Application de l'équilibrage des cellules dans les batteries lithium-ion

Qu'est-ce que l'équilibrage cellulaire ?

Les batteries d'alimentation au lithium-ion sont généralement composées de plusieurs cellules individuelles connectées en série ou en parallèle. Il existe deux types de batteries lithium-ion : pile ternaire au lithium et la batterie au phosphate de fer lithié. L'équilibrage des cellules fait référence à l'utilisation de courants différentiels pour les différentes cellules d'une batterie en série.

Pendant l'utilisation de la batterie, les cellules en série peuvent être activées et chargées grâce à l'équilibrage des cellules, de sorte que la capacité des cellules peut être maximisée pour garantir que l'énergie de chaque unité de la batterie est disponible.

Équilibrage cellulaire actif et équilibrage cellulaire passif

L'équilibrage des cellules se divise en deux catégories : l'équilibrage actif et l'équilibrage passif. L'équilibrage passif des cellules décharge généralement la batterie avec une tension plus élevée par le biais d'une décharge par résistance, libère l'énergie sous forme de chaleur et permet de gagner du temps de charge pour les autres batteries. De cette manière, la puissance de l'ensemble du système est limitée par la batterie ayant la capacité la plus faible.

Au cours du processus de charge, les batteries au lithium ont généralement une valeur de tension de protection de la limite supérieure de charge. Lorsqu'une série de piles atteint cette valeur de tension, la carte de protection des piles au lithium coupe le circuit de charge et arrête la charge. Si la tension de charge dépasse cette valeur, ce qui est communément appelé surcharge, la batterie au lithium peut brûler ou exploser.

Par conséquent, les avantages de l'équilibrage passif des cellules sont le faible coût et la simplicité de conception du circuit. Les inconvénients sont que l'équilibrage des cellules est effectué sur la base de la capacité restante la plus faible de la batterie, ce qui ne permet pas d'augmenter la capacité d'une batterie ayant une faible capacité résiduelle, et que 100% de la puissance équilibrée est perdue sous forme de chaleur. Les cartes de protection des batteries au lithium sont généralement dotées d'une fonction de protection contre la surcharge afin d'empêcher la batterie de se surcharger.

L'équilibrage actif des cellules est réalisé par transfert de puissance, avec une efficacité élevée et de faibles pertes. Les méthodes varient d'un fabricant à l'autre et le courant d'égalisation varie également de 1 à 10 A. De nombreuses technologies d'équilibrage actif des cellules actuellement sur le marché sont immatures, ce qui entraîne une surdécharge de la batterie et une atténuation accélérée de celle-ci.

La plupart des systèmes actifs d'équilibrage de cellules disponibles sur le marché utilisent le principe de la transformation de la tension, en s'appuyant sur les puces coûteuses des fabricants de puces. En outre, outre la puce d'équilibrage des cellules, cette méthode nécessite également des composants périphériques tels que des transformateurs coûteux, dont la taille et le coût sont élevés.

L'équilibrage passif des cellules convient aux applications de batteries au lithium de petite capacité et de faible série, et l'équilibrage actif des cellules convient aux applications de batteries au lithium de grande capacité et de grande puissance. Pour le BMS, outre la fonction d'équilibrage très importante, la stratégie d'équilibrage sous-jacente est encore plus importante.

Pourquoi les batteries au lithium-ion doivent-elles être équilibrées ?

Au fur et à mesure que le nombre de charges et de décharges augmente entre les cellules, la différence de tension s'accroît progressivement.

● Au cours du processus de production d'une cellule de batterie, il existe de légères différences entre les différentes cellules.
● Utilisé dans un environnement de charge rapide à long terme, la différence de tension entre les cellules augmentera progressivement.
● Le système de gestion de la batterie (BMS), qui est le cerveau et les mains de la batterie d'alimentation, recueille diverses données, calcule l'état de charge de la batterie, l'état de santé et d'autres paramètres, évalue les performances de chaque cellule de la batterie et prend des mesures d'urgence lorsque la cellule de la batterie se trouve dans une situation dangereuse Logique de contrôle pour protéger la sécurité de la conduite du véhicule.
● Le BMS calcule l'état de charge en recueillant diverses données.

La faible capacité de l'élément de batterie affecte directement la durée de vie réelle de la batterie.

● La batterie de véhicule électrique de la version à échange de batterie est composée de plusieurs cellules lithium-fer-phosphate ou ternaires connectées en série. En raison des légères différences dans le processus de production des différentes cellules, la tension des cellules variera inévitablement de manière progressive en cas d'utilisation à long terme d'un courant élevé.

● Selon l'effet de plaque courte, les cellules de batterie de faible capacité affectent directement la durée de vie réelle de la batterie. Lors de l'utilisation de la batterie, les cellules de faible capacité sont les premières à atteindre la tension de coupure, ce qui peut facilement entraîner une surcharge ou une décharge excessive. Cela n'affecte pas seulement l'expérience de l'utilisateur, mais a également un certain impact sur la durée de vie et la sécurité de la batterie.

● Afin d'éviter le déséquilibre des batteries dû aux différences de tension et de capacité individuelles, etc., le système de gestion de la batterie (BMS) doit commencer à équilibrer les batteries.

Caractéristiques de la batterie lithium-fer-phosphate

● Si le véhicule reste longtemps en mode de charge rapide, la différence de pression entre les éléments de la batterie sera trop importante, ce qui entraînera une diminution de l'autonomie du véhicule.

● Par conséquent, chaque fois que la version de remplacement de la batterie du véhicule passe à l'étape de l'échange de la batterie, le système d'échange de la batterie est désactivé. échange de batterie ev pour changer les piles, la station d'échange de piles testera et maintiendra la différence de pression des piles afin de garantir que la différence de tension des piles se situe dans une fourchette raisonnable et de prolonger la durée de vie des piles.

En général, l'équilibrage des cellules peut modifier l'état de la batterie. L'objectif de l'équilibrage des cellules est de modifier l'état de chaque cellule de la batterie au même niveau, afin que la batterie soit plus durable. La signification de l'équilibrage des cellules est donc la suivante :

● Améliorer la cohérence de la cellule unique, de sorte que chaque cellule unique conserve le même état lors d'une utilisation normale ;
● Ralentit la détérioration de la batterie et prolonge sa durée de vie ;
● Prévenir l'emballement thermique causé par la surcharge et la décharge excessive à long terme des batteries individuelles.

L'impact de la charge rapide sur la batterie et les avantages de l'échange de batterie

La charge rapide à long terme est susceptible de provoquer un vieillissement prématuré de la batterie, et une batterie fortement atténuée peut connaître des sauts de durée de vie :

● Le saut d'une grande autonomie de croisière se manifeste par une diminution rapide de l'autonomie de croisière sur une courte distance ;
● Le kilométrage augmente au milieu, et le kilométrage fluctue à la hausse et à la baisse pendant la période de croisière de 200 kilomètres ;
● Lorsque le saut de faible kilométrage est sérieux, il peut entraîner la mise hors tension du véhicule et l'impossibilité de le démarrer.

L'échange de batteries présente les avantages suivants :

● La station d'échange présente les conditions nécessaires à l'équilibrage des cellules. La centrale électrique est surveillée 24 heures sur 24 et le processus de charge est supervisé tout au long du processus, de sorte que les informations anormales de la batterie peuvent être surveillées à temps, la batterie anormale est gelée et la batterie est équilibrée, et la batterie n'est pas transférée tant que l'équilibrage n'est pas terminé et que le test n'est pas normal.

● L'équilibrage des cellules prend du temps, demande beaucoup de travail et est coûteux. Il faut beaucoup de temps pour équilibrer la batterie à chaque fois. Une fois qu'il n'y a plus de problème avec l'équilibrage des cellules, la station d'échange de batteries continue à suivre et à détecter l'utilisation de la batterie, ce qui prend beaucoup de temps, demande beaucoup de travail et est coûteux. L'équilibrage de la batterie du véhicule d'échange de batteries est effectué par la station d'échange de batteries.

● Dans le cadre d'une utilisation normale du véhicule, vous pouvez bénéficier d'une meilleure qualité de service de la batterie.

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