Lityum pil paketleri, bakım içermeyen motorlar gibidir; ABMSDengeleme işlevi olmadan sadece bir veri toplayıcısıdır ve bir yönetim sistemi olarak kabul edilemez. Hem aktif hem de pasif dengeleme, bir pil paketindeki tutarsızlıkları ortadan kaldırmayı amaçlamaktadır, ancak uygulama ilkeleri temelde farklıdır.
Netlik için, bu makale, BMS tarafından başlatılan dengelemeyi algoritmalar yoluyla aktif dengeleme olarak tanımlarken, enerji dağıtmak için dirençleri kullanan dengeleme pasif dengeleme olarak adlandırılır. Aktif dengeleme enerji transferini içerirken, pasif dengeleme enerji dağılmasını içerir.
Temel Pil Paketi Tasarım İlkeleri
- İlk hücre tamamen şarj edildiğinde şarj durmalıdır.
- İlk hücre tükendiğinde deşarj bitmelidir.
- Zayıf hücreler daha güçlü hücrelerden daha hızlı yaşlanır.
- -En zayıf şarjlı hücre, sonuçta pil paketini sınırlayacak'Kullanılabilir kapasite (en zayıf bağlantı).
- Pil paketindeki sistem sıcaklığı gradyanı, daha yüksek ortalama sıcaklıklarda çalışan hücreleri zayıflatır.
- Dengelemeden, en zayıf ve en güçlü hücreler arasındaki voltaj farkı, her yük ve deşarj döngüsü ile artar. Sonunda, bir hücre maksimum voltaja yaklaşırken, diğeri minimum voltaja yaklaşarak paketin yükünü ve deşarj özelliklerini engeller.
Hücrelerin zaman içinde uyumsuzluğu ve kurulumdan değişen sıcaklık koşulları nedeniyle, hücre dengeleme esastır.
Lityum iyon piller öncelikle iki tip uyumsuzlukla karşı karşıya: şarj uyumsuzluğu ve kapasite uyumsuzluğu. Şarj uyuşmazlığı, aynı kapasiteye sahip hücreler yavaş yavaş sorumlu olarak farklılık gösterdiğinde meydana gelir. Kapasite uyuşmazlığı, farklı başlangıç kapasiteleri olan hücreler birlikte kullanıldığında gerçekleşir. Her ne kadar hücreler genellikle benzer üretim süreçleri ile aynı zamanda üretilirse iyi eşleştirilmiş olsa da, bilinmeyen kaynaklara veya önemli üretim farklılıklarına sahip hücrelerden uyumsuzluklar ortaya çıkabilir.
Aktif dengeleme ve pasif dengeleme
1. Amaç
Pil paketleri, aynı olması muhtemel olmayan birçok seri bağlantılı hücreden oluşur. Dengeleme, hücre voltaj sapmalarının beklenen aralıklar içinde tutulmasını, genel kullanılabilirliği ve kontrol edilebilirliği korumasını, böylece hasarı önlemesini ve pil ömrünü uzatmasını sağlar.
2. Tasarım karşılaştırması
- Pasif dengeleme: Tipik olarak dirençleri kullanarak daha yüksek voltaj hücrelerini boşaltır ve fazla enerjiyi ısıya dönüştürür. Bu yöntem, diğer hücreler için şarj süresini uzatır, ancak daha düşük verimliliğe sahiptir.
- Aktif dengeleme: Şarj ve deşarj döngüleri sırasında hücrelerdeki yükü yeniden dağıtan, şarj süresini azaltan ve deşarj süresini uzatan karmaşık bir teknik. Genellikle taburcu sırasında alt dengeleme stratejileri ve şarj sırasında üst dengeleme stratejileri kullanır.
- Artıları ve Eksileri Karşılaştırma: Pasif dengeleme daha basit ve daha ucuzdur, ancak daha az verimlidir, çünkü enerjiyi ısı olarak boşa harcar ve daha yavaş dengeleme etkileri vardır. Aktif dengeleme daha verimlidir, hücreler arasında enerji aktarır, bu da genel kullanım verimliliğini artırır ve dengeyi daha hızlı elde eder. Bununla birlikte, bu sistemleri özel IC'lere entegre etmede zorluklarla karmaşık yapıları ve daha yüksek maliyetleri içerir.
Çözüm
BMS kavramı başlangıçta yurtdışında geliştirildi ve erken IC tasarımları voltaj ve sıcaklık tespitine odaklandı. Dengeleme kavramı daha sonra, başlangıçta IC'lere entegre dirençli deşarj yöntemleri kullanılarak tanıtıldı. Bu yaklaşım artık TI, Maxim ve Lineer bu tür yongalar üreten şirketlerle yaygındır, bazıları anahtar sürücülerini yongalara entegre eder.
Pasif dengeleme ilkelerinden ve diyagramlardan, bir pil paketi bir varil ile karşılaştırılırsa, hücreler çıtalar gibidir. Daha yüksek enerjiye sahip hücreler uzun tahtalardır ve daha düşük enerjiye sahip olanlar kısa tahtalardır. Pasif dengeleme sadece uzun tahtaları "kısaltır", bu da boşa harcanan enerji ve verimsizliklere neden olur. Bu yöntem, önemli ısı dağılımı ve büyük kapasiteli paketlerde yavaş dengeleme etkileri dahil sınırlamalara sahiptir.
Aktif dengeleme, aksine, "kısa tahtaları doldurur", enerjiyi daha yüksek enerjili hücrelerden daha düşük enerjili hücrelere aktararak daha yüksek verimlilik ve daha hızlı denge elde edilmesine neden olur. Bununla birlikte, anahtar matrisleri tasarlama ve sürücüleri kontrol etme zorlukları ile karmaşıklık ve maliyet sorunları getirir.
Değişiklikler göz önüne alındığında, pasif dengeleme iyi tutarlılığa sahip hücreler için uygun olabilirken, aktif dengeleme daha fazla tutarsızlığa sahip hücreler için tercih edilir.
Gönderme Zamanı: Ağustos-27-2024
