Літыевыя акумулятары падобныя да рухавікоў, якія не патрабуюць абслугоўвання;ЗСУбез функцыі балансавання з'яўляецца проста зборшчыкам дадзеных і не можа лічыцца сістэмай кіравання. Як актыўнае, так і пасіўнае балансаванне накіраваны на ліквідацыю неадпаведнасцей у акумулятарнай батарэі, але прынцыпы іх рэалізацыі кардынальна адрозніваюцца.
Для яснасці ў гэтым артыкуле балансаванне, ініцыяванае BMS праз алгарытмы, вызначаецца як актыўнае балансаванне, у той час як балансаванне, якое выкарыстоўвае рэзістары для рассейвання энергіі, называецца пасіўным балансаваннем. Актыўнае балансаванне прадугледжвае перадачу энергіі, тады як пасіўнае балансаванне прадугледжвае рассейванне энергіі.
Асноўныя прынцыпы праектавання акумулятарных блокаў
- Зарадку трэба спыніць, калі першая ячэйка будзе цалкам зараджана.
- Разрадка павінна скончыцца, калі першая ячэйка разрадзіцца.
- Слабейшыя клеткі старэюць хутчэй, чым мацнейшыя.
- -элемент з самым слабым зарадам у канчатковым выніку абмяжуе акумулятарную батарэю'карысная ёмістасць (найслабейшае звяно).
- Градыент тэмпературы сістэмы ўнутры акумулятарнай батарэі аслабляе працу элементаў пры больш высокіх сярэдніх тэмпературах.
- Без балансавання розніца напружання паміж самымі слабымі і самымі моцнымі элементамі павялічваецца з кожным цыклам зарадкі і разрадкі. У рэшце рэшт, адзін элемент дасягне максімальнага напружання, а другі — мінімальнага, што перашкаджае магчымасці зарадкі і разрадкі акумулятара.
З-за неадпаведнасці элементаў з цягам часу і розных тэмпературных умоў з моманту ўстаноўкі, балансаванне элементаў мае важнае значэнне.
Літый-іённыя акумулятары ў асноўным сутыкаюцца з двума тыпамі неадпаведнасці: неадпаведнасцю зарадкі і неадпаведнасцю ёмістасці. Неадпаведнасць зарадкі ўзнікае, калі элементы аднолькавай ёмістасці паступова адрозніваюцца па зарадзе. Неадпаведнасць ёмістасці ўзнікае, калі элементы з рознай пачатковай ёмістасцю выкарыстоўваюцца разам. Нягледзячы на тое, што элементы звычайна добра супадаюць, калі яны вырабляюцца прыкладна ў адзін і той жа час з падобнымі вытворчымі працэсамі, неадпаведнасці могуць узнікаць з-за элементаў з невядомых крыніц або значных вытворчых адрозненняў.
Актыўнае балансаванне супраць пасіўнага балансавання
1. Мэта
Акумулятарныя блокі складаюцца з мноства паслядоўна злучаных элементаў, якія наўрад ці будуць аднолькавымі. Балансаванне гарантуе, што адхіленні напружання элементаў застануцца ў чаканых дыяпазонах, падтрымліваючы агульную зручнасць выкарыстання і кіравальнасць, тым самым прадухіляючы пашкоджанні і падаўжаючы тэрмін службы акумулятара.
2. Параўнанне дызайну
- Пасіўная балансіроўка: звычайна разраджае элементы з больш высокім напружаннем з дапамогай рэзістараў, пераўтвараючы лішнюю энергію ў цяпло. Гэты метад падаўжае час зарадкі іншых элементаў, але мае меншую эфектыўнасць.
- Актыўнае балансаванне: складаны метад, які пераразмяркоўвае зарад унутры элементаў падчас цыклаў зарадкі і разрадкі, скарачаючы час зарадкі і падаўжаючы працягласць разрадкі. Звычайна ён выкарыстоўвае стратэгіі ніжняй балансіроўкі падчас разрадкі і стратэгіі верхняй балансіроўкі падчас зарадкі.
- Параўнанне плюсаў і мінусаў: Пасіўнае балансаванне прасцейшае і таннейшае, але менш эфектыўнае, бо яно марнуе энергію ў выглядзе цяпла і мае павольнейшы эфект балансавання. Актыўнае балансаванне больш эфектыўнае, бо яно пераносіць энергію паміж ячэйкамі, што павышае агульную эфектыўнасць выкарыстання і хутчэй дасягае балансу. Аднак яно прадугледжвае складаныя структуры і больш высокія выдаткі, а таксама праблемы з інтэграцыяй гэтых сістэм у спецыялізаваныя інжынерныя схемы.
Выснова
Канцэпцыя BMS (сістэмы кіравання будынкамі) першапачаткова была распрацавана за мяжой, прычым раннія распрацоўкі мікрасхем былі сканцэнтраваны на вызначэнні напружання і тэмпературы. Пазней была ўведзена канцэпцыя балансавання, першапачаткова з выкарыстаннем метадаў рэзістыўнага разраду, інтэграваных у мікрасхемы. Гэты падыход зараз шырока распаўсюджаны, і такія кампаніі, як TI, MAXIM і LINEAR, вырабляюць такія мікрасхемы, некаторыя з якіх інтэгруюць у іх драйверы перамыкачоў.
Згодна з прынцыпамі і дыяграмамі пасіўнага балансавання, калі параўнаць акумулятарную батарэю з бочкай, то яе элементы падобныя на кійкі. Элементы з большай энергіяй — гэта доўгія планкі, а элементы з меншай энергіяй — кароткія планкі. Пасіўнае балансаванне толькі «скарачае» доўгія планкі, што прыводзіць да страты энергіі і неэфектыўнасці. Гэты метад мае абмежаванні, у тым ліку значнае рассейванне цяпла і павольны эфект балансавання ў акумулятарных батарэях вялікай ёмістасці.
Актыўнае балансаванне, наадварот, «запаўняе кароткія планкі», пераносячы энергію з больш энергетычных элементаў на менш энергетычныя, што прыводзіць да павышэння эфектыўнасці і хутчэйшага дасягнення балансу. Аднак яно стварае праблемы складанасці і выдаткаў, звязаныя з праектаваннем камутацыйных матрыц і кіраваннем прывадамі.
Улічваючы кампрамісы, пасіўнае балансаванне можа падыходзіць для ячэек з добрай кансістэнцыяй, у той час як актыўнае балансаванне пераважней для ячэек з большымі дыферэнцыяцыямі.
Час публікацыі: 27 жніўня 2024 г.
