Lithium -batterijpakketten zijn als motoren die geen onderhoud hebben; ABMSZonder een evenwichtsfunctie is slechts een gegevensverzamelaar en kan niet worden beschouwd als een managementsysteem. Zowel actieve als passieve evenwichtsbeweging doel om inconsistenties binnen een batterijpakket te elimineren, maar hun implementatieprincipes zijn fundamenteel verschillend.
Voor de duidelijkheid definieert dit artikel in evenwicht gebracht door de BMS door algoritmen als actief balancering, terwijl het evenwicht is voor het evenaren van weerstanden om energie te verdrijven, wordt passief balancering genoemd. Actieve balancering omvat energieoverdracht, terwijl passief balancering energiedissipatie inhoudt.
Basic Battery Pack Design Principles
- Opladen moet stoppen wanneer de eerste cel volledig is opgeladen.
- Ontladen moet eindigen wanneer de eerste cel is uitgeput.
- Zwakkere cellen verouderen sneller dan sterkere cellen.
- -He cel met de zwakste lading zal uiteindelijk het batterijpakket beperken's bruikbare capaciteit (de zwakste link).
- De systeemtemperatuurgradiënt in het batterijpakket zorgt ervoor dat cellen werken bij hogere gemiddelde temperaturen zwakker.
- Zonder in evenwicht te brengen, neemt het spanningsverschil tussen de zwakste en sterkste cellen toe met elke lading- en ontladingscyclus. Uiteindelijk zal de ene cel de maximale spanning naderen, terwijl de andere de minimale spanning nadert, waardoor de lading- en ontladingsmogelijkheden van het pakket worden belemmerd.
Vanwege de mismatch van cellen in de loop van de tijd en variërende temperatuuromstandigheden van de installatie, is celbalancering essentieel.
Lithium-ionbatterijen worden voornamelijk geconfronteerd met twee soorten mismatch: het opladen van mismatch en capaciteitsmismatch. Het laden van mismatch treedt op wanneer cellen van dezelfde capaciteit geleidelijk in lading verschillen. Capaciteitsmismatch gebeurt wanneer cellen met verschillende initiële capaciteiten samen worden gebruikt. Hoewel cellen over het algemeen goed zijn afgestemd als ze rond dezelfde tijd worden geproduceerd met vergelijkbare productieprocessen, kunnen mismatches voortkomen uit cellen met onbekende bronnen of significante productieverschillen.
Actief balancing versus passief balanceren
1. Doel
Batterijpakketten bestaan uit veel serie-verbonden cellen, die waarschijnlijk niet identiek zijn. Balancing zorgt ervoor dat celspanningsafwijkingen binnen de verwachte bereiken worden gehouden, het handhaven van de algehele bruikbaarheid en de controleerbaarheid, waardoor schade wordt voorkomen en de levensduur van de batterij wordt verlengd.
2. Ontwerpvergelijking
- Passief balanceren: loste meestal hogere spanningscellen uit met behulp van weerstanden, om overtollige energie om te zetten in warmte. Deze methode verlengt de laadtijd voor andere cellen maar heeft een lagere efficiëntie.
- Actief balanceren: een complexe techniek die opladen in cellen tijdens lading- en ontladingscycli herverdeelt, waardoor de laadtijd wordt verkort en de ontladingsduur wordt verlengd. Over het algemeen maakt het gebruik van bodembalanceringsstrategieën tijdens ontslag- en topstrategieën tijdens het opladen.
- VOORS EN CONSCHAKKELING: Passief evenwicht is eenvoudiger en goedkoper maar minder efficiënt, omdat het energie verspilt als warmte en langzamere evenwichtseffecten heeft. Actief balanceren is efficiënter, waardoor energie wordt overgedragen tussen cellen, wat de algehele gebruiksefficiëntie verbetert en sneller balans bereikt. Het gaat echter om complexe structuren en hogere kosten, met uitdagingen bij het integreren van deze systemen in speciale IC's.
Conclusie
Het concept van BMS werd aanvankelijk in het buitenland ontwikkeld, met vroege IC -ontwerpen gericht op spanning en temperatuurdetectie. Het concept van evenwicht werd later geïntroduceerd, in eerste instantie met behulp van resistieve ontladingsmethoden geïntegreerd in ICS. Deze aanpak is nu wijdverbreid, met bedrijven als Ti, Maxim en Linear die dergelijke chips produceren, sommige integratie van schakelaars in de chips.
Uit de passieve balanceringsprincipes en -diagrammen, als een batterijpakket wordt vergeleken met een vat, zijn de cellen als de staven. Cellen met hogere energie zijn lange planken en die met lagere energie zijn korte planken. Passief balanceren "verkort" alleen de lange planken, wat resulteert in verspilde energie en inefficiënties. Deze methode heeft beperkingen, waaronder aanzienlijke warmtedissipatie en langzame evenwichtseffecten in pakketten met grote capaciteit.
Actief balanceren daarentegen, vult de korte planken in, "overbrengen van energie van cellen met een hoger energie naar lagere energie, wat resulteert in een hogere efficiëntie en snellere balans. Het introduceert echter complexiteit en kostenproblemen, met uitdagingen bij het ontwerpen van schakelmatrices en het beheersen van schijven.
Gezien de afwegingen kan passief evenwicht geschikt zijn voor cellen met een goede consistentie, terwijl actieve balancering de voorkeur heeft voor cellen met grotere discrepanties.
Posttijd: augustus-27-2024
