Paket baterai lithium seperti mesin yang tidak memiliki perawatan; ABMSTanpa fungsi penyeimbang hanyalah pengumpul data dan tidak dapat dianggap sebagai sistem manajemen. Baik penyeimbangan aktif dan pasif bertujuan untuk menghilangkan ketidakkonsistenan dalam paket baterai, tetapi prinsip implementasinya pada dasarnya berbeda.
Untuk kejelasan, artikel ini mendefinisikan penyeimbangan yang diprakarsai oleh BMS melalui algoritma sebagai penyeimbangan aktif, sementara penyeimbangan yang menggunakan resistor untuk menghilangkan energi disebut penyeimbangan pasif. Penyeimbangan aktif melibatkan transfer energi, sedangkan penyeimbangan pasif melibatkan disipasi energi.
Prinsip Desain Paket Baterai Dasar
- Pengisian harus berhenti ketika sel pertama terisi penuh.
- Pelepasan harus berakhir ketika sel pertama habis.
- Sel -sel yang lebih lemah lebih cepat daripada sel yang lebih kuat.
- -Dia sel dengan muatan terlemah pada akhirnya akan membatasi paket baterai'kapasitas yang dapat digunakan (tautan terlemah).
- Gradien suhu sistem dalam paket baterai membuat sel beroperasi pada suhu rata -rata yang lebih tinggi lebih lemah.
- Tanpa menyeimbangkan, perbedaan tegangan antara sel -sel terlemah dan terkuat meningkat dengan setiap siklus muatan dan pelepasan. Akhirnya, satu sel akan mendekati tegangan maksimum sementara yang lain mendekati tegangan minimum, menghambat kemampuan muatan dan pelepasan paket.
Karena ketidakcocokan sel dari waktu ke waktu dan berbagai kondisi suhu dari pemasangan, penyeimbangan sel sangat penting.
Baterai lithium-ion terutama menghadapi dua jenis ketidakcocokan: pengisian ketidakcocokan dan ketidakcocokan kapasitas. Ketidakcocokan pengisian terjadi ketika sel -sel dengan kapasitas yang sama secara bertahap berbeda dalam penanggung jawab. Ketidakcocokan kapasitas terjadi ketika sel dengan kapasitas awal yang berbeda digunakan bersama. Meskipun sel umumnya cocok jika diproduksi sekitar waktu yang sama dengan proses manufaktur yang sama, ketidakcocokan dapat muncul dari sel dengan sumber yang tidak diketahui atau perbedaan manufaktur yang signifikan.
Penyeimbangan aktif vs. penyeimbangan pasif
1. Tujuan
Paket baterai terdiri dari banyak sel yang terhubung dengan seri, yang tidak mungkin identik. Balancing memastikan bahwa penyimpangan tegangan sel disimpan dalam rentang yang diharapkan, mempertahankan keseluruhan kegunaan dan kemampuan kontrol, sehingga mencegah kerusakan dan memperpanjang masa pakai baterai.
2. Perbandingan Desain
- Balancing pasif: Biasanya melepaskan sel tegangan yang lebih tinggi menggunakan resistor, mengubah energi berlebih menjadi panas. Metode ini memperpanjang waktu pengisian untuk sel lain tetapi memiliki efisiensi yang lebih rendah.
- Penyeimbangan Aktif: Teknik kompleks yang didistribusikan kembali dalam sel selama siklus pengisian dan pelepasan, mengurangi waktu pengisian dan memperpanjang durasi pelepasan. Ini umumnya menggunakan strategi penyeimbangan bawah selama strategi pemulangan dan penyeimbang tertinggi selama pengisian daya.
- Perbandingan pro dan kontra: Penyeimbangan pasif lebih sederhana dan lebih murah tetapi kurang efisien, karena membuang energi sebagai panas dan memiliki efek penyeimbangan yang lebih lambat. Balancing aktif lebih efisien, mentransfer energi antar sel, yang meningkatkan efisiensi penggunaan secara keseluruhan dan mencapai keseimbangan lebih cepat. Namun, ini melibatkan struktur yang kompleks dan biaya yang lebih tinggi, dengan tantangan dalam mengintegrasikan sistem ini ke dalam IC yang berdedikasi.
Kesimpulan
Konsep BMS awalnya dikembangkan di luar negeri, dengan desain IC awal yang berfokus pada deteksi tegangan dan suhu. Konsep penyeimbangan kemudian diperkenalkan, awalnya menggunakan metode pelepasan resistif yang diintegrasikan ke dalam ICS. Pendekatan ini sekarang tersebar luas, dengan perusahaan seperti TI, pepatah, dan linear memproduksi chip seperti itu, beberapa pengemudi pengemudi sakelar ke dalam chip.
Dari prinsip -prinsip dan diagram penyeimbangan pasif, jika paket baterai dibandingkan dengan barel, sel -selnya seperti tongkat. Sel dengan energi yang lebih tinggi adalah papan panjang, dan mereka yang memiliki energi lebih rendah adalah papan pendek. Penyeimbangan pasif hanya "memperpendek" papan panjang, menghasilkan energi yang terbuang dan inefisiensi. Metode ini memiliki keterbatasan, termasuk disipasi panas yang signifikan dan efek penyeimbangan lambat dalam paket kapasitas besar.
Sebaliknya, penyeimbangan aktif, "mengisi papan pendek," mentransfer energi dari sel berenergi lebih tinggi ke yang berenergi lebih rendah, menghasilkan efisiensi yang lebih tinggi dan pencapaian keseimbangan yang lebih cepat. Namun, ini memperkenalkan masalah kompleksitas dan biaya, dengan tantangan dalam merancang saklar matriks dan mengendalikan drive.
Mengingat pertukaran, penyeimbangan pasif mungkin cocok untuk sel dengan konsistensi yang baik, sementara penyeimbangan aktif lebih disukai untuk sel dengan perbedaan yang lebih besar.
Waktu posting: Aug-27-2024
