Litija akumulatoru komplekti ir kā dzinēji, kuriem trūkst apkopes; izšķirtBMSBez līdzsvarošanas funkcijas ir tikai datu kolekcionārs, un to nevar uzskatīt par pārvaldības sistēmu. Gan aktīvās, gan pasīvās līdzsvarošanas mērķis ir novērst neatbilstības akumulatora komplektā, taču to ieviešanas principi ir principiāli atšķirīgi.
Skaidrības labad šajā rakstā tiek definēta līdzsvara, ko BMS iniciēja caur algoritmiem kā aktīvu līdzsvarošanu, savukārt balansēšana, kas enerģijas izkliedēšanai izmanto, tiek saukta par pasīvu līdzsvarošanu. Aktīva līdzsvarošana ietver enerģijas pārnešanu, turpretī pasīvā līdzsvarošana ir saistīta ar enerģijas izkliedei.
Pamata akumulatoru konstrukcijas principi
- Uzlādei jāpārtrauc, kad pirmā šūna ir pilnībā uzlādēta.
- Izplūdes jābeidzas, kad pirmā šūna ir noplicināta.
- Vājākas šūnas noveco ātrāk nekā spēcīgākas šūnas.
- -Vis'izmantojamā spēja (vājākā saite).
- Sistēmas temperatūras gradients akumulatora komplektā padara šūnas, kas darbojas augstākā vidējā temperatūrā.
- Bez līdzsvarošanas sprieguma starpība starp vājākajām un spēcīgākajām šūnām palielinās ar katru lādiņu un izlādes ciklu. Galu galā viena šūna tuvosies maksimālajam spriegumam, bet otra tuvojas minimālajam spriegumam, kavējot iepakojuma uzlādes un izlādes iespējas.
Sakarā ar šūnu neatbilstību laika gaitā un mainīgos temperatūras apstākļos no uzstādīšanas, šūnu līdzsvarošana ir būtiska.
Litija jonu akumulatori galvenokārt saskaras ar divu veidu neatbilstību: neatbilstības un spēju neatbilstības uzlādi. Uzlādes neatbilstība notiek, ja šūnas ar tādas pašas jaudas pakāpeniski atšķiras. Kapacitātes neatbilstība notiek, ja šūnas ar atšķirīgu sākotnējo spēju tiek izmantotas kopā. Lai arī šūnas parasti ir labi saskaņotas, ja tās tiek ražotas apmēram tajā pašā laikā ar līdzīgiem ražošanas procesiem, neatbilstības var rasties no šūnām ar nezināmiem avotiem vai ievērojamām ražošanas atšķirībām.
Aktīva līdzsvarošana pret pasīvo līdzsvarošanu
1. Mērķis
Akumulatori sastāv no daudzām ar sērijām savienotām šūnām, kuras, visticamāk, nav identiskas. Balansēšana nodrošina, ka šūnu sprieguma novirzes tiek saglabātas gaidāmajos diapazonos, saglabājot vispārējo lietojamību un vadāmību, tādējādi novēršot bojājumus un pagarinot akumulatora darbības laiku.
2. Dizaina salīdzinājums
- Pasīvā līdzsvarošana: parasti izvada augstāku sprieguma šūnas, izmantojot rezistorus, lieko enerģiju pārveidojot siltumā. Šī metode paplašina uzlādes laiku citām šūnām, bet tai ir zemāka efektivitāte.
- Aktīva līdzsvarošana: sarežģīta tehnika, kas pārdalām lādiņu šūnās lādēšanas un izlādes ciklos, samazinot uzlādes laiku un pagarinot izlādes ilgumu. Parasti tas izmanto apakšējās līdzsvarošanas stratēģijas izrakstīšanas laikā un augšējās līdzsvarošanas stratēģijas uzlādes laikā.
- Plusi un mīnusi salīdzinājums: Pasīvā līdzsvarošana ir vienkāršāka un lētāka, bet mazāk efektīva, jo tā tērē enerģiju kā karstumam un tam ir lēnāka līdzsvarojoša iedarbība. Aktīva līdzsvarošana ir efektīvāka, pārnesot enerģiju starp šūnām, kas uzlabo kopējo lietošanas efektivitāti un ātrāk sasniedz līdzsvaru. Tomēr tas ietver sarežģītas struktūras un augstākas izmaksas, ar izaicinājumiem šo sistēmu integrācijā speciālajā IC.
Secinājums
BMS jēdziens sākotnēji tika izstrādāts ārzemēs, un agrīnie IC dizaini koncentrējās uz sprieguma un temperatūras noteikšanu. Vēlāk tika ieviests līdzsvarošanas jēdziens, sākotnēji izmantojot pretestības izlādes metodes, kas integrētas ICS. Šī pieeja tagad ir plaši izplatīta, ar tādiem uzņēmumiem kā Ti, Maxim un lineārais šādas mikroshēmas, daži integrējošie slēdzis slēdžiem mikroshēmās.
No pasīvajiem līdzsvarošanas principiem un diagrammām, ja akumulatora komplekts tiek salīdzināts ar mucu, šūnas ir kā kātiņi. Šūnas ar augstāku enerģiju ir gari dēļi, un tām, kurām ir zemāka enerģija, ir īsi dēļi. Pasīvā balansēšana tikai "saīsina" garos dēļus, kā rezultātā rodas izšķērdēta enerģija un neefektivitāte. Šai metodei ir ierobežojumi, ieskaitot ievērojamu siltuma izkliedi un lēnu līdzsvarošanas efektu lielās ietilpības iepakojumos.
Turpretī aktīva līdzsvarošana, "aizpilda īsos dēļus", pārnesot enerģiju no augstākas enerģijas šūnām uz zemākas enerģijas patēriņu, kā rezultātā rodas lielāka efektivitāte un ātrāka līdzsvara iegūšana. Tomēr tas ievieš sarežģītības un izmaksu jautājumus ar izaicinājumiem, izstrādājot slēdžu matricas un kontrolējot diskus.
Ņemot vērā kompromisus, pasīvā līdzsvarošana var būt piemērota šūnām ar labu konsistenci, savukārt aktīva līdzsvarošana ir vēlama šūnām ar lielākām neatbilstībām.
Pasta laiks: 27.-2024. Augusts
