Πιστεύω ότι όλοι έχουν εισαχθεί στην έννοια της κυτταρικής ισορροπίας, κυρίως επειδή η τρέχουσα συνοχή των κυττάρων δεν είναι αρκετά καλή και πρέπει να βελτιωθεί μέσω της ισορροπίας. Όπως και στον κόσμο, δεν μπορούμε να βρούμε δύο πανομοιότυπα φύλλα και δεν μπορούμε να βρούμε δύο πανομοιότυπα κελιά. Το Balance στοχεύει τελικά στην αντιμετώπιση των ελλείψεων των στοιχείων της μπαταρίας και είναι ένα μέσο αντιστάθμισης. Ακολουθεί μια σύντομη εισαγωγή στην παθητική και ενεργητική εξισορρόπηση των μπαταριών λιθίου:
01 Παθητική Ισορροπία
Η παθητική εξισορρόπηση γενικά αποφορτίζει μπαταρίες με υψηλότερη τάση μέσω εκφόρτισης αντίστασης, απελευθερώνοντας ηλεκτρική ενέργεια με τη μορφή θερμότητας για να κερδίσει περισσότερο χρόνο φόρτισης για άλλες μπαταρίες. Με αυτόν τον τρόπο, η ισχύς ολόκληρου του συστήματος περιορίζεται από την μπαταρία με τη μικρότερη χωρητικότητα. Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας φόρτισης, οι μπαταρίες λιθίου έχουν γενικά μια τιμή τάσης προστασίας ανώτερου ορίου φόρτισης. Όταν μια συγκεκριμένη σειρά μπαταριών φτάσει σε αυτήν την τιμή τάσης, η πλακέτα προστασίας της μπαταρίας λιθίου θα κόψει το κύκλωμα φόρτισης και θα σταματήσει τη φόρτιση. Επομένως, τα πλεονεκτήματα της παθητικής ισορροπίας είναι το χαμηλό κόστος και ο απλός σχεδιασμός κυκλώματος. Το μειονέκτημα είναι ότι η ισορροπία βασίζεται στη χαμηλότερη υπολειπόμενη χωρητικότητα της μπαταρίας, η οποία δεν μπορεί να αυξήσει τη χωρητικότητα των μπαταριών με χαμηλή υπολειπόμενη χωρητικότητα και το 100% της ισορροπημένης ισχύος σπαταλάται με τη μορφή θερμότητας. Οι πλακέτες προστασίας μπαταριών λιθίου έχουν γενικά λειτουργία προστασίας από υπερφόρτιση για την αποφυγή υπερφόρτισης της μπαταρίας.
Όπως φαίνεται στο σχήμα 2, κατά τη διαδικασία φόρτισης, η δεύτερη μπαταρία φορτίζεται πρώτα στην τιμή της τάσης προστασίας, ενεργοποιώντας τον μηχανισμό προστασίας της πλακέτας προστασίας της μπαταρίας λιθίου και διακόπτοντας τη φόρτιση του συστήματος μπαταρίας, γεγονός που οδηγεί άμεσα στην αδυναμία πλήρους φορτίστε την πρώτη και την τρίτη μπαταρία. Η πλήρης φόρτιση ολόκληρου του συστήματος περιορίζεται από τη δεύτερη μπαταρία, που είναι η απώλεια συστήματος. Προκειμένου να αυξηθεί η ισχύς του συστήματος μπαταρίας, η πλακέτα προστασίας της μπαταρίας λιθίου θα εξισορροπήσει την μπαταρία κατά τη φόρτιση. Όπως φαίνεται στο Σχήμα 3, μετά την ισορροπημένη εκκίνηση, η πλακέτα προστασίας της μπαταρίας λιθίου θα αποφορτίσει τη δεύτερη μπαταρία, καθυστερώντας το χρόνο για να φτάσει στην τιμή της τάσης προστασίας. Αυτό θα παρατείνει επίσης τον χρόνο φόρτισης της πρώτης και της τρίτης μπαταρίας, αυξάνοντας έτσι τη συνολική ισχύ του συστήματος μπαταριών. Ωστόσο, το 100% της εκφορτιζόμενης ισχύος της μπαταρίας Νο. 2 μετατρέπεται σε απελευθέρωση θερμότητας, με αποτέλεσμα σημαντική σπατάλη (η απαγωγή θερμότητας της μπαταρίας Νο. 2 είναι απώλεια του συστήματος και επίσης σπατάλη ισχύος).
Όπως φαίνεται στο Σχήμα 4, εκτός από τις σοβαρές επιπτώσεις της υπερφόρτισης στην μπαταρία, η υπερφόρτιση μπορεί επίσης να προκαλέσει σοβαρή ζημιά στην μπαταρία. Ομοίως, η πλακέτα προστασίας της μπαταρίας λιθίου διαθέτει λειτουργία προστασίας από υπερφόρτιση. Κατά την εκφόρτιση, όταν η τάση της δεύτερης μπαταρίας φτάσει την τιμή προστασίας εκφόρτισης, ενεργοποιείται ο μηχανισμός προστασίας της πλακέτας προστασίας της μπαταρίας λιθίου, διακόπτοντας την αποφόρτιση του συστήματος, με αποτέλεσμα να μην είναι δυνατή η εναπομένουσα χωρητικότητα της μπαταρίας της πρώτης και της τρίτης μπαταρίας. πλήρως χρησιμοποιημένο. Μετά από ισορροπημένη εκκίνηση, το σύστημα υπερφόρτωσης θα βελτιωθεί.
02 Ενεργή Ισορροπία
Η ενεργή εξισορρόπηση επιτυγχάνεται μέσω της μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας, η οποία είναι ιδιαίτερα αποδοτική και έχει ως αποτέλεσμα ελάχιστες απώλειες. Διαφορετικοί κατασκευαστές έχουν διαφορετικές μεθόδους και το ισορροπημένο ρεύμα κυμαίνεται από 1 έως 10Α.
Η παθητική εξισορρόπηση είναι κατάλληλη για εφαρμογές πακέτων μπαταριών λιθίου με μικρή χωρητικότητα και χαμηλό αριθμό στοιχειοσειρών, ενώ η ενεργή εξισορρόπηση είναι κατάλληλη για εφαρμογές πακέτων μπαταριών λιθίου τύπου ισχύος με υψηλό αριθμό στοιχειοσειρών και μεγάλη χωρητικότητα. Για το BMS, εκτός από τη λειτουργία εξισορρόπησης, η υποκείμενη στρατηγική εξισορρόπησης είναι ακόμη πιο σημαντική.
Όπως φαίνεται στο Σχήμα 5, κάθε 6 σειρές μπαταριών σχηματίζουν μια ομάδα και η συνολική ισχύς των 6 σειρών μπαταριών μεταφέρεται στη μπαταρία με τη μικρότερη χωρητικότητα. Η επαγωγική ενεργή εξισορρόπηση βασίζεται στη φυσική μετατροπή, ενσωματώνοντας διακόπτες ισχύος και μικροεπαγωγείς. Χρησιμοποιεί μια μέθοδο αμφίδρομης εξισορρόπησης για την εξισορρόπηση των μπαταριών μέσω μεταφοράς φόρτισης μεταξύ γειτονικών ή γειτονικών μπαταριών και μπορεί να επιτύχει εξισορρόπηση ανεξάρτητα από το εάν η μπαταρία είναι σε αποφόρτιση, φόρτιση ή στατική κατάσταση. Η απόδοση εξισορρόπησης είναι τόσο υψηλή όσο 92%.
Η αρχή λειτουργίας εκφόρτισης και φόρτισης φαίνεται στα Σχήματα 6 και 7, όπου η μπαταρία 2 μεταφέρει ισχύ στις μπαταρίες 1 και 3. Η αποτελεσματική μεταφορά φόρτισης διασφαλίζει ότι η τάση των τριών μπαταριών παραμένει ισορροπημένη κατά τη φόρτιση, επιτρέποντας σε όλες τις μπαταρίες να φορτίζονται πλήρως. Η προστατευτική πλακέτα μπαταρίας λιθίου μπορεί επίσης να εξισορροπήσει την μπαταρία κατά την εκφόρτιση. Η πρώτη και η τρίτη μπαταρία μεταφέρουν την ισχύ τους στη δεύτερη μπαταρία και η τάση των τριών μπαταριών αποφορτίζεται συνεχώς σε ισορροπημένη κατάσταση, έτσι ώστε να μπορεί να εξαντληθεί όλη η ισχύς της μπαταρίας.