A lítium akkumulátorcsomagok olyanok, mint a karbantartás nélküli motorok; ABMSKiegyensúlyozási funkció nélkül csupán adatgyűjtő, és nem tekinthető kezelési rendszernek. Mind az aktív, mind a passzív kiegyensúlyozás célja az akkumulátoron belüli következetlenségek kiküszöbölése, de a megvalósítási alapelveik alapvetően különböznek egymástól.
Az érthetőség érdekében ez a cikk a BMS által az algoritmusok által az aktív kiegyensúlyozáson keresztüli kiegyensúlyozást úgy határozza meg, hogy az ellenállásokat az energia eloszlásához használják, és passzív kiegyensúlyozásnak nevezik. Az aktív kiegyensúlyozás magában foglalja az energiaátadást, míg a passzív kiegyensúlyozás magában foglalja az energiaeloszlás.
Alapvető akkumulátorcsomag -tervezési alapelvek
- A töltésnek meg kell állnia, ha az első cellát teljesen feltöltik.
- A kibocsátásnak az első cella kimerülésének vége lehet.
- A gyengébb sejtek gyorsabban öregednek, mint az erősebb sejtek.
- -A cella a leggyengébb töltéssel végül korlátozza az akkumulátort"s használható kapacitás (a leggyengébb link).
- A rendszer hőmérsékleti gradiense az akkumulátoron belül a cellák magasabb hőmérsékleten történő működését gyengébbé teszi.
- Kiegyensúlyozás nélkül a feszültségkülönbség a leggyengébb és a legerősebb cellák között növekszik az egyes töltési és kisülési ciklusokkal. Végül az egyik cella megközelíti a maximális feszültséget, míg egy másik közel áll a minimális feszültséghez, akadályozva a csomag töltését és kisülési képességeit.
A sejtek időbeli eltérése és a telepítés változó hőmérsékleti körülményei miatt elengedhetetlen a sejtek kiegyensúlyozása.
A lítium-ion akkumulátorok elsősorban kétféle eltéréssel néznek szembe: töltés-eltérés és a kapacitás-eltérés. A töltés -eltérés akkor fordul elő, amikor az azonos kapacitású cellák fokozatosan különböznek a felelősséggel. A kapacitás -eltérés akkor fordul elő, amikor a különböző kezdeti kapacitásokkal rendelkező sejteket együtt használják. Noha a sejtek általában jól illeszkednek, ha ugyanabban az időben termelnek hasonló gyártási folyamatokkal, az eltérések ismeretlen forrásokkal vagy jelentős gyártási különbségekkel rendelkező sejtekből származhatnak.
Aktív kiegyensúlyozás vs. passzív kiegyensúlyozás
1. Cél
Az akkumulátorcsomagok sok sorozathoz kapcsolódó cellából állnak, amelyek valószínűleg nem azonosak. A kiegyensúlyozás biztosítja, hogy a sejtfeszültség -eltéréseket a várt tartományokban tartsák, fenntartva az általános használhatóságot és a kontrollálhatóságot, ezáltal megakadályozva a károsodást és meghosszabbítva az akkumulátor élettartamát.
2. Tervezési összehasonlítás
- Passzív kiegyensúlyozás: Általában a nagyobb feszültségű sejteket ellenállásokkal üríti ki, és a túlzott energiát hőre alakítja. Ez a módszer meghosszabbítja a többi sejt töltési idejét, de alacsonyabb hatékonysággal rendelkezik.
- Aktív kiegyensúlyozás: Egy komplex technika, amely újraelosztja a töltést a cellákon a töltés és a kisülési ciklusok során, csökkentve a töltési időt és meghosszabbítja a kisülési időtartamot. Általában az alsó kiegyensúlyozó stratégiákat alkalmazza a mentesítés és a felső kiegyensúlyozó stratégiák során a töltés során.
- Előnyök és hátrányok összehasonlítás: A passzív kiegyensúlyozás egyszerűbb és olcsóbb, de kevésbé hatékony, mivel pazarolja az energiát, mint a hő, és lassabban kiegyensúlyozó hatása van. Az aktív kiegyensúlyozás hatékonyabb, az energiát továbbítja a sejtek között, ami javítja az általános felhasználási hatékonyságot és gyorsabban eléri az egyensúlyt. Ugyanakkor összetett struktúrákat és magasabb költségeket foglal magában, és kihívásokkal jár, hogy ezeket a rendszereket dedikált IC -kbe integrálják.
Következtetés
A BMS koncepcióját eredetileg külföldön fejlesztették ki, a korai IC -tervek a feszültségre és a hőmérséklet észlelésére összpontosítottak. Később bevezették a kiegyensúlyozás fogalmát, kezdetben az ICS -be integrált rezisztens kisülési módszerekkel. Ez a megközelítés most elterjedt, olyan cégekkel, mint a TI, a Maxim és a lineáris, ilyen chipeket állítanak elő, néhány kapcsoló -illesztőprogramot a chipekbe.
A passzív kiegyensúlyozó alapelvek és diagramok alapján, ha az akkumulátorcsomagot összehasonlítják egy hordóval, a cellák olyanok, mint a botok. A nagyobb energiával rendelkező sejtek hosszú deszkák, és az alacsonyabb energiával rendelkező rövid deszka. A passzív kiegyensúlyozás csak "lerövidíti" a hosszú deszkákat, ami pazarolt energiát és hatékonyságot eredményez. Ennek a módszernek korlátozásai vannak, beleértve a jelentős hőelvezetést és a lassú kiegyensúlyozó hatásokat a nagy kapacitású csomagokban.
Az aktív kiegyensúlyozás ezzel szemben "kitölti a rövid deszkákat", "az energiát a magasabb energiájú sejtekből alacsonyabb energiájú termékekbe továbbítja, ami nagyobb hatékonyságot és gyorsabb egyensúly elérését eredményezi. Ugyanakkor bonyolultsági és költségproblémákat vezet be, kihívásokkal a kapcsoló mátrixok tervezésében és a meghajtók ellenőrzésében.
Tekintettel a kompromisszumokra, a passzív kiegyensúlyozás alkalmas lehet a jó következetességű sejtek számára, míg az aktív kiegyensúlyozás előnyösebb a nagyobb eltérésekkel rendelkező sejteknél.
A postai idő: augusztus-27-2024
