Litiaj baterioj estas kiel motoroj, kiuj ne havas prizorgadon;BMSsen ekvilibriga funkcio estas nur datenkolektilo kaj ne povas esti konsiderata mastruma sistemo. Kaj aktiva kaj pasiva ekvilibrigo celas forigi faktkonfliktojn ene de bateriaro, sed iliaj efektivigaj principoj estas principe malsamaj.
Por klareco, ĉi tiu artikolo difinas ekvilibrigon iniciatitan de la BMS per algoritmoj kiel aktivan ekvilibrigon, dum ekvilibrigo kiu uzas rezistilojn por disipi energion estas nomata pasiva ekvilibrigo. Aktiva ekvilibrigo implikas energitransdonon, dum pasiva ekvilibrigo implikas energidisipadon.
Bazaj Principoj de Dezajno de Bateriopakaĵoj
- Ŝargado devas ĉesi kiam la unua ĉelo estas plene ŝargita.
- Malŝarĝado devas finiĝi kiam la unua ĉelo estas malplenigita.
- Pli malfortaj ĉeloj maljuniĝas pli rapide ol pli fortaj ĉeloj.
- -la ĉelo kun la plej malforta ŝargo finfine limigos la baterion's uzebla kapacito (la plej malforta ligo).
- La sistema temperaturgradiento ene de la bateripakaĵo malfortigas ĉelojn funkciantajn je pli altaj averaĝaj temperaturoj.
- Sen ekvilibro, la tensiodiferenco inter la plej malfortaj kaj plej fortaj ĉeloj pliiĝas kun ĉiu ŝarĝo- kaj malŝarĝociklo. Fine, unu ĉelo atingos maksimuman tension, dum alia alproksimiĝos al minimuma tensio, malhelpante la ŝarĝo- kaj malŝarĝokapablojn de la pako.
Pro la misagordo de ĉeloj laŭlonge de la tempo kaj ŝanĝiĝantaj temperaturkondiĉoj ekde la instalado, ĉela ekvilibro estas esenca.
Litio-jonaj baterioj ĉefe alfrontas du tipojn de misagordo: ŝarga misagordo kaj kapacita misagordo. Ŝarga misagordo okazas kiam ĉeloj kun la sama kapacito iom post iom diferencas en ŝargo. Kapacita misagordo okazas kiam ĉeloj kun malsamaj komencaj kapacitoj estas uzataj kune. Kvankam ĉeloj ĝenerale estas bone kongruaj se ili estas produktitaj ĉirkaŭ la sama tempo kun similaj fabrikadaj procezoj, misagordoj povas ekesti pro ĉeloj kun nekonataj fontoj aŭ signifaj fabrikadaj diferencoj.
Aktiva Ekvilibrigo kontraŭ Pasiva Ekvilibrigo
1. Celo
Bateriopakaĵoj konsistas el multaj serie konektitaj ĉeloj, kiuj verŝajne ne estas identaj. Ekvilibrigo certigas, ke la devioj de ĉeltensio restas ene de atendataj intervaloj, konservante la ĝeneralan uzeblecon kaj kontroleblecon, tiel malhelpante difekton kaj plilongigante la vivon de la baterio.
2. Dezajna Komparo
- Pasiva Ekvilibrigo: Tipe malŝarĝas pli alttensiajn ĉelojn uzante rezistilojn, konvertante troan energion en varmon. Ĉi tiu metodo plilongigas la ŝarĝtempon por aliaj ĉeloj sed havas pli malaltan efikecon.
- Aktiva Ekvilibrigo: Kompleksa tekniko kiu redistribuas ŝargon ene de ĉeloj dum ŝargaj kaj malŝargaj cikloj, reduktante ŝargan tempon kaj plilongigante la malŝargan daŭron. Ĝi ĝenerale uzas strategiojn de malsupra ekvilibrigo dum malŝargo kaj strategiojn de supra ekvilibrigo dum ŝargado.
- Komparo de Avantaĝoj kaj Malavantaĝoj: Pasiva ekvilibrigo estas pli simpla kaj pli malmultekosta sed malpli efika, ĉar ĝi malŝparas energion kiel varmon kaj havas pli malrapidajn ekvilibrigajn efikojn. Aktiva ekvilibrigo estas pli efika, transdonante energion inter ĉeloj, kio plibonigas la ĝeneralan uzefikecon kaj atingas ekvilibron pli rapide. Tamen, ĝi implikas kompleksajn strukturojn kaj pli altajn kostojn, kun defioj en integrado de ĉi tiuj sistemoj en dediĉitajn integrajn cirkvitojn.
Konkludo
La koncepto de BMS (Battery System System) estis komence evoluigita eksterlande, kun fruaj IC-dezajnoj fokusantaj sur tensio- kaj temperaturo-detekto. La koncepto de ekvilibrigo poste estis enkondukita, komence uzante rezistajn malŝarĝajn metodojn integritajn en IC-ojn. Ĉi tiu aliro nun estas ĝeneraligita, kun kompanioj kiel TI, MAXIM kaj LINEAR produktantaj tiajn ĉipojn, kelkaj integrante ŝaltilajn pelilojn en la ĉipojn.
Laŭ la principoj kaj diagramoj de pasiva ekvilibro, se oni komparas bateriaron kun barelo, la ĉeloj estas kiel staboj. Ĉeloj kun pli alta energio estas longaj tabuloj, kaj tiuj kun pli malalta energio estas mallongaj tabuloj. Pasiva ekvilibro nur "mallongigas" la longajn tabulojn, rezultante en malŝparita energio kaj neefikecoj. Ĉi tiu metodo havas limigojn, inkluzive de signifa varmodisradiado kaj malrapidaj ekvilibrigaj efikoj en grandkapacitaj pakoj.
Aktiva ekvilibrigo, kontraste, "plenigas la mallongajn tabulojn", transdonante energion de pli alt-energiaj ĉeloj al malpli energiaj, rezultante en pli alta efikeco kaj pli rapida ekvilibro-atingo. Tamen, ĝi enkondukas kompleksecon kaj kosto-problemojn, kun defioj en la dizajnado de ŝaltilmatricoj kaj la kontrolado de transmisiiloj.
Konsiderante la kompromisojn, pasiva ekvilibrigo povas esti taŭga por ĉeloj kun bona konsistenco, dum aktiva ekvilibrigo estas preferinda por ĉeloj kun pli grandaj diferencoj.
Afiŝtempo: 27-a de aŭgusto 2024
