Autor: Uređivač web lokacija objavi vrijeme: 2024-10-25 Porijeklo: Mjesto
U modernom tehnologiji baterije često nailazimo na izraz 'balansiranje baterije. ' Ali šta to znači? Osnovni uzročnik leži u proizvodnom procesu i materijalima koji se koriste u baterijama, koji dovode do razlike među pojedinim ćelijama unutar baterije. Na ove razlike utiče i okoliš u kojem baterije rade, poput temperature i vlage. Te se varijacije obično manifestuju kao razlike u naponu baterije. Pored toga, baterije prirodno doživljavaju samoisplauz zbog odvajanja aktivnog materijala iz elektroda i potencijalne razlike između tanjira. Stope samozaslužnog pražnjenja mogu se razlikovati među baterijama zbog razlika u proizvodnim procesima.
Ilustrirajmo to sa primerom: Pretpostavimo u baterijskom pakovanju, jedna ćelija ima veće stanje napunjenosti (SoC) od ostalih. Tijekom postupka punjenja ova ćelija će prvo dostići punu optužbu, uzrokujući ostatak ćelija koje još nisu u potpunosti optužene za prelazak prerano punjenja. Suprotno tome, ako jedna ćelija ima niži SOC, dostićit će svoj ispisni prekinuti napon tokom pražnjenja, sprječavajući da ostale ćelije u potpunosti oslobađaju svoju pohranjenu energiju.
Ovo pokazuje da razlike između baterija ne mogu zanemariti. Na osnovu tog razumijevanja, pojavljuje se potreba za baterijama balansiranja. Tehnologija balansiranja baterije ima za cilj da minimizira ili eliminira razlike između pojedinih ćelija putem tehničkih intervencija kako bi se optimizirali ukupne performanse baterije i produžili svoj životni vijek. Ne samo da balansiranje baterije poboljšava ukupnu efikasnost baterije, ali značajno proširuje i uslužni vijek baterije. Stoga je razumijevanje suštine i važnosti balansiranja baterije ključno za optimizaciju iskorištavanja energije.
Definicija: Balencija baterija odnosi se na upotrebu određenih tehnika i metoda kako bi se osiguralo da svaka pojedina ćelija u bateriji održava konzistentni napon, kapacitet i uslove rada. Ovaj proces je usmjeren na optimizaciju performansi baterije i maksimiziranje svog životnog vijeka putem tehničke intervencije.
Važnost: Prvo, baterija baterija može značajno poboljšati performanse cjelokupnog baterija. Uravnoteženjem, poništavanje performansi uzrokovane pogoršanjem pojedinih ćelija može se izbjeći. Drugo, balansiranje pomaže proširiti životni vijek baterijskog paketa smanjujući razlike napona i kapaciteta između ćelija i smanjenjem unutarnjeg otpora, što učinkovito produžava život baterije. I na kraju, iz sigurnosne perspektive, implementacija balansiranja baterije može spriječiti preplata ili prekomjerno pražnjenje pojedinih ćelija, smanjujući potencijalne sigurnosne rizike kao što su termički bijeg.
Dizajn baterije: Da biste se bavili nedosljedom performansi između pojedinih ćelija, glavnih proizvođača baterije kontinuirano inoviraju i optimiziraju u područjima kao što su dizajn baterije, montaže, izbor materijala, kontrola proizvodnje i održavanje. Ovi napori uključuju poboljšanje dizajna ćelija, optimiziranje dizajna paketa, poboljšanje kontrole procesa, strogo odabir sirovina, jačanje praćenja proizvodnje i poboljšanje uvjeta skladištenja.
BMS (sustav za nadgledanje baterije) Funkcija balansiranja: Podešavanjem raspodjele energije između pojedinih ćelija, BMS smanjuje nedosljednost i povećava upotrebljiv kapacitet i život baterije. Postoje dvije glavne metode za postizanje balansiranja u BMS-u: pasivno uravnoteženje i aktivno balansiranje.
Pasivno balansiranje, poznato i kao balansiranje energije, radi ispuštavanjem suvišne energije iz ćelija sa višim naponom ili kapacitetom u obliku topline, čime se smanjuje njihov napon i kapacitet za podudaranje drugih ćelija. Ovaj se proces uglavnom oslanja na paralelne otpornike povezane sa pojedinim ćelijama da bi se preuzele suvišne energije.
Kada ćelija ima višu optužbu od drugih, višak energije se rastavlja kroz paralelni otpornik, postižući ravnotežu s ostalim ćelijama. Zbog svoje jednostavnosti i niskog troška, pasivna balansiranje široko se koristi u raznim baterijskim sustavima. Međutim, ima nedostatak značajnog gubitka energije, jer se energija rastavlja kao toplina, a ne učinkovito iskorištava. Inženjeri obično ograničavaju balansirajuću struju na niski nivo (oko 100mA). Da biste pojednostavili strukturu, proces uravnoteženja dijeli isti kabelski svežanj ožičenja sa procesom sakupljanja, a dva se koristi naizmenično. Iako ovaj dizajn smanjuje složenost sistema i trošak, također rezultira nižim balansiranjem efikasnosti i dužeg vremena za postizanje primjetnih rezultata. Postoje dvije glavne vrste pasivne balansiranje: fiksirani otpornici shunt i prebačeni otpornici shunt-om. Bivši povezuje fiksni shont kako bi se spriječio prekoračenje, dok potonje precizno kontrolira prelazak na distribuciju viška energije.
Aktivno uravnoteženje, s druge strane, efikasnija je metoda upravljanja energijom. Umjesto da se raspršuju viška energije, pretvara energiju iz ćelija sa većim kapacitetima onima sa manjim kapacitetom koristeći posebno dizajnirane sklopove koji uključuju komponente, kondenzatore i transformatore. To ne uključuje samo napon između ćelija, već i povećava ukupnu brzinu iskorištavanja energije.
Na primjer, za vrijeme punjenja, kada ćelija dostići granicu gornjeg napona, BMS aktivira aktivni mehanizam za balansiranje. Identificira ćelije s relativno malim kapacitetom i pretvara energiju iz visokonaponske ćelije na ove niskonapene ćelije kroz pažljivo dizajniran balansiran krug. Ovaj proces je precizan i efikasan, uvelike poboljšavajući performanse baterije.
I pasivne i aktivne balansiranje igraju kritične uloge u povećanju upotrebljivog kapaciteta baterijskog paketa, proširujući svoj životni vijek i poboljšavajući ukupnu efikasnost sistema.
Kada uspoređuju pasivne i aktivne tehnologije balansiranja, postaje jasno da se značajno razlikuju u svojoj filozofiji i izvršavanju dizajna. Aktivno balansiranje obično uključuje složene algoritme za izračunavanje tačne količine energije za prijenos, dok se pasivna balansiranje precizno oslanja više kontrolirajući vrijeme prekidača za rasipanje viška energije.
Kroz proces uravnoteženja, sustav se kontinuirano prati promjene u parametrima svake ćelije kako bi se osiguralo da operacije balansiranja nisu samo efikasne, već i sigurne. Jednom kada razlike između stanica spadaju u unaprijed definirani prihvatljivi raspon, sustav će prekinuti operaciju uravnoteženja.
Pažljivo odabirom odgovarajućeg načina uravnoteženja, strogo kontrolirajući brzinu i stepen uravnoteženja, te efikasno upravljanje toplom ostvarenom tijekom procesa uravnoteženja, performanse i životni vijek baterije mogu se značajno poboljšati.
