Höfundur: Síður ritstjóri Útgefandi tími: 2024-10-25 Uppruni: Síða
Í nútíma rafhlöðutækni lendum við oft í hugtakinu 'rafhlöðujafnvægi. ' En hvað þýðir það? Rótin liggur í framleiðsluferlinu og efnunum sem notuð eru í rafhlöðum, sem leiða til munar á einstökum frumum innan rafhlöðupakka. Þessi munur hefur einnig áhrif á umhverfið þar sem rafhlöðurnar starfa, svo sem hitastig og rakastig. Þessi afbrigði birtast venjulega sem munur á rafhlöðuspennu. Að auki upplifa rafhlöður náttúrulega sjálfhleðslu vegna aðskilnaðar virks efnis úr rafskautunum og hugsanlegum mun á plötunum. Sjálfhleðsluhraði getur verið mismunandi milli rafhlöður vegna munar á framleiðsluferlum.
Við skulum sýna þetta með dæmi: Segjum sem svo að í rafhlöðupakka hafi ein klefi hærra hleðslu (SOC) en hinir. Meðan á hleðsluferlinu stendur mun þessi klefi ná fyrst hleðslu og veldur afganginum af frumunum sem ekki eru enn fullhlaðnar til að hætta að hlaða ótímabært. Aftur á móti, ef ein klefi er með lægri SOC, mun hún ná rennslisspennu sinni fyrst við losun og koma í veg fyrir að hinar frumurnar losi að fullu geymda orku sína.
Þetta sýnir fram á að ekki er hægt að hunsa mun á rafhlöðufrumum. Byggt á þessum skilningi myndast þörfin fyrir rafhlöðujafnvægi. Tækni rafhlöðujafnvægis miðar að því að lágmarka eða útrýma muninum á einstökum frumum með tæknilegum inngripum til að hámarka heildarafköst rafhlöðupakkans og lengja líftíma hans. Rafhlöðujafnvægi bætir ekki aðeins heildarvirkni rafhlöðupakkans, heldur lengir það einnig endingartíma rafhlöðunnar. Þess vegna er það lykilatriði að skilja kjarna og mikilvægi rafgeymisjafnvægis til að hámarka orkunýtingu.
Skilgreining: Jafnvægi rafhlöðu vísar til þess að nota sérstakar aðferðir og aðferðir til að tryggja að hver einstök klefi í rafhlöðupakka haldi stöðugri spennu, afkastagetu og rekstrarskilyrðum. Þetta ferli miðar að því að hámarka afköst rafhlöðunnar og hámarka líftíma þess með tæknilegum íhlutun.
Mikilvægi: Í fyrsta lagi getur jafnvægi í rafhlöðu bætt árangur alls rafhlöðupakkans. Með því að koma jafnvægi er hægt að forðast niðurbrot afkösts af völdum versnunar einstakra frumna. Í öðru lagi, jafnvægi hjálpar til við að lengja líftíma rafhlöðupakkans með því að draga úr spennu og mismun á getu milli frumna og lækka innri viðnám, sem lengir í raun líf rafhlöðunnar. Að síðustu, frá öryggissjónarmiði, getur útfærsla rafhlöðujafnvægis komið í veg fyrir ofhleðslu eða ofdreifingu einstakra frumna, sem dregur úr hugsanlegri öryggisáhættu eins og hitauppstreymi.
Rafhlöðuhönnun: Til að takast á við afköst ósamræmi milli einstakra frumna, nýsköpun helstu rafhlöðunnar og hagar sér stöðugt á svæðum eins og rafhlöðuhönnun, samsetningu, efnisval, framleiðsluferli og viðhaldi. Þessi viðleitni felur í sér að bæta frumuhönnun, hámarka hönnun pakka, auka stjórnun á ferli, velja stranglega hráefni, styrkja eftirlit með framleiðslu og bæta geymsluaðstæður.
Jafnvægisaðgerð BMS (rafhlöðueftirlits) Jafnvægisaðgerð: Með því að stilla orkudreifingu milli einstakra frumna dregur BMS úr ósamræmi og eykur nothæfan getu og líftíma rafhlöðupakkans. Það eru tvær meginaðferðir til að ná jafnvægi í BMS: óvirkur jafnvægi og virk jafnvægi.
Hlutlaus jafnvægi, einnig þekkt sem orkudreifing jafnvægis, virkar með því að losa umfram orku úr frumum með hærri spennu eða getu í formi hita og draga þannig úr spennu þeirra og getu til að passa við aðrar frumur. Þetta ferli treystir aðallega á samsíða viðnám sem tengjast einstökum frumum til að svíkja umfram orku.
Þegar klefi er með hærri hleðslu en aðrir dreifist umfram orkan í gegnum samsíða viðnám og nær jafnvægi við hinar frumurnar. Vegna einfaldleika þess og litlum tilkostnaði er óbein jafnvægi mikið notað í ýmsum rafhlöðukerfum. Hins vegar hefur það gallann á verulegu orkutapi, þar sem orkan dreifist sem hiti frekar en að vera nýttur á áhrifaríkan hátt. Verkfræðingar takmarka venjulega jafnvægisstrauminn við lágt stig (um 100mA). Til að einfalda uppbygginguna deilir jafnvægisferlinu sömu raflögn með innheimtuferlinu og þau tvö starfa til skiptis. Þó að þessi hönnun dragi úr margbreytileika og kostnaði kerfisins, þá leiðir hún einnig til minni jafnvægisvirkni og lengri tíma til að ná áberandi árangri. Það eru tvær megin gerðir af óbeinum jafnvægi: föst shunt viðnám og skipt um shunt viðnám. Sá fyrrnefndi tengir fastan shunt til að koma í veg fyrir ofhleðslu en sá síðarnefndi stjórnar nákvæmlega skiptinni yfir í dreifingu umfram orku.
Virk jafnvægi er aftur á móti skilvirkari orkustjórnunaraðferð. Í stað þess að dreifa umfram orku flytur það orku frá frumum með meiri getu til þeirra sem eru með minni afkastagetu með því að nota sérhönnuð hringrás sem felur í sér íhluti eins og inductors, þétta og spennara. Þetta kemur ekki aðeins í jafnvægi á spennunni milli frumna heldur eykur einnig heildar orkunýtingarhlutfallið.
Til dæmis, við hleðslu, þegar klefi nær efri spennumörkum sínum, virkjar BMS virka jafnvægisbúnaðinn. Það auðkennir frumur með tiltölulega minni getu og flytur orku frá háspennufrumunni yfir í þessar lágspennufrumur í gegnum vandlega hönnuð jafnvægisrás. Þetta ferli er bæði nákvæmt og skilvirkt og eykur árangur rafhlöðupakkans mjög.
Bæði óvirkur og virkur jafnvægi gegnir mikilvægu hlutverki við að auka nothæfan afkastagetu rafhlöðupakkans, lengja líftíma sinn og bæta heildar skilvirkni kerfisins.
Þegar borið er saman óbeinar og virkar jafnvægistækni verður ljóst að þær eru mjög mismunandi í hönnunarheimspeki þeirra og framkvæmd. Virk jafnvægi felur venjulega í sér flóknar reiknirit til að reikna nákvæmlega magn af orku til að flytja, á meðan óbeinar jafnvægi treystir meira á að stjórna tímasetningu rofaaðgerða til að dreifa umfram orku.
Í jafnvægisferlinu fylgist kerfið stöðugt eftir breytingum á breytum hverrar frumu til að tryggja að jafnvægisaðgerðirnar séu ekki aðeins árangursríkar heldur einnig öruggar. Þegar munurinn á milli frumna lækkar innan fyrirfram skilgreinds viðunandi sviðs mun kerfið enda jafnvægisaðgerðina.
Með því að velja vandlega viðeigandi jafnvægisaðferð, stranglega stjórna jafnvægishraða og gráðu og stjórna á áhrifaríkan hátt hitann sem myndast við jafnvægisferlið, er hægt að bæta árangur og líftíma rafhlöðupakkans verulega.
