Szerző: A webhelyszerkesztő közzétételi idő: 2024-10-25 Origin: Telek
A modern akkumulátor -technológiában gyakran találkozunk az 'akkumulátor -kiegyensúlyozás. ' Kifejezéssel, de mit jelent ez? A kiváltó ok a gyártási folyamatban és az akkumulátorokban használt anyagokban rejlik, amelyek az akkumulátoron belüli egyes cellák közötti különbségeket eredményeznek. Ezeket a különbségeket befolyásolja az akkumulátorok működésének környezete, például a hőmérséklet és a páratartalom. Ezek a variációk általában az akkumulátor feszültségének különbségeivel nyilvánulnak meg. Ezenkívül az akkumulátorok természetesen önmagukban szenvednek az aktív anyag elválasztása az elektródoktól és a lemezek közötti potenciális különbség miatt. Az önmagasztozási arányok az akkumulátorok között változhatnak, a gyártási folyamatok különbségei miatt.
Illusztráljuk ezt egy példával: Tegyük fel, hogy egy akkumulátor -csomagban az egyik cella magasabb töltési állapotban (SOC) van, mint a többi. A töltési folyamat során ez a cella először teljes töltést fog elérni, ami a többi cellát okozza, amely még nem töltötte be teljesen a töltést az idő előtt. Ezzel szemben, ha az egyik cellának alacsonyabb SOC-ja van, akkor a kisülés közben először eléri a kisülési határfeszültséget, megakadályozva a többi cellát a tárolt energiájának teljes felszabadításában.
Ez azt mutatja, hogy az akkumulátorcellák közötti különbségeket nem lehet figyelmen kívül hagyni. Ennek a megértésnek az alapján felmerül az akkumulátor -kiegyensúlyozás szükségessége. Az akkumulátor -kiegyensúlyozó technológia célja az egyes cellák közötti különbségek minimalizálása vagy kiküszöbölése műszaki beavatkozások révén, hogy optimalizálják az akkumulátor teljes teljesítményét és meghosszabbítsák élettartamát. Az akkumulátor -kiegyensúlyozás nemcsak javítja az akkumulátor teljes hatékonyságát, hanem jelentősen meghosszabbítja az akkumulátor élettartamát. Ezért az akkumulátor -kiegyensúlyozás lényegének és fontosságának megértése elengedhetetlen az energiafelhasználás optimalizálásához.
Meghatározás: Az akkumulátor -kiegyensúlyozás speciális technikák és módszerek alkalmazására utal annak biztosítása érdekében, hogy az egyes cellák egy akkumulátorban tartsák fenn a folyamatos feszültséget, kapacitást és működési körülményeket. Ez a folyamat célja az akkumulátor teljesítményének optimalizálása és élettartamának maximalizálása műszaki beavatkozás révén.
Fontosság: Először is, az akkumulátor -kiegyensúlyozás jelentősen javíthatja a teljes akkumulátor -csomag teljesítményét. A kiegyensúlyozással elkerülhető az egyes sejtek romlása által okozott teljesítmény -lebomlás. Másodszor, a kiegyensúlyozás elősegíti az akkumulátor élettartamának meghosszabbítását azáltal, hogy csökkenti a cellák közötti feszültség- és kapacitásbeli különbségeket, és csökkenti a belső ellenállást, ami hatékonyan meghosszabbítja az akkumulátor élettartamát. Végül, biztonsági szempontból az akkumulátor-kiegyensúlyozás végrehajtása megakadályozhatja az egyes cellák túlterhelését vagy túlterhelését, csökkentve a potenciális biztonsági kockázatokat, például a termikus kiszabadulást.
Az akkumulátor kialakítása: Az egyes cellák közötti teljesítmény -következetlenség kezelése érdekében a fő akkumulátorgyártók folyamatosan innovációt folytatnak és optimalizálnak olyan területeken, mint az akkumulátor kialakítása, az összeszerelés, az anyagválasztás, a gyártási folyamatvezérlés és a karbantartás. Ezek az erőfeszítések magukban foglalják a cellák tervezését, a csomagok tervezését, a folyamatvezérlés javítását, a nyersanyagok szigorú kiválasztását, a termelési megfigyelés erősítését és a tárolási feltételek javítását.
A BMS (akkumulátorfigyelő rendszer) kiegyensúlyozó funkció: Az egyes cellák közötti energiaeloszlás beállításával a BMS csökkenti az inkonzisztenciát, és növeli az akkumulátor -csomag felhasználható kapacitását és élettartamát. Két fő módszer létezik a BMS kiegyensúlyozásának elérésére: passzív kiegyensúlyozás és aktív kiegyensúlyozás.
A passzív kiegyensúlyozás, más néven energiaeloszlás -kiegyensúlyozás, úgy működik, hogy felesleges energiát szabadít fel a nagyobb feszültséggel vagy kapacitással hő formájában, csökkentve ezzel feszültségüket és képességüket a többi sejthez. Ez a folyamat elsősorban az egyes sejtekhez kapcsolódó párhuzamos ellenállásokra támaszkodik, hogy a felesleges energiát megsemmisítse.
Ha egy cella nagyobb töltésű, mint mások, akkor a felesleges energiát a párhuzamos ellenálláson keresztül eloszlatják, és egyensúlyt érjenek el a többi cellával. Az egyszerűség és az olcsó költségek miatt a passzív kiegyensúlyozást széles körben használják a különféle akkumulátorrendszerekben. Ugyanakkor a jelentős energiaveszteség hátránya, mivel az energiát inkább hővel eloszlatják, nem pedig hatékonyan felhasználják. A mérnökök általában az egyensúlyozási áramot alacsony szintre (körülbelül 100 mA) korlátozzák. A struktúra egyszerűsítése érdekében a kiegyensúlyozási folyamat ugyanazt a vezetékköteggel osztja meg a beszedési folyamatot, és a kettő felváltva működik. Noha ez a kialakítás csökkenti a rendszer bonyolultságát és költségeit, alacsonyabb egyensúlyi hatékonyságot és hosszabb időt eredményez a észrevehető eredmények eléréséhez. A passzív kiegyensúlyozásnak két fő típusa van: rögzített shunt -ellenállások és kapcsolott shunt ellenállások. Az előbbi egy rögzített shuntot köti össze, hogy megakadályozzák a túlterhelést, míg az utóbbi pontosan vezérli a váltást a felesleges energia eloszlásához.
Az aktív kiegyensúlyozás viszont hatékonyabb energiagazdálkodási módszer. A felesleges energia eloszlatása helyett az energiát nagyobb kapacitású sejtekből adja át az alacsonyabb kapacitásúak számára, speciálisan kialakított áramkörök felhasználásával, amelyek olyan alkatrészeket tartalmaznak, mint például induktorok, kondenzátorok és transzformátorok. Ez nemcsak a feszültséget kiegyensúlyozza a sejtek között, hanem növeli az általános energiafelhasználási sebességet is.
Például a töltés során, amikor egy cella eléri a felső feszültségkorlátját, a BMS aktiválja az aktív kiegyensúlyozó mechanizmust. Azonosítja a viszonylag alacsonyabb kapacitású sejteket, és az energiát a nagyfeszültségű cellából átadja ezeknek az alacsony feszültségű sejteknek a gondosan megtervezett kiegyensúlyozó áramkörén keresztül. Ez a folyamat pontos és eredményes egyaránt, nagymértékben javítva az akkumulátor -csomag teljesítményét.
Mind a passzív, mind az aktív kiegyensúlyozás kritikus szerepet játszik az akkumulátor használható kapacitásának növelésében, az élettartam meghosszabbításában és a rendszer általános hatékonyságának javításában.
A passzív és az aktív kiegyensúlyozó technológiák összehasonlításakor világossá válik, hogy a tervezési filozófiájukban és végrehajtásukban jelentősen különböznek. Az aktív kiegyensúlyozás általában komplex algoritmusokat foglal magában az átvitel pontos energiamennyiségének kiszámításához, míg a passzív kiegyensúlyozás inkább a kapcsolóműveletek időzítésének pontos szabályozására támaszkodik a felesleges energia eloszlására.
A kiegyensúlyozási folyamat során a rendszer folyamatosan figyeli az egyes cellák paramétereinek változásait annak biztosítása érdekében, hogy a kiegyensúlyozó műveletek ne csak hatékonyak legyenek, hanem biztonságosak is. Amint a sejtek közötti különbségek egy előre meghatározott elfogadható tartományba esnek, a rendszer befejezi a kiegyensúlyozó műveletet.
A megfelelő kiegyensúlyozó módszer gondos kiválasztásával, a kiegyensúlyozó sebesség és fok szigorú szabályozásával, valamint a kiegyensúlyozási folyamat során előállított hő hatékony kezelésével az akkumulátor -csomag teljesítménye és élettartama jelentősen javítható.
