Autor: Site Editor Publicare Ora: 2024-10-25 Originea: Site
În tehnologia modernă a bateriei, de multe ori întâlnim termenul 'echilibrarea bateriei. ' Dar ce înseamnă? Cauza principală constă în procesul de fabricație și în materialele utilizate în baterii, ceea ce duc la diferențe între celulele individuale din cadrul unui pachet de baterii. Aceste diferențe sunt influențate și de mediul în care funcționează bateriile, cum ar fi temperatura și umiditatea. Aceste variații se manifestă de obicei ca diferențe de tensiune a bateriei. În plus, bateriile se confruntă în mod natural la auto-descărcare din cauza detașării materialului activ de electrozi și a diferenței de potențial între plăci. Ratele de auto-descărcare pot varia între baterii din cauza diferențelor în procesele de fabricație.
Să ilustrăm acest lucru cu un exemplu: Să presupunem că într -un pachet de baterii, o celulă are o stare mai mare de încărcare (SOC) decât celelalte. În timpul procesului de încărcare, această celulă va ajunge mai întâi la încărcare completă, determinând restul celulelor care încă nu sunt complet încărcate să înceteze încărcarea prematur. În schimb, dacă o celulă are un SOC mai mic, acesta va atinge mai întâi tensiunea de reducere a descărcării în timpul descărcării, împiedicând celelalte celule să-și elibereze complet energia stocată.
Acest lucru demonstrează că diferențele dintre celulele bateriei nu pot fi ignorate. Pe baza acestei înțelegeri, apare nevoia de echilibrare a bateriei. Tehnologia de echilibrare a bateriei își propune să minimalizeze sau să elimine diferențele dintre celulele individuale prin intervenții tehnice pentru a optimiza performanța generală a bateriei și pentru a -și extinde durata de viață. Nu numai că echilibrarea bateriei îmbunătățește eficiența generală a bateriei, dar, de asemenea, extinde semnificativ durata de viață a bateriei. Prin urmare, înțelegerea esenței și importanței echilibrării bateriei este crucială pentru optimizarea utilizării energiei.
Definiție: Echilibrarea bateriei se referă la utilizarea tehnicilor și metodelor specifice pentru a se asigura că fiecare celulă individuală dintr -un pachet de baterii menține tensiune, capacitate și condiții de funcționare constante. Acest proces are ca scop optimizarea performanței bateriei și maximizarea duratei sale de viață prin intervenția tehnică.
IMPORTANȚĂ: În primul rând, echilibrarea bateriei poate îmbunătăți semnificativ performanța întregului pachet de baterii. Prin echilibrare, se poate evita degradarea performanței cauzată de deteriorarea celulelor individuale. În al doilea rând, echilibrarea ajută la extinderea duratei de viață a bateriei prin reducerea diferențelor de tensiune și capacitate între celule și scăderea rezistenței interne, ceea ce prelungește eficient durata de viață a bateriei. În cele din urmă, dintr-o perspectivă de siguranță, implementarea echilibrării bateriei poate preveni supraîncărcarea sau suprasolicitarea suprasolicitării celulelor individuale, reducând riscurile potențiale de siguranță, cum ar fi fuga termică.
Proiectarea bateriei: pentru a aborda inconsecvența performanței dintre celulele individuale, producătorii de baterii majore inovează și optimizează continuu în zone precum proiectarea bateriei, asamblarea, selecția materialelor, controlul procesului de producție și întreținere. Aceste eforturi includ îmbunătățirea proiectării celulelor, optimizarea proiectării pachetelor, îmbunătățirea controlului procesului, selectarea strictă a materiilor prime, consolidarea monitorizării producției și îmbunătățirea condițiilor de depozitare.
Funcția de echilibrare a BMS (Sistem de monitorizare a bateriei) : Prin reglarea distribuției de energie între celulele individuale, BMS reduce inconsecvența și crește capacitatea utilizabilă și durata de viață a bateriei. Există două metode principale pentru a obține echilibrarea în BMS: echilibrarea pasivă și echilibrarea activă.
Echilibrarea pasivă, cunoscută și sub denumirea de echilibrare a disipației de energie, funcționează prin eliberarea excesului de energie din celulele cu tensiune sau capacitate mai mare sub formă de căldură, reducând astfel tensiunea și capacitatea lor de a se potrivi cu alte celule. Acest proces se bazează în principal pe rezistențe paralele conectate la celulele individuale pentru a evita excesul de energie.
Când o celulă are o sarcină mai mare decât altele, excesul de energie este disipat prin rezistența paralelă, obținând echilibru cu celelalte celule. Datorită simplității și costurilor reduse, echilibrarea pasivă este utilizată pe scară largă în diverse sisteme de baterii. Cu toate acestea, are dezavantajul pierderilor semnificative de energie, deoarece energia este disipată ca căldură, mai degrabă decât să fie utilizată eficient. De obicei, inginerii limitează curentul de echilibrare la un nivel scăzut (în jur de 100mA). Pentru a simplifica structura, procesul de echilibrare împărtășește același cablaj cu procesul de colectare, iar cele două funcționează alternativ. În timp ce acest design reduce complexitatea și costurile sistemului, are ca rezultat, de asemenea, o eficiență mai mică a echilibrării și un timp mai lung pentru a obține rezultate vizibile. Există două tipuri principale de echilibrare pasivă: rezistențe de șunt fixe și rezistențe de șunt. Primul conectează un șunt fix pentru a preveni supraîncărcarea, în timp ce cel de -al doilea controlează precis comutarea pentru a disipa excesul de energie.
Echilibrarea activă, pe de altă parte, este o metodă mai eficientă de gestionare a energiei. În loc să disipeze excesul de energie, transferă energia de la celule cu o capacitate mai mare către cei cu o capacitate mai mică, folosind circuite special concepute, care încorporează componente precum inductorii, condensatoare și transformatoare. Aceasta nu numai că echilibrează tensiunea dintre celule, dar crește și rata generală de utilizare a energiei.
De exemplu, în timpul încărcării, când o celulă atinge limita sa de tensiune superioară, BMS activează mecanismul de echilibrare activ. Identifică celulele cu o capacitate relativ mai mică și transferă energie de la celula de înaltă tensiune la aceste celule de joasă tensiune printr-un circuit echilibrat cu atenție proiectat. Acest proces este atât precis, cât și eficient, îmbunătățind foarte mult performanța bateriei.
Atât echilibrarea pasivă, cât și cea activă joacă roluri critice în creșterea capacității utilizabile a bateriei, extinderea duratei de viață și îmbunătățirea eficienței generale a sistemului.
Atunci când comparați tehnologiile de echilibrare pasive și active, devine clar că acestea diferă semnificativ în filozofia și execuția lor de proiectare. Echilibrarea activă implică de obicei algoritmi complexi pentru a calcula cantitatea exactă de energie pentru transfer, în timp ce echilibrarea pasivă se bazează mai mult pe controlul precis al calendarului operațiunilor de comutare pentru a disipa excesul de energie.
Pe parcursul procesului de echilibrare, sistemul monitorizează continuu modificări ale parametrilor fiecărei celule pentru a se asigura că operațiunile de echilibrare nu sunt numai eficiente, ci și sigure. Odată ce diferențele dintre celule se încadrează într -un interval acceptabil predefinit, sistemul va încheia operația de echilibrare.
Prin selectarea cu atenție a metodei de echilibrare corespunzătoare, controlând strict viteza și gradul de echilibrare și gestionarea eficientă a căldurii generate în timpul procesului de echilibrare, performanța și durata de viață a bateriei pot fi îmbunătățite semnificativ.
