Autor: Sitio Editor Publicar Tempo: 2024-10-25 Orixe: Sitio
Na tecnoloxía moderna da batería, a miúdo atopamos o termo 'equilibrio da batería. ' Pero que significa? A causa raíz reside no proceso de fabricación e nos materiais empregados nas baterías, o que conduce a diferenzas entre as células individuais dentro dun paquete de baterías. Estas diferenzas tamén están influenciadas polo ambiente no que funcionan as baterías, como a temperatura e a humidade. Estas variacións normalmente maniféstanse como diferenzas na tensión da batería. Ademais, as baterías experimentan naturalmente a auto-descarga debido ao desprendemento de material activo dos electrodos e á diferenza de potencial entre as placas. As taxas de auto-descarga poden variar entre as baterías por mor das diferenzas nos procesos de fabricación.
Ilustremos isto cun exemplo: supoña que nun paquete de baterías, unha cela ten un estado de carga máis elevado (SOC) que os demais. Durante o proceso de carga, esta cela alcanzará a carga completa primeiro, provocando que o resto de células que aínda non estean completamente cargadas de deixar de cargar prematuramente. Pola contra, se unha célula ten un SOC inferior, alcanzará a súa tensión de corte de descarga primeiro durante a descarga, impedindo que as outras células liberen completamente a súa enerxía almacenada.
Isto demostra que non se poden ignorar as diferenzas entre as células da batería. Con base nesta comprensión, xorde a necesidade de equilibrar a batería. A tecnoloxía de equilibrio da batería pretende minimizar ou eliminar as diferenzas entre as células individuais mediante intervencións técnicas para optimizar o rendemento global do paquete de baterías e ampliar a súa vida útil. O equilibrio da batería non só mellora a eficiencia global do paquete de baterías, senón que tamén amplía significativamente a vida útil da batería. Polo tanto, comprender a esencia e a importancia do equilibrio da batería é crucial para optimizar a utilización de enerxía.
Definición: o equilibrio da batería refírese a usar técnicas e métodos específicos para garantir que cada cela individual dun paquete de baterías mantén tensión, capacidade e condicións de funcionamento consistentes. Este proceso está dirixido a optimizar o rendemento da batería e maximizar a súa vida útil mediante intervención técnica.
Importancia: en primeiro lugar, o equilibrio da batería pode mellorar significativamente o rendemento de todo o paquete de baterías. Ao equilibrar, pódese evitar a degradación do rendemento causada pola deterioración das células individuais. En segundo lugar, o equilibrio axuda a ampliar a vida útil do paquete de baterías reducindo as diferenzas de tensión e capacidade entre as células e reducir a resistencia interna, o que prolonga efectivamente a vida da batería. Por último, desde a perspectiva de seguridade, implementar o equilibrio de baterías pode evitar a sobrecarga ou a excesiva desalentación de células individuais, reducindo os riscos de seguridade potenciais como o desbroce térmico.
Deseño da batería: Para abordar a inconsistencia do rendemento entre células individuais, os principais fabricantes de baterías innovan continuamente e optimizan en áreas como o deseño de baterías, a montaxe, a selección de materiais, o control de procesos de produción e o mantemento. Estes esforzos inclúen mellorar o deseño de células, optimizar o deseño de paquetes, mellorar o control de procesos, seleccionar estrictamente as materias primas, fortalecer o control da produción e mellorar as condicións de almacenamento.
BMS (sistema de control de baterías) Función de equilibrio: axustando a distribución de enerxía entre células individuais, BMS reduce a inconsistencia e aumenta a capacidade utilizable e a vida útil do paquete de baterías. Hai dous métodos principais para lograr o equilibrio na BMS: equilibrio pasivo e equilibrio activo.
O equilibrio pasivo, tamén coñecido como equilibrio de disipación de enerxía, funciona liberando o exceso de enerxía das células con maior tensión ou capacidade en forma de calor, reducindo así a súa tensión e capacidade para combinar con outras células. Este proceso depende principalmente de resistencias paralelas conectadas ás células individuais para evitar o exceso de enerxía.
Cando unha célula ten unha carga máis alta que outras, o exceso de enerxía disipase a través da resistencia paralela, logrando o equilibrio coas outras células. Debido á súa sinxeleza e baixo custo, o equilibrio pasivo é amplamente utilizado en varios sistemas de baterías. Non obstante, ten o inconveniente dunha perda de enerxía significativa, xa que a enerxía disipouse como calor en vez de ser utilizada de xeito eficaz. Os enxeñeiros normalmente limitan a corrente de equilibrio a un nivel baixo (arredor de 100mA). Para simplificar a estrutura, o proceso de equilibrio comparte o mesmo cableado co proceso de recollida e os dous funcionan alternativamente. Aínda que este deseño reduce a complexidade e o custo do sistema, tamén produce unha menor eficiencia de equilibrio e un tempo máis longo para obter resultados notables. Hai dous tipos principais de equilibrio pasivo: resistencias fixas de shunt e resistencias de shunt conmutadas. O primeiro conecta un shunt fixo para evitar a sobrecarga, mentres que o segundo controla precisamente a conmutación para disipar o exceso de enerxía.
O equilibrio activo, por outra banda, é un método de xestión de enerxía máis eficiente. En lugar de disipar o exceso de enerxía, transfire enerxía a partir de células con maior capacidade para aqueles con menor capacidade empregando circuítos especialmente deseñados que incorporan compoñentes como indutores, condensadores e transformadores. Isto non só equilibra a tensión entre células, senón que tamén aumenta a taxa de utilización de enerxía global.
Por exemplo, durante a carga, cando unha célula alcanza o seu límite de tensión superior, o BMS activa o mecanismo de equilibrio activo. Identifica as células con capacidade relativamente menor e transfire a enerxía desde a célula de alta tensión a estas células de baixa tensión a través dun circuíto de equilibrador coidadosamente deseñado. Este proceso é preciso e eficiente, aumentando moito o rendemento do paquete de baterías.
Tanto o equilibrio pasivo como o activo xogan un papel crítico para aumentar a capacidade utilizable do paquete de baterías, ampliar a súa vida útil e mellorar a eficiencia global do sistema.
Ao comparar tecnoloxías de equilibrio pasivo e activo, queda claro que difiren significativamente na súa filosofía e execución do seu deseño. O equilibrio activo normalmente implica algoritmos complexos para calcular a cantidade exacta de enerxía para a transferencia, mentres que o equilibrio pasivo depende máis do control con precisión do momento das operacións de conmutador para disipar o exceso de enerxía.
Ao longo do proceso de equilibrio, o sistema controla continuamente os cambios nos parámetros de cada célula para asegurarse de que as operacións de equilibrio non só sexan efectivas senón tamén seguras. Unha vez que as diferenzas entre as células están dentro dun rango aceptable predefinido, o sistema rematará a operación de equilibrio.
Ao seleccionar coidadosamente o método de equilibrio adecuado, controlando estrictamente a velocidade e o grao de equilibrio, e xestionar eficazmente a calor xerada durante o proceso de equilibrio, o rendemento e a vida útil do paquete de baterías pódense mellorar significativamente.
