I pacchetti di batterie à u litiu sò cum'è i motori chì ùn anu micca mantenimentu; aBMSsenza una funzione di equilibramentu hè solu un cullettore di dati è ùn pò esse cunsideratu un sistema di gestione. L'equilibramentu attivu è passivu anu cum'è scopu di eliminà l'inconsistenze in un paccu di batterie, ma i so principii d'implementazione sò fundamentalmente diversi.
Per chiarezza, questu articulu definisce l'equilibriu iniziatu da u BMS per mezu di algoritmi cum'è equilibriu attivu, mentre chì l'equilibriu chì usa resistenze per dissipà l'energia hè chjamatu equilibriu passivu. L'equilibriu attivu implica u trasferimentu d'energia, mentre chì l'equilibriu passivu implica a dissipazione di l'energia.
Principii di cuncepimentu di pacchetti di batterie di basa
- A carica deve piantà quandu a prima cellula hè cumpletamente carica.
- A scarica deve finisce quandu a prima cellula hè esaurita.
- E cellule più debuli invechjanu più prestu chè e cellule più forti.
- -a cellula cù a carica più debule limiterà in fine u pacchettu di batteria'capacità utilizabile (l'anellu u più debule).
- U gradiente di temperatura di u sistema in u paccu di a batteria rende e cellule chì funzionanu à temperature medie più elevate più debuli.
- Senza equilibramentu, a differenza di tensione trà e cellule più debuli è e più forti aumenta cù ogni ciclu di carica è scarica. Infine, una cellula s'avvicinerà à a tensione massima mentre un'altra s'avvicina à a tensione minima, impedendu e capacità di carica è scarica di u paccu.
A causa di a discrepanza di e cellule cù u tempu è di e diverse cundizioni di temperatura da l'installazione, l'equilibriu di e cellule hè essenziale.
E batterie à ioni di litiu sò principalmente cunfruntate à dui tipi di discrepanza: a discrepanza di carica è a discrepanza di capacità. A discrepanza di carica si verifica quandu e cellule di a listessa capacità differiscenu gradualmente in carica. A discrepanza di capacità si verifica quandu e cellule cù capacità iniziali diverse sò aduprate inseme. Ancu s'è e cellule sò generalmente ben abbinate s'elle sò prodotte à listessa epica cù prucessi di fabricazione simili, e discrepanze ponu nasce da cellule cù fonti scunnisciute o differenze di fabricazione significative.
Equilibriu Attivu vs. Equilibriu Passivu
1. Scopu
I pacchi di batterie sò custituiti da parechje cellule cunnesse in serie, chì ùn sò micca prubabilmente identiche. L'equilibriu assicura chì e deviazioni di tensione di e cellule sò mantenute in i limiti previsti, mantenendu l'usabilità è a cuntrollabilità generale, impedendu cusì danni è allungendu a durata di a batteria.
2. Cunfrontu di cuncepimentu
- Equilibramentu Passivu: Tipicamente scarica e cellule à tensione più alta aduprendu resistenze, cunvertendu l'energia in eccessu in calore. Stu metudu allunga u tempu di carica per altre cellule ma hà una efficienza più bassa.
- Equilibriu Attivu: Una tecnica cumplessa chì ridistribuisce a carica in e cellule durante i cicli di carica è scarica, riducendu u tempu di carica è allungendu a durata di a scarica. In generale, impiega strategie di equilibru in fondu durante a scarica è strategie di equilibru in cima durante a carica.
- Cunfrontu di i vantaghji è di i svantaghji: L'equilibriu passivu hè più simplice è più economicu ma menu efficiente, postu chì spreca energia cum'è calore è hà effetti di equilibriu più lenti. L'equilibriu attivu hè più efficiente, trasferendu energia trà e cellule, ciò chì migliora l'efficienza generale di l'usu è ottiene l'equilibriu più rapidamente. Tuttavia, implica strutture cumplesse è costi più elevati, cù sfide per integrà questi sistemi in circuiti integrati dedicati.
Cunclusione
U cuncettu di BMS hè statu inizialmente sviluppatu à l'esteru, cù i primi disinni di circuiti integrati chì si cuncentravanu nantu à a rilevazione di tensione è temperatura. U cuncettu di equilibratura hè statu introduttu dopu, inizialmente aduprendu metudi di scarica resistiva integrati in i circuiti integrati. Questu approcciu hè avà diffusu, cù cumpagnie cum'è TI, MAXIM è LINEAR chì producenu tali chip, alcune integrendu driver di switch in i chip.
Da i principii è i diagrammi di l'equilibriu passivu, s'è un pacchettu di batterie hè paragunatu à un barile, e cellule sò cum'è e doghe. E cellule cù una energia più alta sò tavule lunghe, è quelle cù una energia più bassa sò tavule corte. L'equilibriu passivu "accorcia" solu e tavule lunghe, risultendu in un sprecu di energia è inefficienze. Stu metudu hà limitazioni, cumprese una dissipazione di u calore significativa è effetti di equilibriu lenti in pacchetti di grande capacità.
L'equilibriu attivu, invece, "riempie i pannelli corti", trasferendu energia da e cellule à più alta energia à quelle à più bassa energia, risultendu in una maggiore efficienza è un raggiungimentu di l'equilibriu più rapidu. Tuttavia, introduce prublemi di cumplessità è di costu, cù sfide in a cuncepimentu di matrici di interruttore è u cuntrollu di l'azionamenti.
Dati i compromessi, l'equilibriu passivu pò esse adattatu per e cellule cù una bona consistenza, mentre chì l'equilibriu attivu hè preferibile per e cellule cù discrepanze più grande.
Data di publicazione: 27 d'aostu 2024
