Avtor: Urejevalnik spletnega mesta Čas: 2024-10-25 Izvor: Mesto
V sodobni tehnologiji baterije pogosto naletimo na izraz 'uravnoteženje baterije. ' Toda kaj to pomeni? Vzrok korenine je v proizvodnem procesu in materialih, ki se uporabljajo v baterijah, kar vodi do razlik med posameznimi celicami znotraj baterije. Na te razlike vplivajo tudi okolje, v katerem delujejo baterije, kot sta temperatura in vlažnost. Te razlike se običajno kažejo kot razlike v napetosti akumulatorja. Poleg tega baterije seveda doživljajo samoplačilo zaradi odvajanja aktivnega materiala iz elektrod in potencialne razlike med ploščami. Stopnje samo-odpusta se lahko razlikujejo med baterijami zaradi razlik v proizvodnih procesih.
To ponazorimo s primerom: Recimo, da ima v baterijski paketu ena celica višje stanje polnjenja (SOC) kot druga. Med postopkom polnjenja bo ta celica najprej dosegla polni naboj, kar bo povzročilo preostale celice, ki še niso v celoti zaračunane, da nehajo prezgodaj polniti. Nasprotno, če ima ena celica nižjo SOC, bo med odvajanjem najprej dosegla svojo napetost izpusta in tako preprečila, da bi druge celice v celoti sprostile svojo shranjeno energijo.
To kaže, da razlik med baterijskimi celicami ni mogoče prezreti. Na podlagi tega razumevanja se pojavi potreba po uravnoteženju baterije. Tehnologija uravnoteženja baterije je s tehničnimi intervencijami zmanjšati ali odpraviti razlike med posameznimi celicami, da bi optimizirala celotno delovanje baterije in podaljšala svojo življenjsko dobo. Ne samo, da uravnoteženje baterij izboljša splošno učinkovitost baterije, ampak tudi znatno podaljša življenjsko dobo baterije. Zato je razumevanje bistva in pomena uravnoteženja baterij ključnega pomena za optimizacijo porabe energije.
Opredelitev: Uravnoteženje baterije se nanaša na uporabo posebnih tehnik in metod, da se zagotovi, da vsaka posamezna celica v baterijskem paketu ohranja dosledne napetosti, zmogljivosti in delovne pogoje. Ta postopek je namenjen optimizaciji zmogljivosti baterije in maksimiranju njegove življenjske dobe s tehničnim posegom.
Pomen: Prvič, uravnoteženje baterije lahko znatno izboljša zmogljivost celotnega baterije. Z uravnoteženjem se lahko izognemo degradaciji zmogljivosti, ki jo povzroči poslabšanje posameznih celic. Drugič, uravnoteženje pomaga podaljšati življenjsko dobo baterije z zmanjšanjem razlik na napetosti in zmogljivosti med celicami in znižanjem notranje odpornosti, kar učinkovito podaljša življenjsko dobo baterije. Nazadnje z varnostnim vidikom lahko izvajanje uravnoteženja baterij prepreči prekomerno polnjenje ali pretiravanje posameznih celic, kar zmanjša potencialna varnostna tveganja, kot je toplotno pobeg.
Oblikovanje baterije: Za reševanje neskladnosti zmogljivosti med posameznimi celicami večji proizvajalci baterij nenehno inovirajo in optimizirajo na področjih, kot so oblikovanje baterije, sestavljanje, izbira materiala, nadzor proizvodnje in vzdrževanje. Ta prizadevanja vključujejo izboljšanje oblikovanja celic, optimizacijo oblikovanja paketov, izboljšanje nadzora procesov, strogo izbiranje surovin, krepitev spremljanja proizvodnje in izboljšanje pogojev skladiščenja.
BMS (sistem za spremljanje baterije) : Funkcija uravnoteženja BMS s prilagajanjem porazdelitve energije med posameznimi celicami zmanjša nedoslednost in poveča uporabno zmogljivost in življenjsko dobo baterijskega paketa. Obstajata dve glavni metodi za dosego uravnoteženja v BMS: pasivno uravnoteženje in aktivno uravnoteženje.
Pasivno uravnoteženje, znano tudi kot uravnoteženje odvajanja energije, deluje tako, da sprošča odvečno energijo iz celic z večjo napetostjo ali zmogljivostjo v obliki toplote, s čimer se zmanjša njihova napetost in sposobnost ujemanja drugih celic. Ta proces se v glavnem opira na vzporedne upore, povezane s posameznimi celicami, da prepreči odvečno energijo.
Kadar ima celica večji naboj kot drugi, se odvečna energija razprši skozi vzporedni upor, pri čemer doseže ravnovesje z drugimi celicami. Zaradi svoje preprostosti in nizkih stroškov se pasivno uravnoteženje pogosto uporablja v različnih baterijskih sistemih. Vendar ima pomanjkljivost znatne izgube energije, saj se energija razprši kot toplota, ne pa učinkovito uporabljena. Inženirji običajno omejijo izravnalni tok na nizko raven (približno 100mA). Za poenostavitev strukture ima postopek uravnoteženja enak kabelski pas z postopkom zbiranja in oba delujeta izmenično. Medtem ko ta zasnova zmanjšuje kompleksnost in stroške sistema, ima za posledico tudi nižjo učinkovitost uravnoteženja in daljši čas za doseganje opaznih rezultatov. Obstajata dve glavni vrsti pasivnega uravnoteženja: fiksni upori in preklopljeni upori. Prva povezuje fiksni shunt, da prepreči prekomerno polnjenje, medtem ko slednji natančno nadzoruje preklop, da razprši odvečno energijo.
Po drugi strani je aktivno uravnoteženje učinkovitejša metoda upravljanja z energijo. Namesto da bi razpršil odvečno energijo, prenaša energijo iz celic z večjo zmogljivostjo na tiste z nižjo zmogljivostjo z uporabo posebej zasnovanih vezij, ki vključujejo komponente, kot so induktorji, kondenzatorji in transformatorji. To ne samo uravnoteži napetost med celicami, ampak tudi poveča celotno hitrost porabe energije.
Na primer, med polnjenjem, ko celica doseže mejo zgornje napetosti, BMS aktivira mehanizem aktivnega uravnoteženja. Identificira celice z relativno nižjo zmogljivostjo in prenaša energijo iz visokonapetostne celice v te nizkonapetostne celice s skrbno oblikovanim vezjem uravnoteženja. Ta postopek je natančen in učinkovit, kar močno poveča zmogljivost baterije.
Tako pasivno kot aktivno uravnoteženje igrajo kritične vloge pri povečanju uporabne zmogljivosti baterije, podaljšanju življenjske dobe in izboljšanju splošne učinkovitosti sistema.
Pri primerjavi pasivnih in aktivnih uravnoteženih tehnologij postane jasno, da se v svoji oblikovalski filozofiji in izvedbi bistveno razlikujejo. Aktivno uravnoteženje običajno vključuje kompleksne algoritme za izračun natančne količine energije za prenos, medtem ko se pasivno uravnoteženje bolj zanaša na natančno nadzor časa časovnih delovnih operacij za razprševanje presežne energije.
V celotnem postopku uravnoteženja sistem nenehno spremlja spremembe parametrov vsake celice, da se zagotovi, da so uravnoteževanje ne le učinkovite, ampak tudi varne. Ko razlike med celicami spadajo v vnaprej določeno sprejemljivo območje, bo sistem končal uravnoteženje.
S skrbno izbiro ustrezne metode uravnoteženja, strogo nadzorovati hitrost in stopnjo uravnoteženja ter učinkovito upravljanje toplote, ustvarjene med postopkom uravnoteženja, se lahko zmogljivost in življenjska doba baterijske pakete znatno izboljšata.
