Літыевыя акумулятары падобныя на рухавікі, якія не абслугоўваюцца; аBMSбез функцыі балансавання з'яўляецца проста зборшчыкам даных і не можа лічыцца сістэмай кіравання. Як актыўная, так і пасіўная балансіроўка накіраваны на ліквідацыю неадпаведнасцяў у акумулятарным блоку, але прынцыпы іх рэалізацыі прынцыпова адрозніваюцца.
Для яснасці гэты артыкул вызначае балансаванне, ініцыяванае BMS з дапамогай алгарытмаў, як актыўнае балансаванне, у той час як балансаванне, якое выкарыстоўвае рэзістары для рассейвання энергіі, называецца пасіўным балансаваннем. Актыўнае балансаванне прадугледжвае перадачу энергіі, а пасіўнае - рассейванне энергіі.
Асноўныя прынцыпы распрацоўкі акумулятара
- Зарадка павінна спыніцца, калі першая клетка будзе цалкам зараджана.
- Разрадка павінна скончыцца, калі скончыцца першая клетка.
- Больш слабыя клеткі старэюць хутчэй, чым больш моцныя.
- -ячэйка з самым слабым зарадам у канчатковым рахунку абмяжуе акумулятар's карысная ёмістасць (самае слабое звяно).
- Градыент тэмпературы сістэмы ўнутры акумулятарнага блока робіць клеткі, якія працуюць пры больш высокіх сярэдніх тэмпературах, больш слабымі.
- Без балансавання розніца напружання паміж самымі слабымі і самымі моцнымі элементамі павялічваецца з кожным цыклам зарада і разраду. У рэшце рэшт, адна ячэйка наблізіцца да максімальнага напружання, а іншая - да мінімальнага, што перашкаджае магчымасці зарадкі і разрадкі пакета.
З-за неадпаведнасці элементаў з цягам часу і зменлівых тэмпературных умоў ад моманту ўстаноўкі важная балансіроўка элементаў.
Літый-іённыя батарэі ў асноўным сутыкаюцца з двума тыпамі неадпаведнасці: неадпаведнасцю зарадкі і неадпаведнасцю ёмістасці. Неадпаведнасць зарадкі ўзнікае, калі элементы аднолькавай ёмістасці паступова адрозніваюцца па зарадзе. Несупадзенне ёмістасці адбываецца, калі ячэйкі з рознай пачатковай ёмістасцю выкарыстоўваюцца разам. Нягледзячы на тое, што клеткі, як правіла, добра супадаюць, калі яны вырабляюцца прыкладна ў той жа час з аналагічнымі вытворчымі працэсамі, неадпаведнасці могуць узнікаць з-за клетак з невядомымі крыніцамі або значных вытворчых адрозненняў.
Актыўная балансіроўка супраць пасіўнай балансіроўкі
1. Прызначэнне
Акумулятарныя блокі складаюцца з мноства паслядоўна злучаных элементаў, якія наўрад ці будуць аднолькавымі. Балансіроўка забяспечвае захаванне адхіленняў напружання элемента ў чаканых межах, падтрымліваючы агульную зручнасць выкарыстання і кіравальнасць, тым самым прадухіляючы пашкоджанні і падаўжаючы тэрмін службы батарэі.
2. Параўнанне дызайну
- Пасіўная балансіроўка: звычайна разраджае элементы больш высокага напружання з дапамогай рэзістараў, пераўтвараючы лішак энергіі ў цяпло. Гэты метад павялічвае час зарадкі іншых элементаў, але мае меншую эфектыўнасць.
- Актыўная балансіроўка: комплексны метад, які пераразмяркоўвае зарад у клетках падчас цыклаў зарадкі і разрадкі, памяншаючы час зарадкі і павялічваючы працягласць разрадкі. Як правіла, у ім выкарыстоўваюцца ніжнія стратэгіі балансавання падчас разрадкі і верхнія стратэгіі балансавання падчас зарадкі.
- Плюсы і мінусы параўнання: Пасіўная балансіроўка прасцейшая і таннейшая, але менш эфектыўная, паколькі яна марнуе энергію ў выглядзе цяпла і мае больш павольны эфект балансіроўкі. Актыўная балансіроўка больш эфектыўная, перадае энергію паміж клеткамі, што павышае агульную эфектыўнасць выкарыстання і хутчэй дасягае балансу. Аднак гэта прадугледжвае складаныя структуры і больш высокія выдаткі, а таксама праблемы з інтэграцыяй гэтых сістэм у спецыяльныя мікрасхемы.
Заключэнне
Канцэпцыя BMS першапачаткова была распрацавана за мяжой, прычым раннія праекты мікрасхем былі сканцэнтраваны на вызначэнні напружання і тэмпературы. Пазней была ўведзена канцэпцыя балансіроўкі, першапачаткова з выкарыстаннем метадаў рэзістыўнага разраду, убудаваных у мікрасхемы. Гэты падыход цяпер шырока распаўсюджаны, такія кампаніі, як TI, MAXIM і LINEAR, вырабляюць такія мікрасхемы, некаторыя інтэгруюць драйверы камутатараў у мікрасхемы.
З прынцыпаў пасіўнай балансіроўкі і дыяграм, калі акумулятар параўноўваць з бочкай, клеткі падобныя на жэрдкі. Клеткі з больш высокай энергіяй - гэта доўгія дошкі, а з меншай - кароткія. Пасіўнае балансаванне толькі "ўкарачае" доўгія дошкі, што прыводзіць да марнавання энергіі і неэфектыўнасці. Гэты метад мае абмежаванні, у тым ліку значнае рассейванне цяпла і эфект павольнай балансіроўкі ў пакетах вялікай ёмістасці.
Актыўная балансіроўка, наадварот, «запаўняе кароткія планкі», перадаючы энергію ад клетак з большай энергіяй да клетак з меншай энергіяй, што прыводзіць да большай эфектыўнасці і хутчэйшага дасягнення балансу. Тым не менш, гэта ўводзіць складанасць і праблемы з коштам, з праблемамі ў распрацоўцы матрыц пераключальнікаў і кіравання дыскамі.
Улічваючы кампрамісы, пасіўнае балансаванне можа быць прыдатным для ячэек з добрай узгодненасцю, у той час як актыўнае балансаванне пераважней для ячэек з большымі разыходжаннямі.
Час публікацыі: 27 жніўня 2024 г
