия ячеек во времени и различных температурных условий от установки балансировка клеток имеет важное значение.
Литий-ионные батареи в первую очередь сталкиваются с двумя типами несоответствия: несоответствие зарядки и несоответствие способности. Несоответствие зарядки возникает, когда клетки одной и той же пропускной способности постепенно различаются по заряду. Несоответствие способности происходит, когда клетки с различными начальными возможностями используются вместе. Хотя клетки, как правило, хорошо сопоставлены, если они продуцируются примерно в то же время с аналогичными производственными процессами, несоответствия могут возникать из ячеек с неизвестными источниками или значимыми производственными различиями.
Активная баланс против пассивного балансировки
1. Цель
Аккумуляторы состоят из множества ячеек, подключенных к серии, которые вряд ли будут идентичны. Уравновешивание гарантирует, что отклонения напряжения ячейки сохраняются в пределах ожидаемых диапазонов, поддерживая общую удобство использования и управляемость, что предотвращает повреждение и продлевает срок службы батареи.
2. Сравнение дизайна
- Пассивное уравновешивание: обычно разряжает клетки более высокого напряжения с использованием резисторов, преобразуя избыточную энергию в тепло. Этот метод расширяет время зарядки для других ячеек, но имеет более низкую эффективность.
- Активное балансирование: сложный метод, который перераспределяет заряд в ячейках во время циклов заряда и разряда, сокращая время зарядки и продлевая продолжительность разряда. Как правило, в нем используются стратегии балансировки дна во время выписки и лучших стратегий балансировки во время зарядки.
- Сравнение плюсов и минусов: Пассивное уравновешивание проще и дешевле, но менее эффективно, так как он тратит энергию как тепло и имеет более медленные эффекты балансировки. Активная балансировка является более эффективной, передавая энергию между клетками, что повышает общую эффективность использования и быстрее достигает баланса. Тем не менее, он включает в себя сложные структуры и более высокие затраты, с проблемами интеграции этих систем в выделенные ICS.
Заключение
Концепция BMS была первоначально разработана за границей, причем ранние конструкции IC были сосредоточены на напряжении и обнаружении температуры. Позже концепция балансировки была введена, изначально с использованием методов резистивного разряда, интегрированных в ICS. Этот подход в настоящее время широко распространен, поскольку такие компании, как Ti, Maxim и Linear, производят такие чипы, некоторые интегрирующие драйверы переключателей в чипы.
Из принципов пассивного балансировки и диаграмм, если аккумулятор сравнивается с стволом, ячейки похожи на просты. Клетки с более высокой энергией представляют собой длинные доски, а клетки с более низкой энергией - короткие доски. Пассивное уравновешивание только «сокращает» длинные доски, что приводит к потере энергии и неэффективности. Этот метод имеет ограничения, в том числе значительное рассеяние тепла и медленные эффекты балансировки в больших возможностях.
Активное балансирование, напротив, «заполняет короткие доски», передавая энергию от клеток с более высокой энергией в более низкую энергию, что приводит к повышению эффективности и более быстрому достижению баланса. Тем не менее, он вводит проблемы с сложностью и затратами, с проблемами разработки матриц переключения и управления дисками.
Учитывая компромиссы, пассивное балансирование может подходить для клеток с хорошей консистенцией, в то время как активная балансировка предпочтительнее для ячеек с большими несоответствиями.
Время сообщения: 27-2024 августа
