ლითიუმის ელემენტები ისეთივეა, როგორც ძრავები, რომლებსაც მოვლა არ სჭირდებათ; აBMSდაბალანსების ფუნქციის გარეშე, ის უბრალოდ მონაცემთა შემგროვებელია და არ შეიძლება ჩაითვალოს მართვის სისტემად. როგორც აქტიური, ასევე პასიური დაბალანსება მიზნად ისახავს აკუმულატორის ბლოკში შეუსაბამობების აღმოფხვრას, მაგრამ მათი განხორციელების პრინციპები ფუნდამენტურად განსხვავებულია.
სიცხადისთვის, ამ სტატიაში BMS-ის მიერ ალგორითმების მეშვეობით ინიცირებულ დაბალანსებას აქტიური დაბალანსება ეწოდება, ხოლო დაბალანსებას, რომელიც ენერგიის გასაფანტად რეზისტორებს იყენებს, პასიური დაბალანსება ეწოდება. აქტიური დაბალანსება ენერგიის გადაცემას გულისხმობს, ხოლო პასიური დაბალანსება - ენერგიის გაფრქვევას.
ბატარეის პაკეტის დიზაინის ძირითადი პრინციპები
- დატენვა უნდა შეწყდეს, როდესაც პირველი ელემენტი სრულად დაიტენება.
- განმუხტვა უნდა დასრულდეს პირველი უჯრედის დაცლისას.
- სუსტი უჯრედები უფრო სწრაფად ბერდებიან, ვიდრე ძლიერი უჯრედები.
- - ყველაზე სუსტი დამუხტვის მქონე ელემენტი საბოლოოდ შეზღუდავს ელემენტის ბლოკს.„გამოსაყენებელი ტევადობა (ყველაზე სუსტი რგოლი).
- ბატარეის პაკეტში სისტემის ტემპერატურის გრადიენტი უჯრედებს უფრო მაღალ საშუალო ტემპერატურაზე მუშაობას სუსტს ხდის.
- დაბალანსების გარეშე, ყველაზე სუსტ და ყველაზე ძლიერ ელემენტებს შორის ძაბვის სხვაობა იზრდება თითოეული დამუხტვისა და განმუხტვის ციკლის დროს. საბოლოოდ, ერთი ელემენტი მაქსიმალურ ძაბვას მიაღწევს, ხოლო მეორე - მინიმალურს, რაც ხელს უშლის ელემენტის დამუხტვისა და განმუხტვის შესაძლებლობას.
დროთა განმავლობაში უჯრედების შეუსაბამობისა და მონტაჟიდან გამომდინარე ტემპერატურის ცვლილებების გამო, აუცილებელია უჯრედების დაბალანსება.
ლითიუმ-იონური აკუმულატორები, ძირითადად, ორი ტიპის შეუსაბამობას აწყდებიან: დამუხტვის შეუსაბამობას და ტევადობის შეუსაბამობას. დამუხტვის შეუსაბამობა ხდება მაშინ, როდესაც ერთი და იგივე ტევადობის მქონე ელემენტები თანდათან განსხვავდება დამუხტვის მიხედვით. ტევადობის შეუსაბამობა ხდება მაშინ, როდესაც სხვადასხვა საწყისი ტევადობის მქონე უჯრედები ერთად გამოიყენება. მიუხედავად იმისა, რომ უჯრედები, როგორც წესი, კარგად არის შეხამებული, თუ ისინი დაახლოებით ერთსა და იმავე დროს იწარმოება მსგავსი წარმოების პროცესებით, შეუსაბამობა შეიძლება წარმოიშვას უცნობი წყაროების მქონე უჯრედებიდან ან მნიშვნელოვანი წარმოების განსხვავებებიდან.
აქტიური ბალანსირება პასიური ბალანსირების წინააღმდეგ
1. მიზანი
ელემენტების პაკეტები შედგება მრავალი მიმდევრობით დაკავშირებული ელემენტისგან, რომლებიც, სავარაუდოდ, იდენტური არ იქნება. დაბალანსება უზრუნველყოფს, რომ ელემენტის ძაბვის გადახრები შენარჩუნდეს მოსალოდნელ დიაპაზონში, რაც უზრუნველყოფს საერთო გამოყენებადობას და მართვადობას, რითაც თავიდან აიცილებს დაზიანებას და ახანგრძლივებს ელემენტის მუშაობის ხანგრძლივობას.
2. დიზაინის შედარება
- პასიური დაბალანსება: როგორც წესი, მაღალი ძაბვის უჯრედებს რეზისტორების გამოყენებით განმუხტავს, ზედმეტ ენერგიას სითბოდ გარდაქმნის. ეს მეთოდი სხვა უჯრედების დატენვის დროს ახანგრძლივებს, მაგრამ უფრო დაბალი ეფექტურობა აქვს.
- აქტიური ბალანსირება: რთული ტექნიკა, რომელიც უჯრედებში მუხტს გადაანაწილებს დატენვისა და განმუხტვის ციკლების დროს, ამცირებს დატენვის დროს და ახანგრძლივებს განმუხტვის ხანგრძლივობას. ის, როგორც წესი, იყენებს ქვედა დაბალანსების სტრატეგიებს განმუხტვის დროს და ზედა დაბალანსების სტრატეგიებს დატენვის დროს.
- დადებითი და უარყოფითი მხარეების შედარება: პასიური დაბალანსება უფრო მარტივი და იაფია, მაგრამ ნაკლებად ეფექტური, რადგან ის ენერგიას სითბოს სახით ხარჯავს და დაბალანსების ეფექტი უფრო ნელია. აქტიური ბალანსირება უფრო ეფექტურია, რადგან ის ენერგიას უჯრედებს შორის გადასცემს, რაც აუმჯობესებს საერთო გამოყენების ეფექტურობას და უფრო სწრაფად აღწევს ბალანსს. თუმცა, ის რთულ სტრუქტურებს და მაღალ ხარჯებს მოიცავს, რაც ამ სისტემების სპეციალურ ინტეგრაციულ სქემებში ინტეგრირებასთან დაკავშირებულ სირთულეებს წარმოადგენს.
დასკვნა
BMS-ის კონცეფცია თავდაპირველად საზღვარგარეთ შემუშავდა, ადრეული ინტეგრირებული სქემების დიზაინი ძაბვისა და ტემპერატურის აღმოჩენაზე იყო ორიენტირებული. დაბალანსების კონცეფცია მოგვიანებით დაინერგა, თავდაპირველად ინტეგრირებულ სქემებში ინტეგრირებული რეზისტენტული განმუხტვის მეთოდების გამოყენებით. ეს მიდგომა ამჟამად ფართოდ არის გავრცელებული, ისეთი კომპანიები, როგორიცაა TI, MAXIM და LINEAR, აწარმოებენ ასეთ ჩიპებს, ზოგიერთი მათგანი კი ჩიპებში აერთიანებს გადამრთველის დრაივერებს.
პასიური ბალანსირების პრინციპებიდან და დიაგრამებიდან გამომდინარე, თუ აკუმულატორის ბლოკს ლულას შევადარებთ, უჯრედები ძელებივითაა. უფრო მაღალი ენერგიის მქონე უჯრედები გრძელი ფიცრებია, ხოლო უფრო დაბალი ენერგიის მქონეები - მოკლე ფიცრები. პასიური ბალანსირება მხოლოდ „ამოკლებს“ გრძელ ფიცრებს, რაც იწვევს ენერგიის ფლანგვას და არაეფექტურობას. ამ მეთოდს აქვს შეზღუდვები, მათ შორის მნიშვნელოვანი სითბოს გაფრქვევა და ნელი დაბალანსების ეფექტები დიდი ტევადობის ბლოკებში.
აქტიური დაბალანსება, პირიქით, „ავსებს მოკლე ფიცრებს“, ენერგიას გადასცემს მაღალი ენერგიის მქონე უჯრედებიდან დაბალი ენერგიის მქონე უჯრედებზე, რაც იწვევს უფრო მაღალ ეფექტურობას და ბალანსის უფრო სწრაფ მიღწევას. თუმცა, ეს იწვევს სირთულესა და ხარჯებთან დაკავშირებულ პრობლემებს, რაც იწვევს გამოწვევებს გადამრთველის მატრიცების დიზაინსა და დისკების მართვაში.
კომპრომისების გათვალისწინებით, პასიური დაბალანსება შეიძლება შესაფერისი იყოს კარგი თანმიმდევრულობის მქონე უჯრედებისთვის, ხოლო აქტიური დაბალანსება სასურველია უფრო დიდი შეუსაბამობების მქონე უჯრედებისთვის.
გამოქვეყნების დრო: 2024 წლის 27 აგვისტო
