Литий батареялары техникалык тейлөөнү талап кылбаган кыймылдаткычтарга окшош; аBMSбаланстоо функциясы жок болсо, жөн гана маалымат чогултуучу болуп саналат жана башкаруу системасы катары каралышы мүмкүн эмес. Активдүү жана пассивдүү баланстоо батарея топтомундагы карама-каршылыктарды жоюуга багытталган, бирок аларды ишке ашыруу принциптери түп-тамырынан бери айырмаланат.
Түшүнүктүү болушу үчүн, бул макалада BMS тарабынан алгоритмдер аркылуу башталган тең салмактуулук активдүү тең салмактуулук катары аныкталат, ал эми энергияны чачыратуу үчүн резисторлорду колдонгон тең салмактуулук пассивдүү тең салмактуулук деп аталат. Активдүү тең салмактуулук энергияны өткөрүп берүүнү камтыйт, ал эми пассивдүү тең салмактуулук энергияны чачыратууну камтыйт.
Батарея топтомунун негизги дизайнынын принциптери
- Биринчи элемент толук заряддалганда заряддоо токтотулушу керек.
- Биринчи клетка түгөнгөндө разряддоо аякташы керек.
- Алсыз клеткалар күчтүү клеткаларга караганда тезирээк картаят.
- - Эң алсыз зарядга ээ болгон элемент акыры батареянын кубаттуулугун чектейт'колдонууга жарамдуу кубаттуулук (эң алсыз звено).
- Батарея блогунун ичиндеги системанын температурасынын градиенти жогорку орточо температурада иштеген элементтерди алсыздатат.
- Тең салмактуулук сакталбаса, эң алсыз жана эң күчтүү элементтердин ортосундагы чыңалуу айырмасы ар бир заряддоо жана разряддоо цикли менен жогорулайт. Акыр-аягы, бир элемент максималдуу чыңалууга жакындап, ал эми экинчиси минималдуу чыңалууга жакындап, пакеттин заряддоо жана разряддоо мүмкүнчүлүктөрүнө тоскоол болот.
Убакыттын өтүшү менен клеткалардын дал келбестигинен жана орнотуудан улам температуранын өзгөрүшүнөн улам, клеткалардын тең салмактуулугу абдан маанилүү.
Литий-иондук батареялар негизинен эки түрдөгү дал келбестиктерге туш болушат: заряддоонун дал келбестиги жана кубаттуулуктун дал келбестиги. Заряддоонун дал келбестиги бирдей кубаттуулуктагы элементтердин заряды акырындык менен өзгөргөндө пайда болот. Кубаттуулуктун дал келбестиги ар кандай баштапкы кубаттуулуктагы элементтер чогуу колдонулганда пайда болот. Эгерде элементтер окшош өндүрүш процесстери менен бир убакта өндүрүлсө, жалпысынан жакшы дал келгени менен, белгисиз булактары бар же өндүрүштөгү олуттуу айырмачылыктары бар элементтерден дал келбестик пайда болушу мүмкүн.
Активдүү баланс жана пассивдүү баланс
1. Максат
Батарея блоктору көптөгөн удаалаш туташкан элементтерден турат, алардын бирдей болушу күмөн. Баланстоо элементтин чыңалуусунун четтөөлөрү күтүлгөн диапазондо сакталышын, жалпы колдонууга ыңгайлуулугун жана башкарылуучулугун сактоону, ошону менен бузулуунун алдын алууну жана батареянын иштөө мөөнөтүн узартууну камсыз кылат.
2. Дизайнды салыштыруу
- Пассивдүү тең салмактоо: Адатта, резисторлорду колдонуу менен жогорку чыңалуудагы элементтерди разряддап, ашыкча энергияны жылуулукка айландырат. Бул ыкма башка элементтердин кубаттоо убактысын узартат, бирок натыйжалуулугу төмөн.
- Активдүү тең салмактоо: Заряддоо жана разряддоо циклдери учурунда клеткалардын ичинде зарядды кайра бөлүштүрүүчү, заряддоо убактысын кыскартуучу жана разряддоо узактыгын узартуучу татаал ыкма. Ал, адатта, разряддоо учурунда төмөнкү тең салмактоо стратегияларын жана заряддоо учурунда үстүнкү тең салмактоо стратегияларын колдонот.
- Артыкчылыктары жана кемчиликтерин салыштыруу: Пассивдүү тең салмактуулук жөнөкөй жана арзан, бирок анча натыйжалуу эмес, анткени ал энергияны жылуулук катары коротот жана тең салмактуулуктун жайыраак таасирлерине ээ. Активдүү тең салмактоо натыйжалуураак, энергияны клеткалардын ортосунда өткөрүп берет, бул жалпы колдонуунун натыйжалуулугун жогорулатат жана тең салмактуулукка тезирээк жетишет. Бирок, ал татаал түзүлүштөрдү жана жогорку чыгымдарды камтыйт, бул системаларды атайын интегралдык микросхемаларга интеграциялоодо кыйынчылыктар жаралат.
Жыйынтык
BMS концепциясы алгач чет өлкөлөрдө иштелип чыккан, алгачкы интегралдык микросхемалардын долбоорлору чыңалууну жана температураны аныктоого багытталган. Кийинчерээк баланстоо концепциясы киргизилген, башында интегралдык микросхемаларга интеграцияланган каршылык көрсөтүүчү разряддоо ыкмалары колдонулган. Бул ыкма азыр кеңири таралган, TI, MAXIM жана LINEAR сыяктуу компаниялар мындай чиптерди чыгарышат, айрымдары чиптерге коммутатордун драйверлерин интеграциялашат.
Пассивдүү тең салмактуулук принциптеринен жана диаграммаларынан көрүнүп тургандай, эгерде батарея блогун цилиндр менен салыштырсак, анда элементтер станокторго окшош. Энергиясы жогору элементтер узун тактайлар, ал эми энергиясы аз элементтер кыска тактайлар. Пассивдүү тең салмактоо узун тактайларды гана "кыскартат", бул энергиянын текке кетишине жана натыйжасыздыкка алып келет. Бул ыкманын чектөөлөрү бар, анын ичинде чоң сыйымдуулуктагы батареяларда жылуулуктун олуттуу таркашы жана жай тең салмактуулук эффекттери бар.
Ал эми активдүү тең салмактоо "кыска тактайларды толтурат", энергияны жогорку энергиялуу клеткалардан төмөнкү энергиялуу клеткаларга өткөрүп берет, натыйжада жогорку натыйжалуулукка жана тезирээк тең салмактуулукка жетишүүгө алып келет. Бирок, ал татаалдыкты жана баа маселелерин жаратат, которгуч матрицаларын долбоорлоодо жана дисктерди башкарууда кыйынчылыктарды жаратат.
Компромисстерди эске алганда, пассивдүү тең салмактуулук жакшы консистенцияга ээ клеткалар үчүн ылайыктуу болушу мүмкүн, ал эми активдүү тең салмактуулук чоң айырмачылыктарга ээ клеткалар үчүн артыкчылыктуу.
Жарыяланган убактысы: 2024-жылдын 27-августу
