У сучасных акумулятарных тэхналогіях мы часта сустракаем тэрмін 'балансіроўка батарэі'. Але што гэта значыць? Асноўная прычына заключаецца ў вытворчым працэсе і матэрыялах, якія выкарыстоўваюцца ў батарэях, якія прыводзяць да адрозненняў паміж асобнымі элементамі ў батарэі. На гэтыя адрозненні таксама ўплывае асяроддзе, у якім працуюць батарэі, напрыклад, тэмпература і вільготнасць. Гэтыя варыяцыі звычайна выяўляюцца ў выглядзе розніцы ў напрузе батарэі. Акрамя таго, акумулятары натуральным чынам адчуваюць самаразрад з-за аддзялення актыўнага матэрыялу ад электродаў і рознасці патэнцыялаў паміж пласцінамі. Хуткасць самаразраду можа вар'іравацца ў залежнасці ад батарэі з-за адрозненняў у вытворчых працэсах.
Давайце праілюструем гэта на прыкладзе: выкажам здагадку, што ў акумулятарным блоку адзін элемент мае больш высокі ўзровень зарада (SOC), чым іншыя. У працэсе зарадкі гэтая ячэйка першай дасягне поўнай зарадкі, у выніку чаго астатнія ячэйки, якія яшчэ не цалкам зараджаны, заўчасна спыняюць зарадку. І наадварот, калі адна ячэйка мае меншы SOC, яна спачатку дасягне свайго напружання адключэння разраду падчас разраду, не даючы іншым ячэйкам цалкам вызваліць назапашаную энергію.
Гэта паказвае, што нельга ігнараваць адрозненні паміж акумулятарнымі элементамі. Зыходзячы з гэтага разумення, узнікае неабходнасць балансавання батарэі. Тэхналогія балансавання акумулятара накіравана на мінімізацыю або ліквідацыю адрозненняў паміж асобнымі элементамі з дапамогай тэхнічных умяшанняў для аптымізацыі агульнай прадукцыйнасці акумулятара і падаўжэння тэрміну яго службы. Балансаванне акумулятара не толькі паляпшае агульную эфектыўнасць акумулятара, але і значна павялічвае тэрмін службы акумулятара. Такім чынам, разуменне сутнасці і важнасці балансавання батарэі мае вырашальнае значэнне для аптымізацыі выкарыстання энергіі.
Вызначэнне: пад балансаваннем акумулятара разумеецца выкарыстанне пэўных прыёмаў і метадаў, якія дазваляюць гарантаваць, што кожны асобны элемент акумулятарнага блока падтрымлівае пастаяннае напружанне, ёмістасць і працоўныя ўмовы. Гэты працэс накіраваны на аптымізацыю прадукцыйнасці батарэі і максімальную працягласць яе жыцця шляхам тэхнічнага ўмяшання.
Важнасць: па-першае, балансіроўка акумулятара можа значна палепшыць прадукцыйнасць усяго блока акумулятараў. Балансуючы, можна пазбегнуць зніжэння прадукцыйнасці, выкліканага пагаршэннем стану асобных клетак. Па-другое, балансаванне дапамагае падоўжыць тэрмін службы акумулятара за кошт памяншэння розніцы напружання і ёмістасці паміж элементамі і зніжэння ўнутранага супраціву, што эфектыўна падаўжае тэрмін службы акумулятара. І, нарэшце, з пункту гледжання бяспекі ўкараненне балансіроўкі акумулятара можа прадухіліць празмерную зарадку або празмерную разрадку асобных элементаў, зніжаючы патэнцыйныя рызыкі бяспекі, такія як цеплавы ўцёкі.
Дызайн акумулятара: каб ліквідаваць неадпаведнасць прадукцыйнасці паміж асобнымі элементамі, асноўныя вытворцы акумулятараў пастаянна ўводзяць новаўвядзенні і аптымізуюць у такіх галінах, як дызайн акумулятара, зборка, выбар матэрыялаў, кантроль вытворчага працэсу і тэхнічнае абслугоўванне. Гэтыя намаганні ўключаюць паляпшэнне канструкцыі клетак, аптымізацыю канструкцыі ўпакоўкі, удасканаленне кантролю працэсу, строгі адбор сыравіны, узмацненне маніторынгу вытворчасці і паляпшэнне ўмоў захоўвання.
BMS (Сістэма маніторынгу батарэі) : Функцыя балансавання Рэгулюючы размеркаванне энергіі паміж асобнымі элементамі, BMS памяншае неадпаведнасць і павялічвае карысную ёмістасць і працягласць жыцця батарэі. Ёсць два асноўных метаду дасягнення балансавання ў BMS: пасіўнае балансаванне і актыўнае балансаванне.
Пасіўная балансіроўка, таксама вядомая як балансіроўка рассейвання энергіі, працуе шляхам вызвалення залішняй энергіі з клетак з больш высокім напружаннем або ёмістасцю ў выглядзе цяпла, такім чынам зніжаючы іх напружанне і ёмістасць у адпаведнасці з іншымі клеткамі. Гэты працэс у асноўным абапіраецца на паралельныя рэзістары, падлучаныя да асобных ячэек для шунтавання залішняй энергіі.
Калі клетка мае большы зарад, чым іншыя, лішак энергіі рассейваецца праз паралельны рэзістар, дасягаючы балансу з іншымі клеткамі. Дзякуючы сваёй прастаце і нізкай кошту, пасіўная балансіроўка шырока выкарыстоўваецца ў розных акумулятарных сістэмах. Аднак недахопам з'яўляюцца значныя страты энергіі, паколькі энергія рассейваецца ў выглядзе цяпла, а не эфектыўна выкарыстоўваецца. Інжынеры звычайна абмяжоўваюць ток балансавання да нізкага ўзроўню (каля 100 мА). Каб спрасціць структуру, працэс балансавання выкарыстоўвае адзін і той жа жгут правадоў, што і працэс збору, і абодва працуюць па чарзе. Нягледзячы на тое, што такая канструкцыя зніжае складанасць і кошт сістэмы, яна таксама прыводзіць да зніжэння эфектыўнасці балансавання і больш доўгага часу для дасягнення прыкметных вынікаў. Існуе два асноўных тыпу пасіўнай балансіроўкі: фіксаваныя шунтуючыя рэзістары і пераключаныя шунтуючыя рэзістары. Першы падключае фіксаваны шунт для прадухілення перазарадкі, а другі дакладна кантралюе пераключэнне, каб рассейваць лішнюю энергію.
З іншага боку, актыўная балансіроўка з'яўляецца больш эфектыўным метадам кіравання энергіяй. Замест таго, каб рассейваць залішнюю энергію, ён перадае энергію ад клетак з большай ёмістасцю да тых з меншай ёмістасцю з дапамогай спецыяльна распрацаваных схем, якія ўключаюць такія кампаненты, як індуктары, кандэнсатары і трансфарматары. Гэта не толькі ўраўнаважвае напружанне паміж клеткамі, але і павялічвае агульную хуткасць выкарыстання энергіі.
Напрыклад, падчас зарадкі, калі клетка дасягае верхняй мяжы напружання, BMS актывуе механізм актыўнай балансіроўкі. Ён ідэнтыфікуе ячэйкі з адносна меншай ёмістасцю і перадае энергію ад ячэйкі высокага напружання да гэтых ячэйак нізкага напружання праз старанна распрацаваную схему балансіроўкі. Гэты працэс з'яўляецца адначасова дакладным і эфектыўным, што значна павышае прадукцыйнасць акумулятара.
Як пасіўная, так і актыўная балансіроўка гуляюць вырашальную ролю ў павелічэнні карыснай ёмістасці акумулятара, падаўжэнні тэрміну яго службы і павышэнні агульнай эфектыўнасці сістэмы.
Калі параўноўваць тэхналогіі пасіўнай і актыўнай балансіроўкі, становіцца ясна, што яны істотна адрозніваюцца па філасофіі канструкцыі і выканання. Актыўная балансіроўка звычайна ўключае складаныя алгарытмы для разліку дакладнай колькасці энергіі для перадачы, у той час як пасіўная балансіроўка ў большай ступені абапіраецца на дакладны кантроль часу пераключэння аперацый для рассейвання лішняй энергіі.
На працягу ўсяго працэсу балансавання сістэма бесперапынна адсочвае змены ў параметрах кожнай ячэйкі, каб гарантаваць, што аперацыі балансавання не толькі эфектыўныя, але і бяспечныя. Як толькі розніца паміж ячэйкамі трапляе ў загадзя зададзены прымальны дыяпазон, сістэма спыняе аперацыю балансавання.
Шляхам стараннага выбару адпаведнага метаду балансавання, строгага кантролю хуткасці і ступені балансавання і эфектыўнага кіравання цяплом, якое выдзяляецца падчас працэсу балансавання, прадукцыйнасць і тэрмін службы акумулятарнага блока можна значна палепшыць.
