Застосування балансування елементів в літій-іонній батареї

Що таке балансування клітин?

Літій-іонні акумуляторні батареї зазвичай складаються з декількох окремих елементів, з'єднаних послідовно або паралельно. Існує два найпоширеніші типи літій-іонних акумуляторів: потрійна літієва батарея та літій-залізо-фосфатну батарею. Балансування елементів - це використання диференціальних струмів для різних елементів у послідовному акумуляторному блоці.

Під час використання батареї послідовно з'єднані елементи можна активувати і заряджати за допомогою балансування елементів, що дозволяє максимізувати ємність елементів для забезпечення доступності енергії кожного блоку батареї.

Активне балансування клітин та пасивне балансування клітин

Балансування елементів поділяється на активне та пасивне. Пасивне балансування елементів, як правило, розряджає батарею з більш високою напругою через розряд опору, вивільняє енергію у вигляді тепла і збільшує час заряджання інших батарей. Таким чином, потужність всієї системи обмежується батареєю з найменшою ємністю.

Під час процесу заряджання літієві батареї, як правило, мають верхню межу захисної напруги заряджання. Коли певна послідовність батарей досягає цього значення напруги, плата захисту літієвої батареї відключає ланцюг зарядки і припиняє зарядку. Якщо зарядна напруга перевищує це значення, що зазвичай називають перезарядженням, літієва батарея може згоріти або вибухнути.

Отже, перевагами пасивного балансування елементів є низька вартість і проста схема. Недоліки полягають у тому, що балансування елементів виконується на основі найнижчої залишкової ємності батареї, що не дозволяє збільшити ємність батареї з невеликою залишковою ємністю, і 100% збалансованої потужності втрачається у вигляді тепла. Плати захисту літієвих батарей, як правило, мають функцію захисту від перезарядження, щоб запобігти перезарядженню батареї.

Активне балансування елементів вирівнюється за допомогою передачі потужності, з високою ефективністю і низькими втратами. Різні виробники використовують різні методи, і вирівнювальний струм також коливається від 1 до 10 А. Багато технологій активного балансування елементів, які зараз представлені на ринку, є недосконалими, що призводить до перерозряду акумулятора і прискореного згасання батареї.

Більшість активних балансувальних елементів на ринку використовують принцип трансформації напруги, покладаючись на дорогі мікросхеми від виробників мікросхем. Крім того, крім мікросхеми балансування, цей метод також вимагає периферійних компонентів, таких як дорогі трансформатори, які мають великі розміри і високу вартість.

Пасивне балансування елементів підходить для літієвих акумуляторних батарей малої ємності, а активне - для потужних літієвих акумуляторних батарей великої ємності. Для BMS, окрім дуже важливої функції балансування, ще важливішою є стратегія балансування, що лежить в її основі.

Чому літій-іонні акумулятори потребують балансування елементів?

Зі збільшенням кількості зарядів і розрядів між елементами різниця в напрузі поступово збільшується

● У процесі виробництва акумуляторної батареї існують незначні відмінності між різними елементами.
● При тривалому використанні в умовах швидкої зарядки різниця в напрузі між елементами буде поступово збільшуватися.
● Система управління батареєю (BMS), як мозок і руки акумуляторної батареї, збирає різні дані, розраховує рівень заряду, стан здоров'я та інші параметри, оцінює продуктивність кожного елемента батареї і вчасно вживає екстрених заходів, коли елемент батареї знаходиться в небезпечній ситуації Логіка управління для захисту безпеки руху транспортного засобу.
● BMS розраховує стан заряду, збираючи різні дані.

Елемент акумулятора малої ємності безпосередньо впливає на фактичний час автономної роботи

● Акумуляторна батарея електромобіля зі змінною батареєю складається з декількох літій-залізо-фосфатних або потрійних елементів, з'єднаних послідовно. Через незначні відмінності в процесі виробництва різних елементів, напруга елементів неминуче буде поступово змінюватися за умови тривалого використання високого струму.

● Відповідно до ефекту короткої пластини, елементи акумулятора з малою ємністю безпосередньо впливають на фактичний час автономної роботи. При використанні акумулятора елементи з малою ємністю першими досягають напруги відсікання, що легко викликає перезаряд і перерозряд. Це не тільки впливає на зручність користування, але й має певний вплив на термін служби та безпеку акумулятора.

● Щоб уникнути розбалансування батарей, спричиненого різницею в індивідуальній напрузі, ємності тощо, для початку балансування батарей необхідна система керування батареями (BMS).

Характеристики літієвих залізо-фосфатних акумуляторів

● Якщо автомобіль тривалий час перебуває в режимі швидкого заряджання, різниця тиску між елементами акумулятора буде занадто великою, що призведе до зменшення запасу ходу автомобіля.

● Тому щоразу, коли автомобіль з заміненим акумулятором потрапляє на станцію техобслуговування Заміна акумуляторів для електромобілів Станція заміни батарей перевіряє і підтримує різницю тиску в батареях, щоб переконатися, що різниця напруги в батареях знаходиться в розумному діапазоні, і продовжити термін служби батареї.

Загалом, балансування елементів може змінити стан акумулятора. Метою балансування елементів є зміна стану кожного елемента батареї до однакового рівня, щоб батарея була більш довговічною. Отже, сенс балансування клітин полягає в наступному:

● Покращити консистенцію окремої клітини, щоб кожна окрема клітина підтримувала однаковий стан під час нормального використання;
● Уповільнити погіршення стану батареї та продовжити термін її служби;
● Запобігання тепловому втечі, спричиненому тривалим перезарядженням і перерозрядженням окремих батарей.

Вплив швидкої зарядки на акумулятор та переваги заміни акумулятора

Тривале швидке заряджання може призвести до передчасного старіння акумулятора, а сильно ослаблений акумулятор може відчувати стрибки у часі автономної роботи:

● Стрибок високої крейсерської дальності проявляється як швидке зниження крейсерської дальності на короткій відстані;
● Пробіг підскакує посередині, а на 200-кілометровому пробігу коливається вгору-вниз;
● Якщо стрибок низького пробігу серйозний, це може призвести до того, що автомобіль вимкнеться і не зможе завестися.

Заміна батареї має наступні переваги:

● Підстанція має умови для балансування елементів. Електростанція контролюється 24 години на добу, і процес зарядки контролюється протягом усього часу, так що аномальну інформацію про батарею можна вчасно відстежити, аномальну батарею заморозити і збалансувати батарею, і батарея не передається, поки баланс не буде завершено і тест не буде нормальним.

● Балансування елементів займає багато часу, є трудомістким і дорогим процесом. На балансування батареї кожного разу йде багато часу. Після того, як з балансуванням елементів не виникне проблем, станція заміни акумуляторів продовжить відстежувати і виявляти використання акумулятора, що є трудомістким, трудомістким і дорогим процесом. Балансування акумуляторної батареї автомобіля завершується станцією заміни акумуляторів.

● За умови нормальної експлуатації автомобіля ви можете насолоджуватися більш якісною роботою акумулятора.

Для отримання додаткової інформації про акумуляторні елементи, будь ласка, зверніться до призматична комірка, водневі паливні елементи, Напруга комірки NMC.