Litiaj bateriopakaĵoj estas kiel motoroj al kiuj mankas prizorgado; aBMSsen ekvilibra funkcio estas nur datumkolektanto kaj ne povas esti konsiderata kiel administradsistemo. Kaj aktiva kaj pasiva ekvilibro celas elimini nekonsekvencojn ene de bateripakaĵo, sed iliaj efektivigprincipoj estas fundamente malsamaj.
Por klareco, ĉi tiu artikolo difinas ekvilibron komencitan de la BMS per algoritmoj kiel aktivan ekvilibron, dum balancado kiu uzas rezistilojn por disipi energion estas nomita pasiva ekvilibro. Aktiva ekvilibro implikas energitransdonon, dum pasiva ekvilibro implikas energidisipadon.
Bazaj Bateria Pako-Dezajnaj Principoj
- Ŝargado devas ĉesi kiam la unua ĉelo estas plene ŝargita.
- Malŝarĝado devas finiĝi kiam la unua ĉelo estas elĉerpita.
- Pli malfortaj ĉeloj maljuniĝas pli rapide ol pli fortaj ĉeloj.
- -la ĉelo kun la plej malforta ŝargo finfine limigos la kuirilaron's uzebla kapablo (la plej malforta ligilo).
- La sistema temperaturgradiento ene de la baterio igas ĉelojn funkcii ĉe pli altaj averaĝtemperaturoj pli malfortaj.
- Sen ekvilibro, la tensiodiferenco inter la plej malfortaj kaj plej fortaj ĉeloj pliiĝas kun ĉiu ŝargo kaj malŝarĝa ciklo. Poste, unu ĉelo alproksimiĝos al maksimuma tensio dum alia alproksimiĝas al minimuma tensio, malhelpante la ŝargon kaj malŝarĝkapablojn de la pako.
Pro la miskongruo de ĉeloj laŭlonge de la tempo kaj ŝanĝiĝantaj temperaturkondiĉoj de instalado, ĉelbalancado estas esenca.
Litio-jonaj baterioj ĉefe alfrontas du specojn de miskongruo: ŝarga miskongruo kaj kapacita miskongruo. Ŝargado miskongruo okazas kiam ĉeloj de la sama kapacito iom post iom malsamas en pagendaĵo. Kapacitmisprezento okazas kiam ĉeloj kun malsamaj komencaj kapacitoj estas uzitaj kune. Kvankam ĉeloj estas ĝenerale bone egalitaj se ili estas produktitaj ĉirkaŭ la sama tempo kun similaj produktadprocezoj, misagordoj povas ekestiĝi de ĉeloj kun nekonataj fontoj aŭ signifaj produktaddiferencoj.
Aktiva Ekvilibro kontraŭ Pasiva Ekvilibro
1. Celo
Bateripakaĵoj konsistas el multaj serio-ligitaj ĉeloj, kiuj verŝajne ne estas identaj. Ekvilibro certigas, ke ĉela tensio-devioj estas konservitaj ene de atendataj intervaloj, konservante ĝeneralan uzeblecon kaj kontroleblecon, tiel malhelpante damaĝon kaj plilongigante baterian vivon.
2. Dezajna Komparo
- Pasiva Ekvilibro: Tipe malŝarĝas pli altajn tensiajn ĉelojn uzante rezistilojn, konvertante troan energion en varmecon. Ĉi tiu metodo plilongigas ŝarĝan tempon por aliaj ĉeloj sed havas pli malaltan efikecon.
- Aktiva Ekvilibro: Kompleksa tekniko, kiu redistribuas ŝargon ene de ĉeloj dum ŝarĝo kaj malŝarĝo cikloj, reduktante ŝargan tempon kaj plilongigante malŝarĝan daŭron. Ĝi ĝenerale utiligas malsuprajn ekvilibrajn strategiojn dum malŝarĝo kaj suprajn ekvilibrajn strategiojn dum ŝarĝo.
- Avantaĝoj kaj Malavantaĝoj Komparo: Pasiva ekvilibro estas pli simpla kaj pli malmultekosta sed malpli efika, ĉar ĝi malŝparas energion kiel varmego kaj havas pli malrapidajn ekvilibrajn efikojn. Aktiva ekvilibro estas pli efika, transdonante energion inter ĉeloj, kio plibonigas ĝeneralan uzado-efikecon kaj atingas ekvilibron pli rapide. Tamen, ĝi implikas kompleksajn strukturojn kaj pli altajn kostojn, kun defioj en integrado de tiuj sistemoj en diligentajn ICojn.
Konkludo
La koncepto de BMS estis komence evoluigita eksterlande, kun fruaj IC-dezajnoj temigantaj tensio- kaj temperaturdetekto. La koncepto de balancado poste estis lanĉita, komence uzante rezistemajn senŝargiĝmetodojn integrigitajn en ICoj. Tiu aliro nun estas ĝeneraligita, kun firmaoj kiel TI, MAXIM, kaj LINEAR produktantaj tiajn fritojn, kelkaj integrante ŝaltilŝoforojn en la fritojn.
El la pasivaj ekvilibraj principoj kaj diagramoj, se kuirilaro estas komparata kun barelo, la ĉeloj estas kiel la stangoj. Ĉeloj kun pli alta energio estas longaj tabuloj, kaj tiuj kun pli malalta energio estas mallongaj tabuloj. Pasiva ekvilibro nur "mallongigas" la longajn tabulojn, rezultigante malŝparitan energion kaj neefikecojn. Tiu metodo havas limigojn, inkluzive de signifa varmodissipado kaj malrapidaj ekvilibraj efikoj en grandaj kapacitaj pakoj.
Aktiva ekvilibro, kontraste, "plenigas la mallongajn tabulojn", transigante energion de pli alt-energiaj ĉeloj al pli malaltaj energiaj, rezultigante pli altan efikecon kaj pli rapidan ekvilibran atingon. Tamen, ĝi enkondukas kompleksecon kaj kostoproblemojn, kun defioj en dizajnado de ŝaltilmatricoj kaj kontrolado de stiradoj.
Surbaze de la kompromisoj, pasiva ekvilibro povas esti taŭga por ĉeloj kun bona konsistenco, dum aktiva ekvilibro estas preferinda por ĉeloj kun pli grandaj diferencoj.
Afiŝtempo: Aŭg-27-2024
