Autors: vietnes redaktors Publicējiet laiku: 2024-10-25 ORIZUS: Izvietot
Mūsdienu akumulatoru tehnoloģijā mēs bieži sastopamies ar terminu “akumulatora līdzsvarošana. ” Bet ko tas nozīmē? Galvenais cēlonis ir ražošanas procesā un baterijās izmantotajos materiālos, kas noved pie atšķirībām starp atsevišķām šūnām akumulatora komplektā. Šīs atšķirības ietekmē arī vide, kurā darbojas baterijas, piemēram, temperatūra un mitrums. Šīs variācijas parasti izpaužas kā akumulatora sprieguma atšķirības. Turklāt baterijas dabiski piedzīvo pašizsargā, jo aktīvā materiāla atslāņo no elektrodiem un potenciālo atšķirību starp plāksnēm. Pašizlādes rādītāji baterijās var atšķirties, ņemot vērā atšķirības ražošanas procesos.
Ilustrēsim to ar piemēru: Pieņemsim, ka akumulatora komplektā vienai šūnai ir augstāks uzlādes līmenis (SOC) nekā citai. Uzlādes procesa laikā šī šūna vispirms sasniegs pilnu lādiņu, izraisot pārējās šūnas, kuras vēl nav pilnībā uzlādētas, lai pārtrauktu priekšlaicīgu uzlādi. Un otrādi, ja vienai šūnai ir zemāks SOC, tā izlādes laikā vispirms sasniegs izlādes robežu, neļaujot pārējām šūnām pilnībā atbrīvot to uzglabāto enerģiju.
Tas parāda, ka atšķirības starp akumulatora šūnām nevar ignorēt. Balstoties uz šo izpratni, rodas nepieciešamība pēc akumulatora līdzsvarošanas. Akumulatora līdzsvarošanas tehnoloģijas mērķis ir samazināt vai novērst atšķirības starp atsevišķām šūnām, izmantojot tehniskas iejaukšanās, lai optimizētu akumulatora kopuma kopējo veiktspēju un pagarinātu tā darbības jaudu. Akumulatora līdzsvarošana ne tikai uzlabo akumulatora kopējo efektivitāti, bet arī ievērojami pagarina akumulatora kalpošanas laiku. Tāpēc, lai optimizētu enerģijas izmantošanu, ir ļoti svarīgi izprast akumulatora līdzsvarošanas būtību un nozīmi.
Definīcija: Akumulatora līdzsvarošana attiecas uz īpašu metožu un metožu izmantošanu, lai nodrošinātu, ka katra katra akumulatora komplekta šūna uztur pastāvīgu spriegumu, ietilpību un darbības apstākļus. Šī procesa mērķis ir optimizēt akumulatora veiktspēju un maksimāli palielināt tā kalpošanas laiku, izmantojot tehnisko iejaukšanos.
Svarīgums: Pirmkārt, akumulatora līdzsvarošana var ievērojami uzlabot visu akumulatoru veiktspēju. Balansējot, var izvairīties no veiktspējas noārdīšanās, ko izraisa atsevišķu šūnu pasliktināšanās. Otrkārt, līdzsvarošana palīdz pagarināt akumulatora komplekta kalpošanas laiku, samazinot sprieguma un jaudas atšķirības starp šūnām un samazinot iekšējo pretestību, kas efektīvi pagarina akumulatora kalpošanas laiku. Visbeidzot, no drošības viedokļa akumulatora līdzsvarošanas ieviešana var novērst pārmērīgu uzlādēšanu vai pārmērīgu uzlādēšanu atsevišķās šūnas, samazinot iespējamos drošības riskus, piemēram, termisko bēgšanu.
Akumulatora projektēšana: Lai risinātu veiktspējas neatbilstību starp atsevišķām šūnām, galvenie akumulatoru ražotāji nepārtraukti ieviesa un optimizē tādās vietās kā akumulatora projektēšana, montāža, materiālu izvēle, ražošanas procesa vadība un apkope. Šie centieni ietver šūnu projektēšanas uzlabošanu, iepakojuma projektēšanas optimizēšanu, procesa vadības uzlabošanu, izejvielu stingri atlasīšanu, ražošanas uzraudzības stiprināšanu un uzglabāšanas apstākļu uzlabošanu.
BMS (akumulatora uzraudzības sistēma) Balansēšanas funkcija: pielāgojot enerģijas sadalījumu starp atsevišķām šūnām, BMS samazina neatbilstību un palielina akumulatora paketes izmantojamo jaudu un kalpošanas laiku. Ir divas galvenās metodes, kā panākt līdzsvaru BMS: pasīvā līdzsvarošana un aktīva līdzsvarošana.
Pasīvā līdzsvarošana, kas pazīstama arī kā enerģijas izkliedes līdzsvarošana, darbojas, atbrīvojot lieko enerģiju no šūnām ar lielāku spriegumu vai ietilpību siltuma veidā, tādējādi samazinot to spriegumu un ietilpību, lai tie atbilstu citām šūnām. Šis process galvenokārt ir atkarīgs no paralēliem rezistoriem, kas savienoti ar atsevišķām šūnām, ar lieko enerģiju.
Ja šūnai ir augstāka lādiņa nekā citām, liekā enerģija tiek izkliedēta caur paralēlo rezistoru, sasniedzot līdzsvaru ar citām šūnām. Vienkāršības un zemo izmaksu dēļ pasīvā līdzsvarošana tiek plaši izmantota dažādās akumulatoru sistēmās. Tomēr tam ir nozīmīgs enerģijas zudums, jo enerģija tiek izkliedēta kā karstums, nevis efektīvi izmantota. Inženieri parasti ierobežo līdzsvarošanas strāvu līdz zemam līmenim (apmēram 100 mA). Lai vienkāršotu struktūru, līdzsvarošanas procesam ir vienāda vadu instalācija ar savākšanas procesu, un abi darbojas pārmaiņus. Kaut arī šis dizains samazina sistēmas sarežģītību un izmaksas, tas arī rada zemāku līdzsvarošanas efektivitāti un ilgāku laiku, lai sasniegtu pamanāmus rezultātus. Ir divi galvenie pasīvās līdzsvarošanas veidi: fiksēti šunta rezistori un pārslēgti šunta rezistori. Pirmais savieno fiksētu šuntu, lai novērstu pārmērīgu uzlādi, bet otrais precīzi kontrolē pārslēgšanos, lai izkliedētu lieko enerģiju.
Aktīva līdzsvarošana, no otras puses, ir efektīvāka enerģijas pārvaldības metode. Tā vietā, lai izkliedētu lieko enerģiju, tā pārnes enerģiju no šūnām ar lielāku ietilpību tām, kurām ir zemāka ietilpība, izmantojot speciāli izstrādātas shēmas, kurās ir tādi komponenti kā induktori, kondensatori un transformatori. Tas ne tikai līdzsvaro spriegumu starp šūnām, bet arī palielina kopējo enerģijas izmantošanas ātrumu.
Piemēram, uzlādes laikā, kad šūna sasniedz augšējo sprieguma robežu, BMS aktivizē aktīvo līdzsvarošanas mehānismu. Tas identificē šūnas ar salīdzinoši zemāku jaudu un caur rūpīgi izstrādātu balansētāja ķēdi pārnes enerģiju no augstsprieguma šūnas uz šīm zemsprieguma šūnām. Šis process ir gan precīzs, gan efektīvs, ievērojami uzlabojot akumulatora darbību.
Gan pasīvai, gan aktīvai līdzsvarošanai ir kritiska loma, palielinot akumulatora paketes izmantojamo jaudu, pagarinot tā dzīves ilgumu un uzlabojot vispārējo sistēmas efektivitāti.
Salīdzinot pasīvās un aktīvās līdzsvarošanas tehnoloģijas, kļūst skaidrs, ka tās ievērojami atšķiras ar savu dizaina filozofiju un izpildi. Aktīvā balansēšana parasti ietver sarežģītus algoritmus, lai aprēķinātu precīzu pārnešanas enerģijas daudzumu, savukārt pasīvā balansēšana vairāk balstās uz to, lai precīzi kontrolētu slēdžu darbību laiku, lai izkliedētu lieko enerģiju.
Visā līdzsvarošanas procesā sistēma nepārtraukti uzrauga katras šūnas parametru izmaiņas, lai pārliecinātos, ka līdzsvarošanas darbības ir ne tikai efektīvas, bet arī drošas. Kad atšķirības starp šūnām ietilpst iepriekš noteiktā pieņemamā diapazonā, sistēma izbeigs līdzsvarošanas darbību.
Rūpīgi izvēloties atbilstošo līdzsvarošanas metodi, stingri kontrolējot līdzsvarošanas ātrumu un pakāpi un efektīvi pārvaldot siltumu, kas ģenerēts līdzsvarošanas procesā, akumulatora komplekta veiktspēju un kalpošanas laiku var ievērojami uzlabot.
