Vjerujem da su svi upoznati s konceptom ćelijske ravnoteže, uglavnom zato što trenutna konzistentnost ćelija nije dovoljno dobra i treba je poboljšati balansom. Baš kao u svijetu, ne možemo pronaći dva identična lista, niti dvije identične ćelije. Balans na kraju ima za cilj otklanjanje nedostataka baterijskih ćelija i sredstvo je kompenzacije. Ispod je kratak uvod u pasivno i aktivno balansiranje litijumskih baterija:
01 Pasivna ravnoteža
Pasivno balansiranje općenito prazni baterije s višim naponom kroz otporno pražnjenje, oslobađajući električnu energiju u obliku topline kako bi se dobilo više vremena punjenja za druge baterije. Na ovaj način je snaga cijelog sistema ograničena baterijom najmanjeg kapaciteta. Tokom procesa punjenja, litijumske baterije generalno imaju gornju graničnu vrednost zaštitnog napona punjenja. Kada određeni niz baterija dostigne ovu vrijednost napona, zaštitna ploča litijumske baterije će prekinuti krug punjenja i zaustaviti punjenje. Stoga su prednosti pasivne ravnoteže niska cijena i jednostavan dizajn kola; Nedostatak je što se balans zasniva na najmanjem preostalom kapacitetu baterije, što ne može povećati kapacitet baterija sa malim preostalim kapacitetom, a 100% balansirane snage se gubi u obliku topline. Zaštitne ploče za litijumske baterije općenito imaju funkciju zaštite od prekomjernog punjenja kako bi se spriječilo prekomjerno punjenje baterije.
Kao što je prikazano na slici 2, tokom procesa punjenja, druga baterija se prvo puni do vrednosti zaštitnog napona, čime se pokreće zaštitni mehanizam zaštitne ploče litijumske baterije i zaustavlja punjenje sistema baterija, što direktno dovodi do nemogućnosti potpunog punjenja baterije. napunite prvu i treću bateriju. Puno punjenje cijelog sistema je ograničeno drugom baterijom, što je gubitak sistema. Da bi se povećala snaga sistema baterija, zaštitna ploča litijumske baterije će balansirati bateriju tokom punjenja. Kao što je prikazano na slici 3, nakon balansiranog pokretanja, zaštitna ploča litijumske baterije će isprazniti drugu bateriju, odgađajući vreme da ona dostigne vrednost zaštitnog napona. Ovo će takođe produžiti vreme punjenja prve i treće baterije, čime se povećava ukupna snaga sistema baterija. Međutim, 100% ispražnjene snage baterije br. 2 pretvara se u oslobađanje toplote, što rezultira značajnim gubitkom (odvođenje toplote baterije br. 2 je gubitak sistema, a takođe i gubitak energije).
Kao što je prikazano na slici 4, pored ozbiljnog uticaja prekomernog punjenja na bateriju, prekomerno pražnjenje takođe može izazvati ozbiljna oštećenja baterije. Slično, zaštitna ploča litijumske baterije ima funkciju zaštite od prekomjernog pražnjenja. Prilikom pražnjenja, kada napon druge baterije dostigne vrijednost zaštite od pražnjenja, aktivira se zaštitni mehanizam zaštitne ploče litijumske baterije, zaustavljajući sistemsko pražnjenje, što direktno uzrokuje nemogućnost preostalog kapaciteta baterije prve i treće baterije. u potpunosti iskorišten. Nakon uravnoteženog pokretanja, sistem prekomjernog pražnjenja će biti poboljšan.
02 Aktivna ravnoteža
Aktivno balansiranje se postiže prenosom električne energije, koji je visoko efikasan i rezultira minimalnim gubicima. Različiti proizvođači imaju različite metode, a balansna struja varira od 1 do 10A.
Pasivno balansiranje je pogodno za aplikacije litijumskih baterija sa malim kapacitetom i malim brojem žica, dok je aktivno balansiranje pogodno za aplikacije litijumskih baterija sa velikim brojem žica i velikim kapacitetom. Za BMS, pored funkcije balansiranja, osnovna strategija balansiranja je još važnija.
Kao što je prikazano na slici 5, svakih 6 nizova baterija čine grupu, a ukupna snaga 6 nizova baterija se prenosi na bateriju manjeg kapaciteta. Induktivno aktivno balansiranje se zasniva na fizičkoj konverziji, integraciji prekidača za napajanje i mikro induktora. Koristi dvosmjernu metodu balansiranja za balansiranje baterija putem prijenosa punjenja između susjednih ili susjednih baterija i može postići balans bez obzira da li je baterija u pražnjenju, napunjenosti ili statičkom stanju. Efikasnost balansiranja je čak 92%.
Princip rada pražnjenja i punjenja prikazan je na slikama 6 i 7, gdje baterija 2 prenosi snagu na baterije 1 i 3. Efikasan prijenos punjenja osigurava da napon tri baterije ostane uravnotežen tokom punjenja, omogućavajući svim baterijama da budu potpuno napunjene. Zaštitna ploča litijumske baterije takođe može da balansira bateriju tokom pražnjenja. Prva i treća baterija prenose svoju snagu na drugu bateriju, a napon tri baterije se konstantno prazni u balansiranom stanju, tako da se sva baterija može potrošiti.