Litiumakkupaketit ovat kuin moottoreita, joita ei tarvitse huoltaa;Rakennusautomaatioilman tasapainotustoimintoa se on pelkkä tiedonkeruulaite eikä sitä voida pitää hallintajärjestelmänä. Sekä aktiivisen että passiivisen tasapainotuksen tavoitteena on poistaa epäjohdonmukaisuuksia akkupaketin sisällä, mutta niiden toteutusperiaatteet ovat perustavanlaatuisesti erilaiset.
Selvyyden vuoksi tässä artikkelissa määritellään rakennusautomaatiojärjestelmän algoritmien avulla käynnistämä tasapainotus aktiiviseksi tasapainotukseksi, kun taas vastusten avulla energiaa haihduttavaa tasapainotusta kutsutaan passiiviseksi tasapainotukseksi. Aktiiviseen tasapainotukseen liittyy energian siirtoa, kun taas passiiviseen tasapainotukseen liittyy energian haihduttamista.
Akkujen perussuunnitteluperiaatteet
- Latauksen on loputtava, kun ensimmäinen kenno on täysin latautunut.
- Purkamisen on loputtava, kun ensimmäinen kenno on tyhjentynyt.
- Heikompi solut vanhenevat nopeammin kuin vahvemmat solut.
- -Heikimmin varautunut kenno rajoittaa lopulta akun varausta's käyttökelpoinen kapasiteetti (heikoin lenkki).
- Akkupaketin järjestelmän lämpötilagradientti tekee korkeammissa keskilämpötiloissa toimivista kennoista heikompia.
- Ilman tasapainotusta heikoimpien ja vahvimpien kennojen välinen jännite-ero kasvaa jokaisen lataus- ja purkaussyklin myötä. Lopulta yksi kenno lähestyy maksimijännitettä, kun taas toinen lähestyy minimijännitettä, mikä haittaa akun lataus- ja purkauskykyä.
Kennojen epäsuhtaisuuden vuoksi ajan myötä ja asennuksen jälkeen vaihtelevien lämpötilaolosuhteiden vuoksi kennojen tasapainottaminen on tärkeää.
Litiumioniakkujen latauserot ovat pääasiassa kahdenlaisia: latauserot ja kapasiteettierot. Latauserot syntyvät, kun saman kapasiteetin omaavien kennojen varaus vaihtelee vähitellen. Kapasiteettierot syntyvät, kun eri alkuperäisillä kapasiteeteilla varustettuja kennoja käytetään yhdessä. Vaikka kennot ovat yleensä hyvin yhteensopivia, jos ne on valmistettu suunnilleen samaan aikaan samankaltaisilla valmistusprosesseilla, eroja voi syntyä myös tuntemattomista lähteistä peräisin olevista kennoista tai merkittävistä valmistuseroista.
Aktiivinen tasapainottaminen vs. passiivinen tasapainottaminen
1. Tarkoitus
Akkupaketit koostuvat useista sarjaan kytketyistä kennoista, jotka eivät todennäköisesti ole identtisiä. Tasapainotus varmistaa, että kennojen jännitepoikkeamat pysyvät odotetuilla alueilla, mikä ylläpitää yleistä käytettävyyttä ja hallittavuutta, estää siten vaurioita ja pidentää akun käyttöikää.
2. Suunnittelun vertailu
- Passiivinen tasapainotus: Tyypillisesti korkeajännitteisten kennojen purkaminen vastusten avulla muuntaa ylimääräisen energian lämmöksi. Tämä menetelmä pidentää muiden kennojen latausaikaa, mutta sen hyötysuhde on alhaisempi.
- Aktiivinen tasapainotus: Monimutkainen tekniikka, joka jakaa varauksen uudelleen kennojen sisällä lataus- ja purkaussyklien aikana, lyhentäen latausaikaa ja pidentäen purkauskestoa. Yleensä siinä käytetään alhaalta tasapainottavia strategioita purkauksen aikana ja ylhäältä tasapainottavia strategioita latauksen aikana.
- Hyvät ja huonot puolet vertailussa: Passiivinen tasapainotus on yksinkertaisempaa ja halvempaa, mutta vähemmän tehokasta, koska se tuhlaa energiaa lämpönä ja sen tasapainotusvaikutukset ovat hitaampia. Aktiivinen tasapainotus on tehokkaampaa, sillä se siirtää energiaa solujen välillä, mikä parantaa kokonaiskäyttötehokkuutta ja saavuttaa tasapainon nopeammin. Se kuitenkin sisältää monimutkaisia rakenteita ja korkeampia kustannuksia, ja näiden järjestelmien integrointi erillisiin integroituihin piireihin on haasteellista.
Johtopäätös
BMS-konsepti kehitettiin alun perin ulkomailla, ja varhaiset integroitujen piirien suunnittelut keskittyivät jännitteen ja lämpötilan mittaamiseen. Myöhemmin otettiin käyttöön tasapainottamisen käsite, jossa aluksi käytettiin integroituihin piiriin integroituja resistiivisiä purkausmenetelmiä. Tämä lähestymistapa on nyt laajalle levinnyt, ja yritykset, kuten TI, MAXIM ja LINEAR, valmistavat tällaisia siruja, ja jotkut integroivat kytkinajureita siruihin.
Passiivisen tasapainotuksen periaatteiden ja kaavioiden perusteella, jos akkupakettia verrataan tynnyriin, kennot ovat kuin sauvoja. Korkeamman energian kennot ovat pitkiä lankkuja ja matalamman energian kennot lyhyitä lankkuja. Passiivinen tasapainotus vain "lyhentää" pitkiä lankkuja, mikä johtaa energian hukkaan ja tehottomuuteen. Tällä menetelmällä on rajoituksensa, mukaan lukien merkittävä lämmönhukka ja hitaat tasapainotusvaikutukset suurikapasiteettisissa akuissa.
Aktiivinen tasapainotus sitä vastoin "täyttää lyhyet lankut" siirtämällä energiaa korkeamman energian kennoista matalamman energian kennon ...
Kompromissit huomioon ottaen passiivinen tasapainottaminen voi sopia soluille, joilla on hyvä konsistenssi, kun taas aktiivinen tasapainottaminen on parempi soluille, joilla on suurempia eroja.
Julkaisun aika: 27.8.2024
