Litium -akkupaketit ovat kuin moottoreita, joilla ei ole huoltoa; eräsBMSIlman tasapainotustoimintoa on vain tiedonkeruu, eikä sitä voida pitää hallintajärjestelmänä. Sekä aktiivinen että passiivinen tasapainotus pyrkii poistamaan epäjohdonmukaisuudet akun sisällä, mutta niiden toteutusperiaatteet ovat pohjimmiltaan erilaisia.
Selvyyden vuoksi tämä artikkeli määrittelee BMS: n aloittaman tasapainotuksen aktiivisena tasapainottamisena, kun taas vastusten käyttäminen energian häviämiseen kutsutaan passiiviseksi tasapainoksi. Aktiiviseen tasapainottamiseen sisältyy energiansiirto, kun taas passiivinen tasapainotus sisältää energian hajoamisen.
Perusakkujen suunnitteluperiaatteet
- Latauksen on lopetettava, kun ensimmäinen solu on täysin ladattu.
- Purkautumisen on päätyttävä, kun ensimmäinen solu on ehtynyt.
- Heikommat solut ikääntyvät nopeammin kuin voimakkaammat solut.
- -He heikoin kenno rajoittaa viime kädessä akkua''S -käyttökelpoinen kapasiteetti (heikoin linkki).
- Järjestelmän lämpötilagradientti akun sisällä tekee soluista toimimaan korkeammilla keskimääräisissä lämpötiloissa heikompia.
- Tasapainoa heikoimpien ja vahvimpien solujen välinen jänniteero kasvaa jokaisen varauksen ja purkausjakson myötä. Lopulta yksi solu lähestyy maksimijivistä, kun taas toinen lähtenyt vähimmäisjännitettä, estäen pakkauksen varaus- ja purkausmahdollisuudet.
Solujen epäsuotuisat ja vaihtelevat lämpötilan olosuhteet asennuksesta, solujen tasapainotus on välttämätöntä.
Litium-ioni-akut kohtaavat ensisijaisesti kahden tyyppisen epäsuhta: lataus epäsuhta ja kapasiteetin epäsuhta. Lataus epäsuhta tapahtuu, kun saman kapasiteetin solut eroavat vähitellen varauksestaan. Kapasiteetin epäsuhta tapahtuu, kun soluja, joilla on erilaiset alkuperäiset kapasiteetit, käytetään yhdessä. Vaikka solut ovat yleensä sopusoinnussa, jos ne tuotetaan suunnilleen samaan aikaan samanlaisten valmistusprosessien kanssa, epäsuhteet voivat syntyä soluista, joissa on tuntemattomia lähteitä tai merkittäviä valmistuseroja.
Aktiivinen tasapainotus vs. passiivinen tasapainotus
1. Tarkoitus
Akkupakkaukset koostuvat monista sarjoihin kytketyistä soluista, jotka eivät todennäköisesti ole identtisiä. Tasapainotus varmistaa, että solujännitteen poikkeamat pidetään odotettavissa olevilla alueilla, ylläpitäen yleistä käytettävyyttä ja hallittavuutta, estäen siten vaurioita ja pidentäen akun käyttöikää.
2. Suunnitteluvertailu
- Passiivinen tasapainotus: Tyypillisesti purkaa korkeammat jännitesolut vastusten avulla muuttaen ylimääräisen energian lämmöksi. Tämä menetelmä pidentää latausaikaa muille soluille, mutta sillä on alhaisempi tehokkuus.
- Aktiivinen tasapainotus: monimutkainen tekniikka, joka jakaa varauksen soluihin varaus- ja purkausjaksojen aikana, vähentäen latausaikaa ja pidentäen purkautumisen kestoa. Siinä käytetään yleensä alhaiden tasapainotusstrategioita vastuuvapauden ja ylimmän tasapainotusstrategioiden aikana latauksen aikana.
- Hyödyt ja haittojen vertailu: Passiivinen tasapainotus on yksinkertaisempaa ja halvempaa, mutta vähemmän tehokasta, koska se tuhlaa energiaa lämpöä ja sillä on hitaampia tasapainotusvaikutuksia. Aktiivinen tasapainotus on tehokkaampaa, siirtämällä energiaa solujen välillä, mikä parantaa yleistä käyttötehokkuutta ja saavuttaa tasapainon nopeammin. Se sisältää kuitenkin monimutkaisia rakenteita ja korkeampia kustannuksia, ja haasteet näiden järjestelmien integroinnissa omistettuihin IC: iin.
Johtopäätös
BMS -käsite kehitettiin alun perin ulkomaille, ja varhaiset IC -mallit keskittyivät jännitteen ja lämpötilan havaitsemiseen. Tasapainotuskonsepti otettiin myöhemmin käyttöön, ja alun perin käyttämällä resistiivisiä purkausmenetelmiä integroituna ICS: ään. Tämä lähestymistapa on nyt laajalle levinnyt, kun yritykset, kuten TI, Maxim ja lineaarinen, tuottavat tällaisia siruja, jotkut integroivat kytkinohjaimet siruihin.
Passiivisista tasapainotusperiaatteista ja kaavioista, jos akkua verrataan tynnyriin, solut ovat kuin atovit. Solut, joilla on korkeampi energia, ovat pitkiä lankkuja, ja solut, joilla on alhaisempi energia, ovat lyhyitä lankkuja. Vain passiivinen tasapainotus "lyhentää" pitkiä lankkuja, mikä johtaa tuhlaamaan energiaa ja tehottomuutta. Tällä menetelmällä on rajoituksia, mukaan lukien merkittävä lämmön hajoaminen ja hidas tasapainotusvaikutukset suurissa kapasiteetissa.
Aktiivinen tasapainotus sitä vastoin "täyttää lyhyet lankut", siirtämällä energiaa korkeamman energian soluista alemman energian soluihin, mikä johtaa suurempaan tehokkuuteen ja nopeampaan tasapainon saavuttamiseen. Se esittelee kuitenkin monimutkaisuus- ja kustannusongelmia haasteilla kytkimen matriisien suunnittelussa ja asemien hallinnassa.
Kompromissien vuoksi passiivinen tasapainotus voi olla sopiva soluille, joilla on hyvä konsistenssi, kun taas aktiivinen tasapainotus on parempi soluille, joilla on suurempia eroja.
Viestin aika: elokuu-27-2024
