Ang mga lithium battery pack ay parang mga makina na kulang sa maintenance; aBMSwalang function ng pagbabalanse ay isang kolektor lamang ng data at hindi maituturing na isang sistema ng pamamahala. Parehong aktibo at passive na pagbabalanse ay naglalayong alisin ang mga hindi pagkakapare-pareho sa loob ng isang baterya pack, ngunit ang kanilang mga prinsipyo sa pagpapatupad ay sa panimula ay naiiba.
Para sa kalinawan, tinutukoy ng artikulong ito ang pagbabalanse na pinasimulan ng BMS sa pamamagitan ng mga algorithm bilang aktibong pagbabalanse, habang ang pagbabalanse na gumagamit ng mga resistors upang mawala ang enerhiya ay tinatawag na passive balancing. Ang aktibong pagbabalanse ay nagsasangkot ng paglipat ng enerhiya, samantalang ang passive na pagbabalanse ay nagsasangkot ng pagwawaldas ng enerhiya.
Pangunahing Mga Prinsipyo sa Disenyo ng Battery Pack
- Ang pag-charge ay dapat na huminto kapag ang unang cell ay ganap na na-charge.
- Dapat matapos ang pagdiskarga kapag naubos na ang unang cell.
- Ang mga mahihinang selula ay mas mabilis tumanda kaysa sa mas malakas na mga selula.
- -ang cell na may pinakamahinang charge ay sa huli ay maglilimita sa battery pack's magagamit na kapasidad (ang pinakamahina na link).
- Ang gradient ng temperatura ng system sa loob ng battery pack ay nagpapahina ng mga cell na tumatakbo sa mas mataas na average na temperatura.
- Kung walang pagbabalanse, ang pagkakaiba ng boltahe sa pagitan ng pinakamahina at pinakamalakas na mga cell ay tumataas sa bawat cycle ng pagsingil at paglabas. Sa kalaunan, ang isang cell ay lalapit sa pinakamataas na boltahe habang ang isa pa ay lumalapit sa pinakamababang boltahe, na humahadlang sa mga kakayahan sa pagsingil at paglabas ng pack.
Dahil sa hindi pagkakatugma ng mga cell sa paglipas ng panahon at iba't ibang mga kondisyon ng temperatura mula sa pag-install, ang pagbabalanse ng cell ay mahalaga.
Pangunahing nahaharap ang mga baterya ng Lithium-ion sa dalawang uri ng mismatch: mismatch sa pag-charge at hindi tugma sa kapasidad. Nagaganap ang mismatch sa pag-charge kapag ang mga cell na may parehong kapasidad ay unti-unting nagkakaiba sa singil. Nangyayari ang hindi pagkakatugma ng kapasidad kapag ang mga cell na may iba't ibang mga paunang kapasidad ay ginagamit nang magkasama. Bagama't ang mga cell sa pangkalahatan ay mahusay na tugma kung ang mga ito ay ginawa sa halos parehong oras na may katulad na mga proseso ng pagmamanupaktura, ang mga hindi pagkakatugma ay maaaring lumitaw mula sa mga cell na may hindi kilalang pinagmulan o makabuluhang pagkakaiba sa pagmamanupaktura.
Aktibong Pagbabalanse kumpara sa Passive Balancing
1. Layunin
Ang mga pack ng baterya ay binubuo ng maraming mga cell na konektado sa serye, na malamang na hindi magkapareho. Tinitiyak ng pagbabalanse na ang mga paglihis ng boltahe ng cell ay pinananatili sa loob ng inaasahang saklaw, pinapanatili ang pangkalahatang kakayahang magamit at kontrolin, sa gayon ay maiiwasan ang pinsala at pagpapahaba ng buhay ng baterya.
2. Paghahambing ng Disenyo
- Passive Balancing: Karaniwang naglalabas ng mas mataas na boltahe na mga cell gamit ang mga resistor, na ginagawang init ang sobrang enerhiya. Ang pamamaraang ito ay nagpapalawak ng oras ng pag-charge para sa iba pang mga cell ngunit may mas mababang kahusayan.
- Aktibong Pagbabalanse: Isang kumplikadong pamamaraan na muling namamahagi ng singil sa loob ng mga cell sa panahon ng pag-charge at pag-discharge cycle, binabawasan ang oras ng pag-charge at pagpapahaba ng tagal ng pag-discharge. Ito ay karaniwang gumagamit ng mga diskarte sa ibabang pagbabalanse sa panahon ng paglabas at mga diskarte sa nangungunang pagbabalanse habang nagcha-charge.
- Paghahambing ng mga kalamangan at kahinaan: Ang passive balancing ay mas simple at mas mura ngunit hindi gaanong mahusay, dahil nag-aaksaya ito ng enerhiya bilang init at may mas mabagal na epekto sa pagbabalanse. Ang aktibong pagbabalanse ay mas mahusay, naglilipat ng enerhiya sa pagitan ng mga cell, na nagpapahusay sa pangkalahatang kahusayan sa paggamit at nakakamit ang balanse nang mas mabilis. Gayunpaman, nagsasangkot ito ng mga kumplikadong istruktura at mas mataas na gastos, na may mga hamon sa pagsasama ng mga sistemang ito sa mga dedikadong IC.
Konklusyon
Ang konsepto ng BMS ay unang binuo sa ibang bansa, na may mga maagang disenyo ng IC na nakatuon sa boltahe at pagtukoy ng temperatura. Ang konsepto ng pagbabalanse ay ipinakilala sa ibang pagkakataon, sa simula ay gumagamit ng mga pamamaraan ng resistive discharge na isinama sa mga IC. Ang diskarte na ito ay laganap na ngayon, kasama ang mga kumpanyang tulad ng TI, MAXIM, at LINEAR na gumagawa ng mga naturang chip, ang ilan ay nagsasama ng mga switch driver sa mga chip.
Mula sa mga prinsipyo at diagram ng passive balancing, kung ang isang baterya pack ay inihambing sa isang bariles, ang mga cell ay tulad ng mga stave. Ang mga cell na may mas mataas na enerhiya ay mahahabang tabla, at ang may mas mababang enerhiya ay maiikling tabla. Ang passive balancing ay "pinaiikli" lamang ang mahahabang tabla, na nagreresulta sa nasayang na enerhiya at kawalan ng kahusayan. Ang pamamaraang ito ay may mga limitasyon, kabilang ang makabuluhang pagkawala ng init at mabagal na pagbabalanse ng mga epekto sa malalaking pack ng kapasidad.
Ang aktibong pagbabalanse, sa kabilang banda, ay "pumupuno sa mga maiikling tabla," na naglilipat ng enerhiya mula sa mga cell na may mas mataas na enerhiya patungo sa mga mas mababang enerhiya, na nagreresulta sa mas mataas na kahusayan at mas mabilis na pagkamit ng balanse. Gayunpaman, ipinakilala nito ang pagiging kumplikado at mga isyu sa gastos, na may mga hamon sa pagdidisenyo ng mga switch matrice at pagkontrol sa mga drive.
Dahil sa mga trade-off, ang passive na pagbabalanse ay maaaring angkop para sa mga cell na may mahusay na pagkakapare-pareho, habang ang aktibong pagbabalanse ay mas gusto para sa mga cell na may mas malaking pagkakaiba.
Oras ng post: Aug-27-2024
