Ich glaube, jeder kennt das Konzept des Zellgleichgewichts, vor allem weil die aktuelle Konsistenz der Zellen nicht gut genug ist und durch Gleichgewicht verbessert werden muss. Genau wie auf der Welt können wir keine zwei identischen Blätter und keine zwei identischen Zellen finden. Balance zielt letztlich darauf ab, die Mängel von Batteriezellen zu beheben und ist ein Mittel zum Ausgleich. Nachfolgend finden Sie eine kurze Einführung in das passive und aktive Balancieren von Lithiumbatterien:
01 Passives Gleichgewicht
Beim passiven Ausgleich werden im Allgemeinen Batterien mit höherer Spannung durch Widerstandsentladung entladen, wobei Elektrizität in Form von Wärme freigesetzt wird, um mehr Ladezeit für andere Batterien zu gewinnen. Auf diese Weise wird die Leistung des Gesamtsystems durch den Akku mit der geringsten Kapazität begrenzt. Während des Ladevorgangs haben Lithiumbatterien im Allgemeinen einen oberen Ladegrenzschutzspannungswert. Wenn eine bestimmte Reihe von Batterien diesen Spannungswert erreicht, unterbricht die Lithiumbatterie-Schutzplatine den Ladestromkreis und stoppt den Ladevorgang. Daher sind die Vorteile des passiven Gleichgewichts niedrige Kosten und ein einfaches Schaltungsdesign; Der Nachteil besteht darin, dass die Bilanz auf der niedrigsten verbleibenden Batteriekapazität basiert, wodurch die Kapazität von Batterien mit geringer Restkapazität nicht erhöht werden kann und 100 % der ausgeglichenen Leistung in Form von Wärme verschwendet werden. Lithiumbatterie-Schutzplatinen verfügen im Allgemeinen über eine Überladeschutzfunktion, um ein Überladen der Batterie zu verhindern.
Wie in Abbildung 2 dargestellt, wird während des Ladevorgangs zunächst die zweite Batterie auf den Schutzspannungswert aufgeladen, wodurch der Schutzmechanismus der Lithiumbatterie-Schutzplatine ausgelöst und der Ladevorgang des Batteriesystems gestoppt wird, was direkt dazu führt, dass die Batterie nicht vollständig geladen werden kann Laden Sie den ersten und dritten Akku auf. Die Vollladung des gesamten Systems wird durch die zweite Batterie begrenzt, was den Systemverlust darstellt. Um die Leistung des Batteriesystems zu erhöhen, gleicht die Lithiumbatterie-Schutzplatine die Batterie während des Ladevorgangs aus. Wie in Abbildung 3 dargestellt, entlädt die Lithiumbatterie-Schutzplatine nach dem ausgeglichenen Start die zweite Batterie und verzögert so die Zeit, bis sie den Schutzspannungswert erreicht. Dadurch verlängert sich auch die Ladezeit der ersten und dritten Batterie und damit die Gesamtleistung des Batteriesystems. Allerdings werden 100 % der entladenen Leistung der Batterie Nr. 2 in Wärmefreisetzung umgewandelt, was zu einer erheblichen Verschwendung führt (die Wärmeabgabe der Batterie Nr. 2 ist ein Verlust des Systems und auch eine Energieverschwendung).
Wie in Abbildung 4 dargestellt, kann eine Tiefentladung zusätzlich zu den schwerwiegenden Auswirkungen einer Überladung auf die Batterie auch schwere Schäden an der Batterie verursachen. Ebenso verfügt die Lithiumbatterie-Schutzplatine über eine Überentladungsschutzfunktion. Wenn beim Entladen die Spannung der zweiten Batterie den Entladeschutzwert erreicht, wird der Schutzmechanismus der Lithiumbatterie-Schutzplatine ausgelöst, wodurch die Systementladung gestoppt wird, was direkt dazu führt, dass die verbleibende Batteriekapazität der ersten und dritten Batterie nicht mehr genutzt werden kann vollständig genutzt. Nach einem ausgeglichenen Start wird die Überentladung des Systems verbessert.
02 Aktives Gleichgewicht
Der aktive Ausgleich wird durch die Übertragung von Elektrizität erreicht, die hocheffizient ist und zu minimalen Verlusten führt. Verschiedene Hersteller haben unterschiedliche Methoden und der ausgeglichene Strom variiert zwischen 1 und 10 A.
Der passive Ausgleich eignet sich für Lithium-Batteriepack-Anwendungen mit geringer Kapazität und geringer String-Anzahl, während der aktive Balancing für Lithium-Akku-Power-Anwendungen mit hoher String-Anzahl und großer Kapazität geeignet ist. Für BMS ist neben der Auswuchtfunktion die zugrunde liegende Auswuchtstrategie noch wichtiger.
Wie in Abbildung 5 dargestellt, bilden jeweils 6 Batteriestränge eine Gruppe, und die Gesamtleistung der 6 Batteriestränge wird auf die Batterie mit der kleineren Kapazität übertragen. Der induktive aktive Ausgleich basiert auf physikalischer Umwandlung und integriert Leistungsschalter und Mikroinduktivitäten. Es verwendet eine bidirektionale Ausgleichsmethode, um Batterien durch Ladungsübertragung zwischen benachbarten oder benachbarten Batterien auszugleichen, und kann unabhängig davon, ob sich die Batterie im entladenen, geladenen oder statischen Zustand befindet, einen Ausgleich erreichen. Der Auswuchtwirkungsgrad liegt bei bis zu 92 %.
Das Funktionsprinzip des Entladens und Ladens ist in den Abbildungen 6 und 7 dargestellt, wobei Batterie 2 Strom auf die Batterien 1 und 3 überträgt. Durch eine effiziente Ladungsübertragung wird sichergestellt, dass die Spannung der drei Batterien während des Ladevorgangs ausgeglichen bleibt, sodass alle Batterien vollständig aufgeladen werden können. Die Lithiumbatterie-Schutzplatine kann die Batterie auch während der Entladung ausgleichen. Die erste und dritte Batterie übertragen ihre Energie auf die zweite Batterie, wobei die Spannung der drei Batterien ständig im Gleichgewicht entladen wird, so dass die gesamte Batterieleistung verbraucht werden kann.