Autorius: Svetainės redaktorius Paskelbkite laiką: 2024-10-25 Kilmė: Svetainė
Šiuolaikinėje akumuliatoriaus technologijoje mes dažnai susiduriame su terminu „akumuliatoriaus balansavimas. “, Bet ką tai reiškia? Pagrindinė priežastis slypi gamybos procese ir medžiagose, naudojamose baterijose, o tai lemia skirtumus tarp atskirų baterijos ląstelių. Šiems skirtumams taip pat įtakos turi aplinka, kurioje veikia baterijos, pavyzdžiui, temperatūra ir drėgmė. Šie variantai paprastai pasireiškia kaip akumuliatoriaus įtampos skirtumai. Be to, baterijos natūraliai patiria savarankišką mokestį dėl aktyviosios medžiagos atsiribojimo nuo elektrodų ir potencialo skirtumo tarp plokštelių. Savarankiško mokesčio normos tarp baterijų gali skirtis dėl gamybos procesų skirtumų.
Iliustruokime tai pavyzdžiu: tarkime, kad akumuliatoriaus pakuotėje viena langelis turi didesnę įkrovos būseną (SOC) nei kiti. Įkrovimo proceso metu ši ląstelė pirmiausia pasieks visą įkrovą, todėl likusios ląstelės, kurios dar nėra visiškai įkrautos, nustoti įkrauti per anksti. Ir atvirkščiai, jei viena ląstelė turi mažesnę SOC, pirmiausia ji pasieks savo išleidimo ribinę įtampą išleidimo metu, neleis kitoms ląstelėms visiškai išlaisvinti jų kaupiamą energiją.
Tai rodo, kad negalima ignoruoti skirtumų tarp akumuliatoriaus elementų. Remiantis šiuo supratimu, atsiranda akumuliatoriaus balansavimo poreikis. Akumuliatorių balansavimo technologija siekia sumažinti arba pašalinti atskirų ląstelių skirtumus per technines intervencijas, kad būtų optimizuotas bendras akumuliatoriaus paketo našumas ir prailginti jo eksploatavimo laiką. Baterijų balansavimas ne tik pagerina bendrą akumuliatoriaus efektyvumą, bet ir žymiai prailgina akumuliatoriaus tarnavimo laiką. Todėl norint optimizuoti energijos sunaudojimą, labai svarbu suprasti akumuliatorių balansavimo esmę ir svarbą.
Apibrėžimas: Baterijų balansavimas reiškia konkrečių metodų ir metodų naudojimą, kad būtų užtikrinta, jog kiekviena atskira akumuliatoriaus pakuotės ląstelė palaiko pastovią įtampą, talpą ir eksploatavimo sąlygas. Šiuo procesu siekiama optimizuoti akumuliatoriaus našumą ir maksimaliai padidinti jo gyvenimo trukmę per techninę intervenciją.
Svarba: Pirma, akumuliatorių balansavimas gali žymiai pagerinti visos akumuliatoriaus paketo našumą. Balansuojant galima išvengti veikimo skaidymo, kurį sukelia atskirų ląstelių pablogėjimas. Antra, balansavimas padeda pratęsti akumuliatoriaus gyvenimo trukmę, sumažinant įtampos ir talpos skirtumus tarp ląstelių ir mažinant vidinį pasipriešinimą, o tai efektyviai prailgina akumuliatoriaus tarnavimo laiką. Galiausiai, atsižvelgiant į saugos perspektyvą, akumuliatoriaus balansavimo įgyvendinimas gali užkirsti kelią per dideliam įkrovimui ar per dideliam įkrovimui, sumažinant galimą saugos riziką, tokią kaip šiluminis bėgimas.
Akumuliatoriaus dizainas: siekiant išspręsti atskirų ląstelių, pagrindinių akumuliatorių gamintojų veiklos nenuoseklumą, nuolat naujoves ir optimizuoti tokiose srityse kaip akumuliatoriaus dizainas, surinkimas, medžiagų pasirinkimas, gamybos proceso valdymas ir priežiūra. Šios pastangos apima ląstelių projektavimo gerinimą, pakuotės projektavimo optimizavimą, proceso valdymo gerinimą, griežtą žaliavų pasirinkimą, gamybos stebėjimo stiprinimą ir saugojimo sąlygų gerinimą.
BMS (akumuliatorių stebėjimo sistema) Balansavimo funkcija: sureguliuodami energijos pasiskirstymą tarp atskirų langelių, BMS sumažina nenuoseklumą ir padidina akumuliatoriaus naudojimo talpą ir gyvavimo laiką. Yra du pagrindiniai BMS balansavimo būdai: pasyvus balansavimas ir aktyvus balansavimas.
Pasyvus balansavimas, dar žinomas kaip energijos išsisklaidymo balansavimas, veikia išlaisvindamas perteklinę energiją iš ląstelių, turinčių didesnę įtampą ar talpą šilumos pavidalu, taip sumažinant jų įtampą ir gebėjimą suderinti kitas ląsteles. Šis procesas daugiausia priklauso nuo lygiagrečių rezistorių, sujungtų su atskiromis ląstelėmis, kad būtų perteklinė energijos perteklius.
Kai ląstelės krūvis yra didesnis nei kitų, energijos perteklius išsisklaido per lygiagrečią rezistorių, pasiekiant pusiausvyrą su kitomis ląstelėmis. Dėl savo paprastumo ir mažų išlaidų pasyvus balansavimas yra plačiai naudojamas įvairiose akumuliatorių sistemose. Tačiau jis turi didelių energijos praradimų trūkumą, nes energija išsisklaido kaip šiluma, o ne efektyviai panaudojama. Inžinieriai paprastai riboja balansavimo srovę iki žemo lygio (apie 100 mA). Norėdami supaprastinti struktūrą, balansavimo procesas turi tą patį laidų diržą su surinkimo procesu, ir jie abu veikia pakaitomis. Nors šis dizainas sumažina sistemos sudėtingumą ir sąnaudas, jis taip pat lemia mažesnį balansavimo efektyvumą ir ilgesnį laiką, kad būtų pasiekiami pastebimi rezultatai. Yra du pagrindiniai pasyvaus balansavimo tipai: fiksuoti šunto rezistoriai ir perjungiami šunto rezistoriai. Pirmasis jungia fiksuotą šuntą, kad išvengtų per didelio įkrovimo, o antrasis tiksliai kontroliuoja perjungimą, kad išsklaidytų perteklinę energiją.
Kita vertus, aktyvus balansavimas yra efektyvesnis energijos valdymo metodas. Užuot išsklaidęs energijos perteklių, jis perkelia energiją iš didesnės talpos ląstelių į tuos, kurių talpa yra mažesnė, naudojant specialiai sukurtas grandines, kuriose yra komponentų, tokių kaip induktoriai, kondensatoriai ir transformatoriai. Tai ne tik subalansuoja įtampą tarp ląstelių, bet ir padidina bendrą energijos sunaudojimo greitį.
Pavyzdžiui, įkrovimo metu, kai ląstelė pasiekia viršutinę įtampos ribą, BMS suaktyvina aktyvų balansavimo mechanizmą. Jis identifikuoja santykinai mažesnę talpos ląsteles ir perduoda energiją iš aukštos įtampos ląstelės į šias žemos įtampos ląsteles per kruopščiai suprojektuotą balansavimo grandinę. Šis procesas yra ir tikslus, ir efektyvus, labai padidina akumuliatoriaus veikimą.
Tiek pasyvus, tiek aktyvus balansavimas vaidina kritinį vaidmenį didinant tinkamą akumuliatoriaus talpą, prailgindami jo gyvenimo trukmę ir pagerinant bendrą sistemos efektyvumą.
Palyginus pasyvias ir aktyvias balansavimo technologijas, tampa aišku, kad jos labai skiriasi savo projektavimo filosofija ir vykdymu. Aktyvus balansavimas paprastai apima sudėtingus algoritmus, kad būtų galima apskaičiuoti tikslų energijos kiekį perkėlimui, o pasyvus balansavimas labiau priklauso nuo to, ar tiksliai kontroliuoja jungiklio operacijų laiką, kad išsklaidytų energijos perteklių.
Viso balansavimo proceso metu sistema nuolat stebi kiekvienos ląstelės parametrų pokyčius, kad būtų užtikrinta, jog balansavimo operacijos yra ne tik veiksmingos, bet ir saugios. Kai skirtumai tarp ląstelių patenka į iš anksto nustatytą priimtiną diapazoną, sistema baigs balansavimo operaciją.
Atidžiai pasirinkdami tinkamą balansavimo metodą, griežtai valdant balansavimo greitį ir laipsnį bei efektyviai valdant balansavimo proceso metu sukuriamą šilumą, akumuliatoriaus paketo našumą ir tarnavimo laiką galima žymiai pagerinti.
