Hüceyrə balanslaşdırması LifePo4 batareya paketinin ömrünü necə uzadır?

Cihazlara uzunmüddətli, yüksək performans lazım olduqdaLifePo4 batareya paketi, onlar hər bir hüceyrəni balanslaşdırmalıdırlar. Niyə LifePo4 batareya paketi batareya balansına ehtiyac duyur? LifePo4 batareyaları həddindən artıq gərginlik, aşağı gərginlik, həddindən artıq yükləmə və boşalma cərəyanı, termal qaçaqlıq və batareya gərginliyi balanssızlığı kimi bir çox xüsusiyyətlərə məruz qalır. Ən vacib amillərdən biri, zamanla paketdəki hər bir hüceyrənin gərginliyini dəyişən və bununla da batareyanın tutumunu sürətlə azaldan hüceyrə balansının pozulmasıdır. LifePo4 batareya paketi ardıcıl olaraq bir neçə hüceyrədən istifadə etmək üçün nəzərdə tutulduqda, hüceyrə gərginliklərini ardıcıl olaraq tarazlaşdırmaq üçün elektrik xüsusiyyətlərini dizayn etmək vacibdir. Bu, təkcə batareya paketinin işləməsi üçün deyil, həm də həyat dövrünün optimallaşdırılması üçündür. Doktrinaya ehtiyac ondan ibarətdir ki, batareyanın balanslaşdırılması batareya qurulmadan əvvəl və sonra baş verir və optimal batareya performansını qorumaq üçün batareyanın ömrü boyu edilməlidir! Batareya balansının istifadəsi bizə tətbiqlər üçün daha yüksək tutumlu batareyalar dizayn etməyə imkan verir, çünki balanslaşdırma batareyanın daha yüksək doldurulma vəziyyətinə (SOC) nail olmasına imkan verir. Çoxlu xizək itləri ilə xizək çəkirmiş kimi bir çox LifePo4 Hüceyrə qurğularını ardıcıl birləşdirməyi təsəvvür edə bilərsiniz. Xizək yalnız bütün xizək itləri eyni sürətlə qaçdıqda maksimum səmərəliliklə çəkilə bilər. Dörd xizək iti ilə, əgər bir xizək iti yavaş qaçarsa, o zaman digər üç xizək iti də sürətini azaltmalı, beləliklə, səmərəliliyi aşağı salmalıdır və əgər bir kirşə iti daha sürətli qaçarsa, o, digər üç kirşə itinin yükünü çəkməyə və özünü incidir. Buna görə də, bir neçə LifePo4 elementi ardıcıl qoşulduqda, daha səmərəli LifePo4 batareya paketi əldə etmək üçün bütün hüceyrələrin gərginlik dəyərləri bərabər olmalıdır. Nominal LifePo4 batareyası yalnız təxminən 3,2V-da qiymətləndirilir, lakin içərisindəev enerji saxlama sistemləri, portativ enerji təchizatı, sənaye, telekommunikasiya, elektrik vasitə və microgrid tətbiqləri, biz nominal gərginlikdən çox daha yüksək lazımdır. Son illərdə təkrar doldurulan LifePo4 batareyaları yüngül çəkisi, yüksək enerji sıxlığı, uzun ömür, yüksək tutum, sürətli doldurma, aşağı öz-boşaltma səviyyələri və ətraf mühitə uyğunluğu səbəbindən enerji batareyaları və enerji saxlama sistemlərində mühüm rol oynamışdır. Hüceyrə balanslaşdırması hər bir LifePo4 hüceyrəsinin gərginliyinin və tutumunun eyni səviyyədə olmasını təmin edir, əks halda LiFePo4 batareya paketinin diapazonu və istifadə müddəti xeyli azalacaq və batareyanın performansı pisləşəcək! Buna görə LifePo4 hüceyrə balansı batareyanın keyfiyyətini təyin edən ən vacib amillərdən biridir. Əməliyyat zamanı bir az gərginlik boşluğu yaranacaq, lakin hüceyrə balansı vasitəsilə onu məqbul diapazonda saxlaya bilərik. Balanslaşdırma zamanı daha yüksək tutumlu hüceyrələr tam doldurma/boşaltma dövründən keçir. Hüceyrə balansı olmadan, ən yavaş tutumlu hüceyrə zəif nöqtədir. Hüceyrə balanslaşdırması BMS-nin əsas funksiyalarından biridir, həmçinin temperaturun monitorinqi, doldurulması və paketin ömrünü uzatmağa kömək edən digər funksiyalar. Batareyanın balanslaşdırılmasının digər səbəbləri: LifePo4 batareya pcak natamam enerji istifadəsi Batareya üçün nəzərdə tutulduğundan daha çox cərəyan udmaq və ya batareyanı qısaltmaq batareyanın vaxtından əvvəl sıradan çıxmasına səbəb ola bilər. LifePo4 batareya paketi boşaldıqda, zəif hüceyrələr sağlam hüceyrələrdən daha sürətli boşalacaq və digər hüceyrələrə nisbətən minimum gərginliyə daha tez çatacaqlar. Hüceyrə minimum gərginliyə çatdıqda, bütün batareya paketi də yükdən ayrılır. Bu, batareya paketinin enerjisinin istifadə olunmamış tutumu ilə nəticələnir. Hüceyrə deqradasiyası LifePo4 hüceyrəsi təklif olunan dəyərdən bir qədər artıq yükləndikdə, effektivliyi və həmçinin hüceyrənin həyat prosesi azalır. Nümunə olaraq, doldurma gərginliyinin 3,2V-dən 3,25V-a qədər cüzi artımı batareyanı 30% daha tez sıradan çıxaracaq. Beləliklə, əgər hüceyrə balansı dəqiq deyilsə, kiçik həddindən artıq yükləmə də batareyanın ömrünü azaldacaq. Hüceyrə Paketinin Natamam Doldurulması LifePo4 batareyaları 0,5 ilə 1,0 tarif arasında davamlı cərəyanla hesablanır. LifePo4 akkumulyatorunun gərginliyi yüksəlir, çünki doldurulmadan sonra tam hesablama baş verir və nəticədə azalır. Müvafiq olaraq 85 Ah, 86 Ah və 87 Ah və 100% SoC olan üç hüceyrə haqqında düşünün və bütün hüceyrələr bundan sonra sərbəst buraxılır və həmçinin onların SoC azalır. Tezliklə öyrənə bilərsiniz ki, 1-ci hüceyrə ən aşağı qabiliyyətə malik olduğu üçün enerjisi tükənən ilk şəxs olur. Hüceyrə paketlərinə enerji verildikdə və eynilə mövcud olan hüceyrələr vasitəsilə axdıqda, bir daha 1-ci hüceyrə şarj zamanı geri qalır və digər iki hüceyrə tamamilə doldurulduğu üçün tam doldurulmuş hesab edilə bilər. Bu o deməkdir ki, hüceyrə 1-də hüceyrə bərabərsizliyi ilə nəticələnən hüceyrənin özünü qızdırması səbəbindən azalmış Kulometrik Effektivlik (CE) var. Termal qaçış Baş verə biləcək ən dəhşətli məqam termal qaçışdır. Anladığımız kimilitium hüceyrələrihəddindən artıq yüklənməyə və boşalmaya çox həssasdırlar. 4 hüceyrədən ibarət bir paketdə bir hüceyrə 3,5 V, digərləri isə 3,2 V-dirsə, şarj əlbəttə ki, bütün hüceyrələri bir-birinə hesablayacaq, çünki onlar ardıcıldır və həmçinin 3,5 V hüceyrəni tövsiyə olunan gərginlikdən daha çox hesablayacaq, çünki müxtəlif digər batareyaların hələ də doldurulmasına ehtiyac var. Bu, daxili istilik istehsalının qiyməti istiliyin buraxıla biləcəyi sürəti ötdükdə, bu, istilik itkisinə səbəb olur. Bu, LifePo4 batareya paketinin termal olaraq nəzarətsiz olmasına səbəb olur. Batareya paketlərində hüceyrə balansının pozulmasına səbəb nədir? İndi bir batareya paketində bütün hüceyrələrin balanslı saxlanmasının nə üçün vacib olduğunu başa düşürük. Problemi düzgün həll etmək üçün hüceyrələrin niyə balanssız olduğunu bilməliyik. Daha əvvəl deyildiyi kimi, hüceyrələrin ardıcıl yerləşdirilməsi ilə bir batareya paketi yaradılarkən, bütün hüceyrələrin eyni gərginlik səviyyələrində qalması təmin edilir. Beləliklə, təzə batareya paketi həmişə balanslaşdırılmış hüceyrələrə sahib olacaqdır. Ancaq paket istifadəyə verildikdə hüceyrələr amillərə uyğun gəldiyi üçün tarazlıqdan çıxır. SOC uyğunsuzluğu Hüceyrənin SOC-unun ölçülməsi mürəkkəbdir; buna görə də batareyada xüsusi hüceyrələrin SOC-ni ölçmək çox mürəkkəbdir. Optimal hüceyrə harmonizasiya üsulu eyni gərginlik (OCV) dərəcələri əvəzinə eyni SOC hüceyrələrinə uyğun olmalıdır. Ancaq paket hazırlayarkən hüceyrələrin yalnız gərginlik şərtlərinə uyğunlaşdırılması demək olar ki, mümkün olmadığından, SOC-dakı variant vaxtında OCV-də dəyişikliklə nəticələnə bilər. Daxili müqavimət variantı Eyni Daxili Müqavimətə (İQ) malik olan hüceyrələri tapmaq olduqca çətindir və batareyanın yaşı artdıqca, hüceyrənin İQ-si əlavə olaraq dəyişir, buna görə də batareya paketində bütün hüceyrələr eyni IR-yə malik olmayacaqdır. Anladığımız kimi, IR hüceyrədən keçən cərəyanı təyin edən hüceyrənin daxili həssaslığını artırır. İR müxtəlif olduğundan hüceyrədən keçən cərəyan və onun gərginliyi də fərqli olur. Temperatur səviyyəsi Hüceyrənin faturalandırma və sərbəst buraxma qabiliyyəti onun ətrafındakı temperaturdan da asılıdır. Elektrikli avtomobillərdə və ya günəş massivlərində olduğu kimi əhəmiyyətli bir batareya paketində hüceyrələr tullantı sahəsinə paylanır və paketin özü arasında temperatur fərqi ola bilər ki, bu da bərabərsizliyə səbəb olan qalan hüceyrələrdən daha sürətli doldurulması və ya boşaldılması üçün bir hüceyrə yaradır. Yuxarıda göstərilən amillərdən aydın olur ki, biz prosedur boyunca hüceyrələrin balanssızlaşmasının qarşısını ala bilmərik. Beləliklə, yeganə çarə hüceyrələrin balanssızlaşdıqdan sonra yenidən tarazlaşmasını tələb edən xarici sistemdən istifadə etməkdir. Bu sistem Batareya Balans Sistemi adlanır. LiFePo4 batareya paketi balansına necə nail olmaq olar? Batareya İdarəetmə Sistemi (BMS) Ümumiyyətlə LiFePo4 batareya paketi öz-özünə batareya balansına nail ola bilməz, buna nail olmaq olarbatareya idarəetmə sistemi(BMS). Batareya istehsalçısı bu BMS lövhəsində batareya balanslaşdırma funksiyasını və həddindən artıq yüklənmədən qorunma, SOC göstəricisi, həddindən artıq temperatur siqnalı/mühafizəsi və s. kimi digər qoruma funksiyalarını birləşdirəcək. Balanslaşdırma funksiyası olan Li-ion batareya şarj cihazı “Balans batareyası doldurucusu” kimi də tanınan şarj cihazı müxtəlif simli sayğaclarla (məsələn, 1~6S) müxtəlif batareyaları dəstəkləmək üçün balans funksiyasını birləşdirir. Batareyanızda BMS lövhəsi olmasa belə, balansa nail olmaq üçün Li-ion batareyanızı bu batareya doldurucusu ilə doldura bilərsiniz. Balanslaşdırma lövhəsi Balanslaşdırılmış akkumulyator doldurucudan istifadə etdiyiniz zaman, həmçinin balans lövhəsindən xüsusi rozetka seçərək şarj cihazını və batareyanızı balans lövhəsinə qoşmalısınız. Qoruma Devre Modulu (PCM) PCM lövhəsi LiFePo4 batareya paketinə qoşulmuş elektron lövhədir və onun əsas funksiyası batareyanı və istifadəçini nasazlıqdan qorumaqdır. Təhlükəsiz istifadəni təmin etmək üçün LiFePo4 batareyası çox ciddi gərginlik parametrləri altında işləməlidir. Batareyanın istehsalçısından və kimyasından asılı olaraq, bu gərginlik parametri boşalmış batareyalar üçün hər bir hüceyrə üçün 3,2 V və təkrar doldurulan batareyalar üçün hər bir hüceyrə üçün 3,65 V arasında dəyişir. PCM lövhəsi bu gərginlik parametrlərinə nəzarət edir və həddindən artıq olduqda batareyanı yükdən və ya şarj cihazından ayırır. Bir LiFePo4 batareyası və ya bir neçə LiFePo4 batareyası paralel qoşulduqda, bu asanlıqla həyata keçirilir, çünki PCM lövhəsi fərdi gərginliklərə nəzarət edir. Bununla belə, bir neçə batareya ardıcıl qoşulduqda, PCM lövhəsi hər bir batareyanın gərginliyinə nəzarət etməlidir. Batareya balansının növləri LiFePo4 batareya paketi üçün müxtəlif batareya balanslaşdırma alqoritmləri hazırlanmışdır. Batareyanın gərginliyi və SOC əsasında passiv və aktiv batareya balanslaşdırma üsullarına bölünür. Passiv batareya balansı Passiv akkumulyator balanslaşdırma texnikası rezistiv elementlər vasitəsilə artıq yükü tam enerjili LiFePo4 batareyasından ayırır və bütün hüceyrələrə ən aşağı LiFePo4 batareya şarjına oxşar yük verir. Bu texnika daha etibarlıdır və daha az komponentdən istifadə edir, beləliklə, ümumi sistem xərclərini azaldır. Bununla belə, texnologiya sistemin səmərəliliyini azaldır, çünki enerji enerji itkisi yaradan istilik şəklində yayılır. Buna görə də, bu texnologiya aşağı güc tətbiqləri üçün uyğundur. Aktiv batareya balansı Aktiv şarj balansı LiFePo4 batareyaları ilə bağlı problemlərin həllidir. Aktiv hüceyrə balanslaşdırma texnikası yüksək enerjili LiFePo4 batareyasından yükü boşaldır və onu daha az enerjili LiFePo4 batareyasına ötürür. Passiv hüceyrə balanslaşdırma texnologiyası ilə müqayisədə bu texnika LiFePo4 batareya modulunda enerjiyə qənaət edir, beləliklə, sistemin səmərəliliyini artırır və LiFePo4 batareya paketi hüceyrələri arasında tarazlıq yaratmaq üçün daha az vaxt tələb olunur və daha yüksək doldurma cərəyanlarına imkan verir. LiFePo4 batareya paketi istirahətdə olsa belə, hətta mükəmməl uyğunlaşdırılmış LiFePo4 batareyaları da müxtəlif dərəcələrdə enerji itirir, çünki öz-özünə boşalma sürəti temperatur qradiyentindən asılı olaraq dəyişir: batareyanın temperaturunda 10°C artım artıq öz-özünə boşalma sürətini iki dəfə artırır. . Bununla belə, aktiv yük balansı, hətta istirahətdə olsalar belə, hüceyrələri tarazlığa qaytara bilər. Bununla belə, bu texnika kompleks sxemə malikdir və bu, ümumi sistemin qiymətini artırır. Buna görə də aktiv hüceyrə balansı yüksək güc tətbiqləri üçün uyğundur. Kondansatörlər, induktorlar/transformatorlar və elektron çeviricilər kimi enerji saxlama komponentlərinə görə təsnif edilən müxtəlif aktiv balans dövrə topologiyaları mövcuddur. Ümumilikdə, aktiv batareya idarəetmə sistemi LiFePo4 batareya paketinin ümumi dəyərini azaldır, çünki LiFePo4 batareyaları arasında dispersiyanı və qeyri-bərabər yaşlanmanı kompensasiya etmək üçün hüceyrələrin həddən artıq ölçüsünü tələb etmir. Köhnə hüceyrələr yeni hüceyrələrlə əvəz edildikdə və LiFePo4 batareya paketində əhəmiyyətli dəyişikliklər olduqda aktiv batareyanın idarə edilməsi kritik olur. Akkumulyatorun aktiv idarəetmə sistemləri LiFePo4 batareya paketlərində böyük parametr dəyişikliyi olan elementləri quraşdırmağa imkan verdiyindən, istehsal məhsuldarlığı artır, zəmanət və texniki xidmət xərcləri azalır. Buna görə də, aktiv batareya idarəetmə sistemləri batareya paketinin performansına, etibarlılığına və təhlükəsizliyinə fayda verir, eyni zamanda xərcləri azaltmağa kömək edir. Ümumiləşdirin Hüceyrə gərginliyinin sürüşməsinin təsirlərini minimuma endirmək üçün balanssızlıqlar düzgün şəkildə tənzimlənməlidir. İstənilən balanslaşdırma həllinin məqsədi LiFePo4 batareya paketinin nəzərdə tutulan performans səviyyəsində işləməsinə imkan vermək və mövcud tutumunu genişləndirməkdir. Batareyanın balanslaşdırılması təkcə performansın yaxşılaşdırılması üçün vacib deyil vəbatareyaların həyat dövrü, o, həmçinin LiFePo4battery paketinə təhlükəsizlik faktoru əlavə edir. Batareyanın təhlükəsizliyini artırmaq və batareyanın ömrünü uzatmaq üçün inkişaf edən texnologiyalardan biri. Yeni batareya balanslaşdırma texnologiyası fərdi LiFePo4 hüceyrələri üçün tələb olunan balanslaşdırma miqdarını izlədiyi üçün, LiFePo4 batareya paketinin ömrünü uzadır və ümumi batareya təhlükəsizliyini artırır.