ლითიუმის ბატარეების პაკეტები ჰგავს ძრავებს, რომლებსაც არ აქვთ მოვლა; აBMSდაბალანსების ფუნქციის გარეშე არის მხოლოდ მონაცემთა შემგროვებელი და არ შეიძლება ჩაითვალოს მართვის სისტემად. როგორც აქტიური, ასევე პასიური დაბალანსება მიზნად ისახავს ბატარეის პაკეტში არსებული შეუსაბამობების აღმოფხვრას, მაგრამ მათი განხორციელების პრინციპები ფუნდამენტურად განსხვავებულია.
სიცხადისთვის, ეს სტატია განსაზღვრავს BMS-ის მიერ ალგორითმების საშუალებით წამოწყებულ დაბალანსებას, როგორც აქტიურ დაბალანსებას, ხოლო დაბალანსებას, რომელიც იყენებს რეზისტორებს ენერგიის გასაფანტად, ეწოდება პასიური დაბალანსება. აქტიური დაბალანსება გულისხმობს ენერგიის გადაცემას, ხოლო პასიური დაბალანსება ენერგიის გაფრქვევას.
ბატარეის პაკეტის დიზაინის ძირითადი პრინციპები
- დატენვა უნდა შეწყდეს, როდესაც პირველი უჯრედი სრულად დაიტენება.
- განმუხტვა უნდა დასრულდეს, როდესაც პირველი უჯრედი ამოიწურება.
- სუსტი უჯრედები უფრო სწრაფად ბერდება, ვიდრე ძლიერი უჯრედები.
- - ყველაზე სუსტი დამუხტვის მქონე უჯრედი საბოლოოდ შეზღუდავს ბატარეის პაკეტს'გამოსაყენებელი სიმძლავრე (ყველაზე სუსტი რგოლი).
- სისტემის ტემპერატურის გრადიენტი ბატარეის პაკეტში აძლიერებს უჯრედებს, რომლებიც მუშაობენ მაღალ საშუალო ტემპერატურაზე.
- დაბალანსების გარეშე, ძაბვის სხვაობა ყველაზე სუსტ და ძლიერ უჯრედებს შორის იზრდება ყოველი დამუხტვისა და გამონადენის ციკლთან ერთად. საბოლოოდ, ერთი უჯრედი მიახლოვდება მაქსიმალურ ძაბვას, ხოლო მეორე უახლოვდება მინიმალურ ძაბვას, რაც აფერხებს პაკეტის დატენვისა და განმუხტვის შესაძლებლობებს.
დროთა განმავლობაში უჯრედების შეუსაბამობისა და ინსტალაციის შემდეგ ტემპერატურის ცვალებადობის გამო, უჯრედების დაბალანსება აუცილებელია.
ლითიუმ-იონური ბატარეები ძირითადად ორი სახის შეუსაბამობას აწყდება: დატენვის შეუსაბამობა და სიმძლავრის შეუსაბამობა. დამუხტვის შეუსაბამობა ხდება მაშინ, როდესაც ერთი და იგივე სიმძლავრის უჯრედები თანდათან განსხვავდებიან დატენვით. სიმძლავრის შეუსაბამობა ხდება მაშინ, როდესაც სხვადასხვა საწყისი სიმძლავრის უჯრედები ერთად გამოიყენება. მიუხედავად იმისა, რომ უჯრედები ზოგადად კარგად ემთხვევა, თუ ისინი წარმოიქმნება დაახლოებით ერთსა და იმავე დროს მსგავსი წარმოების პროცესებით, შეუსაბამობები შეიძლება წარმოიშვას უცნობი წყაროების მქონე უჯრედებიდან ან წარმოების მნიშვნელოვანი განსხვავებებიდან.
აქტიური ბალანსირება პასიური ბალანსის წინააღმდეგ
1. მიზანი
ბატარეის პაკეტები შედგება მრავალი სერიასთან დაკავშირებული უჯრედებისგან, რომლებიც ნაკლებად სავარაუდოა, რომ იდენტური იყოს. დაბალანსება უზრუნველყოფს უჯრედის ძაბვის გადახრების შენარჩუნებას მოსალოდნელ დიაპაზონში, შეინარჩუნებს საერთო გამოყენებადობას და კონტროლირებას, რითაც თავიდან აიცილებს დაზიანებას და ახანგრძლივებს ბატარეის ხანგრძლივობას.
2. დიზაინის შედარება
- პასიური ბალანსირება: როგორც წესი, ათავისუფლებს უფრო მაღალი ძაბვის უჯრედებს რეზისტორების გამოყენებით, ზედმეტ ენერგიას სითბოდ გარდაქმნის. ეს მეთოდი ახანგრძლივებს დატენვის დროს სხვა უჯრედებს, მაგრამ აქვს დაბალი ეფექტურობა.
- აქტიური ბალანსირება: რთული ტექნიკა, რომელიც გადაანაწილებს მუხტს უჯრედებში დატენვისა და გამორთვის ციკლების დროს, ამცირებს დატენვის დროს და ახანგრძლივებს გამონადენის ხანგრძლივობას. იგი ძირითადად იყენებს ქვედა დაბალანსების სტრატეგიებს გამონადენის დროს და ზედა დაბალანსების სტრატეგიებს დატენვის დროს.
- დადებითი და უარყოფითი მხარეების შედარება: პასიური დაბალანსება უფრო მარტივი და იაფია, მაგრამ ნაკლებად ეფექტური, რადგან ის ხარჯავს ენერგიას სითბოს სახით და აქვს ნელი დაბალანსების ეფექტი. აქტიური დაბალანსება უფრო ეფექტურია, უჯრედებს შორის ენერგიის გადაცემას, რაც აუმჯობესებს საერთო გამოყენების ეფექტურობას და უფრო სწრაფად აღწევს წონასწორობას. თუმცა, ის მოიცავს კომპლექსურ სტრუქტურებს და უფრო მაღალ ხარჯებს, გამოწვევებით ამ სისტემების ერთგულ IC-ებში ინტეგრირებაში.
დასკვნა
BMS-ის კონცეფცია თავდაპირველად განვითარდა საზღვარგარეთ, ადრეული IC დიზაინით ფოკუსირებული იყო ძაბვისა და ტემპერატურის გამოვლენაზე. მოგვიანებით დაინერგა დაბალანსების კონცეფცია, თავდაპირველად IC-ებში ინტეგრირებული რეზისტენტული გამონადენის მეთოდების გამოყენებით. ეს მიდგომა ახლა ფართოდ არის გავრცელებული, ისეთი კომპანიები, როგორიცაა TI, MAXIM და LINEAR, რომლებიც აწარმოებენ ასეთ ჩიპებს, ზოგი კი ჩიპებში აერთიანებს გადამრთველ დრაივერებს.
პასიური დაბალანსების პრინციპებიდან და დიაგრამებიდან გამომდინარე, თუ ბატარეის ნაკრები კასრს შევადარებთ, უჯრედები ჯოხებს ჰგავს. უფრო მაღალი ენერგიის მქონე უჯრედები გრძელი ფიცრებია, ხოლო დაბალი ენერგიის მქონე უჯრედები მოკლე ფიცრებია. პასიური დაბალანსება მხოლოდ „ამოკლებს“ გრძელ ფიცრებს, რის შედეგადაც იხარჯება ენერგია და არაეფექტურობა. ამ მეთოდს აქვს შეზღუდვები, მათ შორის მნიშვნელოვანი სითბოს გაფრქვევა და ნელი დაბალანსების ეფექტი დიდი სიმძლავრის პაკეტებში.
აქტიური დაბალანსება, პირიქით, „ავსებს მოკლე ფიცრებს“, გადასცემს ენერგიას უფრო მაღალი ენერგიის უჯრედებიდან დაბალ ენერგიულ უჯრედებზე, რაც იწვევს უფრო მაღალ ეფექტურობას და უფრო სწრაფად წონასწორობას. თუმცა, ის წარმოგიდგენთ სირთულის და ხარჯების საკითხებს, გამოწვევებით გადამრთველი მატრიცების დიზაინსა და დისკების კონტროლში.
კომპეტენციების გათვალისწინებით, პასიური დაბალანსება შეიძლება იყოს შესაფერისი კარგი კონსისტენციის მქონე უჯრედებისთვის, ხოლო აქტიური დაბალანსება სასურველია უფრო დიდი შეუსაბამობის მქონე უჯრედებისთვის.
გამოქვეყნების დრო: აგვისტო-27-2024
