I pacchetti di batterie di lithium sò cum'è i mutori chì mancanu di mantenimentu; aBMSsenza una funzione di equilibriu hè solu un cullettore di dati è ùn pò micca esse cunsideratu un sistema di gestione. L'equilibriu attivu è passiu anu u scopu di eliminà inconsistenze in un pacchettu di batterie, ma i so principii di implementazione sò fundamentalmente diversi.
Per a chiarezza, questu articulu definisce l'equilibriu iniziatu da u BMS per mezu di l'algoritmi cum'è equilibriu attivu, mentre chì l'equilibriu chì usa resistori per dissipare l'energia hè chjamatu equilibriu passiu. L'equilibriu attivu implica u trasferimentu di energia, mentri l'equilibriu passiu implica a dissipazione di energia.
Principi basi di cuncepimentu di batterie
- A carica deve cessà quandu a prima cellula hè completamente carica.
- A scaricazione deve finisce quandu a prima cellula hè sguassata.
- E cellule più deboli invecchianu più rapidamente cà e cellule più forti.
- -a cellula cù a carica più debule limitarà in fine a batteria's capacità utilizable (u ligame più debule).
- U gradiente di temperatura di u sistema in u pacchettu di batteria rende e cellule chì operanu à temperature medie più alte più debuli.
- Senza equilibriu, a diferenza di tensione trà e cellule più debuli è più forti aumenta cù ogni ciculu di carica è scarica. Eventualmente, una cellula s'avvicinarà à a tensione massima mentre l'altra s'avvicina à a tensione minima, impedendu a capacità di carica è scaricamentu di u pacchettu.
A causa di a discordanza di e cellule cù u tempu è di e cundizioni di temperatura variate da a stallazione, l'equilibriu di e cellule hè essenziale.
E batterie di lithium-ion sò principalmente affruntate à dui tipi di discordanza: a mancata di carica è a capacità. A discrepanza di carica si trova quandu e cellule di a stessa capacità differiscenu gradualmente in carica. A discrepanza di capacità accade quandu e cellule cù diverse capacità iniziali sò aduprate inseme. Ancu s'è e cellule sò generalmente bè cumminate si sò prudutte in u stessu tempu cù prucessi di fabricazione simili, i discordati ponu nasce da cellule cù fonti scunnisciuti o differenze di fabricazione significativa.
Balancing attivu versus Balancing passivu
1. Scopu
I pacchetti di batterie sò custituiti da parechje cellule cunnesse in serie, chì sò improbabile di esse identiche. L'equilibriu assicura chì e deviazioni di a tensione di e cellule sò mantenute in i intervalli previsti, mantenendu l'usabilità è a cuntrullabilità generale, prevenendu cusì danni è allargendu a vita di a batteria.
2. Design Comparaison
- Equilibramentu passivu: Tipicamenti scarica cellule di tensione più altu utilizendu resistori, cunvertisce l'energia eccessiva in calore. Stu metudu estende u tempu di carica per altre cellule, ma hà una efficienza più bassa.
- Bilanciamentu attivu: Una tecnica cumplessa chì redistribuisce a carica in e cellule durante i cicli di carica è scaricamentu, riducendu u tempu di carica è allargendu a durata di scaricamentu. In generale, impiega strategie di equilibriu in fondu durante a scaricazione è strategie di equilibriu superiore durante a carica.
- Paragone Pro è Cons: L'equilibriu passivu hè più simplice è più prezzu, ma menu efficiente, postu chì perdi energia cum'è calore è hà effetti d'equilibriu più lenti. L'equilibriu attivu hè più efficiente, trasferendu energia trà e cellule, chì migliurà l'efficienza generale di l'usu è ottene u equilibriu più rapidamente. Tuttavia, implica strutture cumplesse è costi più alti, cù sfide in l'integrazione di questi sistemi in IC dedicati.
Cunclusioni
U cuncettu di BMS hè statu inizialmente sviluppatu à l'esteru, cù i primi disinni IC cuncintrati in a rilevazione di tensione è temperatura. U cuncettu di equilibriu hè statu introduttu dopu, inizialmente utilizendu metudi di scarica resistiva integrati in IC. Stu approcciu hè avà generalizatu, cù cumpagnie cum'è TI, MAXIM, è LINEAR chì pruducianu tali chips, alcuni chì integranu i driver di switch in i chips.
Da i principii è i diagrammi di equilibriu passivi, se un pacchettu di bateria hè paragunatu à un barile, i celi sò cum'è e staves. I celi cù energia più alta sò piani longu, è quelli chì anu energia più bassa sò tavule curtite. L'equilibriu passivu solu "accorta" i piani longhi, risultatu in energia persa è inefficienze. Stu metudu hà limitazioni, cumprese una dissipazione significativa di u calore è l'effetti di equilibriu lentu in pacchetti di grande capacità.
L'equilibriu attivu, per cuntrastu, "riempie i tavulini brevi", trasferendu l'energia da e cellule di energia più alta à e cellule di energia più bassa, risultatu in una efficienza più alta è un equilibriu più veloce. Tuttavia, introduce prublemi di cumplessità è di costu, cù sfide in a cuncepimentu di matrici di switch è u cuntrollu di unità.
Dati i scambii, l'equilibriu passiu pò esse adattatu per e cellule cù una bona consistenza, mentre chì l'equilibriu attivu hè preferibile per e cellule cù discrepanzi più grande.
Tempu di post: Aug-27-2024
