Автор: Редактор на сайта Време за публикуване: 2024-10-25 Произход: Сайт
В съвременната технология на батерията често срещаме термина 'балансиране на батерията. ', Но какво означава това? Основната причина се крие в производствения процес и материалите, използвани в батериите, които водят до разлики между отделните клетки в батерията. Тези разлики също се влияят от средата, в която работят батериите, като температура и влажност. Тези вариации обикновено се проявяват като разлики в напрежението на батерията. Освен това, батериите естествено изпитват самоизразяване поради откъсване на активен материал от електродите и потенциалната разлика между плочите. Степента на самоизразяване може да варира сред батериите поради разликите в производствените процеси.
Нека илюстрираме това с пример: Да предположим, че в батерията, една клетка има по -високо състояние на заряд (SOC) от останалите. По време на процеса на зареждане тази клетка първо ще достигне пълен заряд, причинявайки останалите клетки, които все още не са напълно заредени, за да спрат преждевременно зареждането. И обратно, ако една клетка има по-нисък SOC, тя първо ще достигне напрежението си на прекъсване на изпускането по време на разряда, като пречи на другите клетки да освободят напълно съхраняваната им енергия.
Това показва, че разликите между клетките на батерията не могат да бъдат игнорирани. Въз основа на това разбиране възниква необходимостта от балансиране на батерията. Технологията за балансиране на батерията има за цел да сведе до минимум или премахне разликите между отделните клетки чрез технически интервенции, за да оптимизира общата производителност на батерията и да удължи живота му. Балансирането на батерията не само подобрява общата ефективност на батерията, но и значително удължава живота на батерията. Следователно разбирането на същността и значението на балансирането на батерията е от решаващо значение за оптимизиране на използването на енергия.
Определение: Балансирането на батерията се отнася до използването на специфични техники и методи, за да се гарантира, че всяка отделна клетка в батерията поддържа постоянно напрежение, капацитет и работни условия. Този процес е насочен към оптимизиране на производителността на батерията и увеличаване на живота му чрез техническа намеса.
Значение: Първо, балансирането на батерията може значително да подобри производителността на цялата батерия. Чрез балансиране може да се избегне разграждането на производителността, причинено от влошаването на отделните клетки. Второ, балансирането помага да се удължи живота на батерията чрез намаляване на напрежението и разликите в капацитета между клетките и понижаване на вътрешното съпротивление, което ефективно удължава живота на батерията. И накрая, от гледна точка на безопасността, прилагането на балансиране на батерията може да предотврати презареждане или свръхразреда на отделните клетки, намалявайки потенциалните рискове за безопасност като термично бягство.
Дизайн на батерията: За да се справят с несъответствието между отделните клетки, основните производители на батерии непрекъснато иновации и оптимизиране в области като дизайн на батерията, сглобяване, избор на материали, контрол на производствения процес и поддръжка. Тези усилия включват подобряване на дизайна на клетките, оптимизиране на дизайна на пакетите, подобряване на контрола на процесите, строго подбор на суровини, засилване на мониторинга на производството и подобряване на условията за съхранение.
BMS (Система за наблюдение на батерията) Функция за балансиране: Чрез регулиране на разпределението на енергията между отделните клетки, BMS намалява несъответствието и увеличава използваемата способност и продължителност на живота на батерията. Има два основни метода за постигане на балансиране в BMS: пасивно балансиране и активно балансиране.
Пасивното балансиране, известно още като балансиране на разсейване на енергия, работи чрез освобождаване на излишната енергия от клетки с по -високо напрежение или капацитет под формата на топлина, като по този начин намалява тяхното напрежение и капацитет за съпоставяне на други клетки. Този процес се разчита главно на паралелни резистори, свързани с отделните клетки, за да намаже излишната енергия.
Когато клетката има по -висок заряд от останалите, излишната енергия се разсейва чрез паралелния резистор, постигайки баланс с другите клетки. Поради своята простота и ниска цена, пасивното балансиране се използва широко в различни системи за батерии. Въпреки това, той има недостатъка на значителните загуби на енергия, тъй като енергията се разсейва като топлина, а не ефективно се използва. Инженерите обикновено ограничават балансиращия ток до ниско ниво (около 100mA). За да опрости структурата, процесът на балансиране споделя същата кабелна сбруя с процеса на събиране, а двете работят последователно. Въпреки че този дизайн намалява сложността и разходите на системата, той също води до по -ниска ефективност на балансиране и по -дълго време за постигане на забележими резултати. Има два основни типа пасивно балансиране: фиксирани резистори на шунт и превключени резистори на шунти. Първият свързва фиксиран шунт, за да предотврати презареждане, докато вторият точно контролира превключването, за да разсее излишната енергия.
Активното балансиране, от друга страна, е по -ефективен метод за управление на енергията. Вместо да разсейва излишната енергия, той прехвърля енергия от клетки с по -голям капацитет към тези с по -нисък капацитет, използвайки специално проектирани вериги, които включват компоненти като индуктори, кондензатори и трансформатори. Това не само балансира напрежението между клетките, но също така увеличава общата скорост на използване на енергията.
Например, по време на зареждане, когато една клетка достигне границата на горното напрежение, BMS активира активния механизъм за балансиране. Той идентифицира клетките със сравнително по-нисък капацитет и прехвърля енергия от клетката с високо напрежение към тези клетки с ниско напрежение чрез внимателно проектирана балансираща верига. Този процес е едновременно прецизен и ефективен, значително подобрява производителността на батерията.
Както пасивното, така и активното балансиране играят критична роля за увеличаване на използвания капацитет на батерията, удължаване на живота му и подобряване на общата ефективност на системата.
Когато сравнявате пасивните и активни технологии за балансиране, става ясно, че те се различават значително в своята дизайнерска философия и изпълнение. Активното балансиране обикновено включва сложни алгоритми за изчисляване на точното количество енергия за прехвърляне, докато пасивното балансиране разчита повече на точното контролиране на времето на превключващите операции, за да разсейва излишната енергия.
По време на процеса на балансиране системата непрекъснато следи промените в параметрите на всяка клетка, за да гарантира, че балансиращите операции са не само ефективни, но и безопасни. След като разликите между клетките попадат в предварително определен приемлив диапазон, системата ще прекрати операцията по балансиране.
Чрез внимателно избор на подходящия метод за балансиране, стриктно контролиране на скоростта и степента на балансиране и ефективно управление на топлината, генерирана по време на процеса на балансиране, производителността и продължителността на живота на батерията могат да бъдат значително подобрени.
