Як збалансувати свинцево-кислотні акумулятори?

Ефект відра: кількість води, яку може вмістити відро, залежить від його найкоротшого стовпа.

У царині батарей спостерігається ефект відра: продуктивність акумуляторної батареї залежить від елемента з найнижчою напругою. Коли балансування напруги погане, батарея повністю заряджається після короткого періоду заряджання.

Як вирішити проблему вирівнювання напруги акумуляторів і продовжити термін їх служби?

Традиційний підхід: 

Періодична перевірка вручну для виявлення батарей із низькою напругою та окремого заряджання батарей із низькою напругою.

Розумний підхід: 

BMS (система керування акумулятором) оснащена функцією автоматичного балансування, яка може автоматично балансувати напругу під час заряджання та розряджання.

Автоматичне балансування включає активне і пасивне балансування.

Активне балансування включає балансування на основі заряджання та балансування на основі передачі енергії.

Активне балансування (на основі передачі енергії):

Балансування здійснюється шляхом передачі енергії без втрат, тобто енергія передається від елементів з більшою напругою до тих з нижчою напругою, досягаючи загального балансу напруги з мінімальними втратами енергії; отже, це також називається балансуванням без втрат.

 

Переваги:  ​​мінімальні втрати енергії, високий ККД, довговічність, великий струм, швидкий ефект.

Недоліки:  складна схемотехніка, висока вартість.

Активне балансування (на основі зарядки):

У кожному датчику контрольної комірки є модуль живлення DC/DC. Під час плаваючої зарядки модуль заряджає елемент найнижчою напругою, щоб збільшити його заряд до досягнення встановленого балансу напруги.

 

Переваги:  ​​Цілеспрямована зарядка для недозаряджених або низькопродуктивних елементів.

Недоліки:  висока вартість через потребу в модулях живлення постійного/постійного струму, ризик перезарядки (можливе через неправильну оцінку), висока вартість обслуговування через можливі точки збою.

Пасивне балансування (на основі розрядки):

Пасивне балансування, як правило, передбачає розрядку елементів з високою напругою через резистори, вивільняючи енергію у вигляді тепла для досягнення загального балансу напруги, таким чином дозволяючи іншим елементам заряджатися більше під час процесу заряджання.

 

Переваги:  ​​низький струм розряду, надійна технологія, економічна ефективність.

Недоліки:  Короткий час розряду, повільний ефект.

Таким чином, поточний BMS для свинцево-кислотних акумуляторів переважно використовує пасивне балансування. У майбутньому Dfun запровадить гібридне балансування, яке врівноважує високовольтні елементи шляхом розрядки та низьковольтні елементи шляхом зарядки.