Litium batterypakke is soos enjins wat nie instandhouding het nie; aBMSsonder 'n balanseringsfunksie is bloot 'n data-insamelaar en kan nie as 'n bestuurstelsel beskou word nie. Beide aktiewe en passiewe balansering het ten doel om teenstrydighede binne 'n batterypak uit te skakel, maar hul implementeringsbeginsels verskil fundamenteel.
Vir duidelikheid definieer hierdie artikel balansering wat deur die BMS deur algoritmes geïnisieer word as aktiewe balansering, terwyl balansering wat resistors gebruik om energie te versprei, passiewe balansering genoem word. Aktiewe balansering behels energie-oordrag, terwyl passiewe balansering energie-dissipasie behels.
Basiese batterypakontwerpbeginsels
- Laai moet stop wanneer die eerste sel ten volle gelaai is.
- Ontlading moet eindig wanneer die eerste sel uitgeput is.
- Swakker selle verouder vinniger as sterker selle.
- -die sel met die swakste lading sal uiteindelik die batterypak beperk'se bruikbare kapasiteit (die swakste skakel).
- Die stelseltemperatuurgradiënt binne die batterypak maak selle wat teen hoër gemiddelde temperature werk, swakker.
- Sonder balansering neem die spanningsverskil tussen die swakste en sterkste selle toe met elke laai- en ontladingsiklus. Uiteindelik sal een sel maksimum spanning nader terwyl 'n ander die minimum spanning nader, wat die pak se laai- en ontladingsvermoë belemmer.
As gevolg van die wanverhouding van selle oor tyd en wisselende temperatuurtoestande vanaf installasie, is selbalansering noodsaaklik.
Litium-ioon-batterye staar hoofsaaklik twee tipes wanpassing in die gesig: laai-wanpas en kapasiteit-wanpassing. Ladingwanpassing vind plaas wanneer selle met dieselfde kapasiteit geleidelik in lading verskil. Kapasiteitswanpassing vind plaas wanneer selle met verskillende aanvanklike kapasiteit saam gebruik word. Alhoewel selle oor die algemeen goed ooreenstem as hulle ongeveer dieselfde tyd met soortgelyke vervaardigingsprosesse geproduseer word, kan wanpassings ontstaan uit selle met onbekende bronne of beduidende vervaardigingsverskille.
Aktiewe Balansering vs Passiewe Balansering
1. Doel
Batterypakke bestaan uit baie reeksgekoppelde selle, wat waarskynlik nie identies sal wees nie. Balansering verseker dat selspanningsafwykings binne verwagte reekse gehou word, wat algehele bruikbaarheid en beheerbaarheid handhaaf, en sodoende skade voorkom en batterylewe verleng.
2. Ontwerpvergelyking
- Passiewe balansering: Ontlaai gewoonlik hoërspanningselle deur resistors te gebruik, wat oortollige energie in hitte omskakel. Hierdie metode verleng die laaityd vir ander selle, maar het 'n laer doeltreffendheid.
- Aktiewe balansering: 'n Komplekse tegniek wat lading binne selle herverdeel tydens laai- en ontladingsiklusse, wat die laaityd verminder en die ontladingsduur verleng. Dit gebruik gewoonlik onderste balanseringstrategieë tydens ontlading en topbalanseringstrategieë tydens laai.
- Voor- en nadele-vergelyking: Passiewe balansering is eenvoudiger en goedkoper, maar minder doeltreffend, aangesien dit energie as hitte mors en stadiger balanseringseffekte het. Aktiewe balansering is meer doeltreffend, die oordrag van energie tussen selle, wat algehele gebruiksdoeltreffendheid verbeter en balans vinniger bereik. Dit behels egter komplekse strukture en hoër koste, met uitdagings om hierdie stelsels in toegewyde IC's te integreer.
Gevolgtrekking
Die konsep van BMS is aanvanklik in die buiteland ontwikkel, met vroeë IC-ontwerpe wat op spanning- en temperatuuropsporing fokus. Die konsep van balansering is later bekendgestel, aanvanklik met behulp van weerstandige ontladingsmetodes wat in IC's geïntegreer is. Hierdie benadering is nou wydverspreid, met maatskappye soos TI, MAXIM en LINEAR wat sulke skyfies vervaardig, sommige wat skakelaandrywers in die skyfies integreer.
Uit die passiewe balanseringsbeginsels en diagramme, as 'n batterypak met 'n vat vergelyk word, is die selle soos die draaghoute. Selle met hoër energie is lang planke, en dié met laer energie is kort planke. Passiewe balansering "verkort" net die lang planke, wat lei tot vermorste energie en ondoeltreffendheid. Hierdie metode het beperkings, insluitend aansienlike hitte-afvoer en stadige balanseringseffekte in groot kapasiteit pakke.
Aktiewe balansering, daarenteen, "vul die kort planke in," wat energie van hoër-energie-selle na laer-energie-selle oordra, wat lei tot hoër doeltreffendheid en vinniger balansbereiking. Dit stel egter kompleksiteit- en kostekwessies bekend, met uitdagings in die ontwerp van skakelaarmatrikse en die beheer van aandrywings.
Gegewe die afwegings, kan passiewe balansering geskik wees vir selle met goeie konsekwentheid, terwyl aktiewe balansering verkieslik is vir selle met groter verskille.
Postyd: Aug-27-2024
