Cumu l'equilibriu di e cellule estende a vita di a batteria LifePo4?

Quandu i dispusitivi necessitanu una longa durata, altu rendimentBatteria LifePo4, anu bisognu di equilibrà ogni cellula. Perchè u pacchettu di batterie LifePo4 hà bisognu di equilibriu di a batteria? E batterie LifePo4 sò sottumessi à parechje caratteristiche cum'è sopratensione, sottotensione, sovraccarico è corrente di scarica, runaway termica è sbilanciamentu di tensione di bateria. Unu di i fatturi più impurtanti hè u sbilanciamentu di e cellule, chì cambia a tensione di ogni cellula in u pacchettu cù u tempu, riducendu cusì rapidamente a capacità di a bateria. Quandu u pacchettu di batterie LifePo4 hè cuncepitu per utilizà parechje cellule in serie, hè impurtante cuncepisce e caratteristiche elettriche per equilibrà in modu coerente i voltaggi di e cellule. Questu hè micca solu per u funziunamentu di a bateria, ma ancu per ottimisà u ciclu di vita. U bisognu di duttrina hè chì l'equilibriu di a batteria si faci prima è dopu chì a bateria hè custruita è deve esse fatta in tuttu u ciclu di vita di a batteria per mantene un rendimentu ottimale di a bateria! L'usu di l'equilibriu di a bateria ci permette di disignà batterie cù una capacità più alta per l'applicazioni perchè l'equilibriu permette à a batteria di ottene un statu di carica più altu (SOC). Pudete imaginà cunnessu parechje unità LifePo4 Cell in serie cum'è s'ellu tirassi una slitta cù parechji cani di slitta. U sled pò esse tiratu solu cù a massima efficienza se tutti i cani di sled correnu à a stessa velocità. Cù quattru cani di sled, se un cane di sled corre lentamente, allora l'altri trè cani di sled deve ancu riduce a so vitezza, riducendu cusì l'efficienza, è se un cane di sled corre più veloce, finisce per tirà a carica di l'altri trè cani di sled è ferendu sè stessu. Dunque, quandu parechje cellule LifePo4 sò cunnessi in serie, i valori di tensione di tutte e cellule duveranu esse uguali per ottene un pacchettu di batterie LifePo4 più efficiente. A bateria nominale LifePo4 hè valutata solu à circa 3.2V, ma insistemi di almacenamentu di energia in casa, forniture di energia portatili, applicazioni industriali, telecomunicazioni, veiculi elettrichi è microgrid, avemu bisognu assai più altu di a tensione nominale. In l'ultimi anni, e batterie LifePo4 ricaricabili anu ghjucatu un rolu criticu in e batterie di putenza è i sistemi di almacenamentu d'energia per via di u so pesu ligeru, alta densità d'energia, longa vita, alta capacità, carica rapida, bassi livelli di autoscarica è amichevule ambientale. L'equilibriu di e cellule assicura chì a tensione è a capacità di ogni cellula LifePo4 sò à u listessu livellu, altrimenti, a gamma è a vita di u pacchettu di batterie LiFePo4 seranu ridutte assai, è u rendiment di a bateria serà degradatu! Dunque, u bilanciu di cellula LifePo4 hè unu di i fatturi più impurtanti in a determinazione di a qualità di a bateria. Durante u funziunamentu, un pocu gap di tensione si verifica, ma pudemu mantene in un intervallu accettabile per mezu di l'equilibriu di e cellule. Durante l'equilibriu, e cellule di capacità più altu sottumettenu un ciclu di carica / scaricamentu cumpletu. Senza equilibriu di cellula, a cellula cù a capacità più lenta hè un puntu debule. L'equilibriu cellulare hè una di e funzioni core di u BMS, inseme cù u monitoraghju di a temperatura, a carica è altre funzioni chì aiutanu à maximizà a vita di u pacchettu. Altri motivi per l'equilibriu di a batteria: LifePo4 batterie pcak usu di energia incomplete Assorbe più currente di a bateria hè pensata per o shorting out the battery hè più prubabile di causà fallimentu prematuru di a bateria. Quandu un pacchettu di batterie LifePo4 hè scaricatu, e cellule più debuli si scaricanu più veloce di e cellule sane, è ghjunghjeranu a tensione minima più veloce di l'altri cellule. Quandu una cellula righjunghji a tensione minima, tuttu u pacchettu di bateria hè ancu disconnected from the load. Questu risultatu in una capacità inutilizata di l'energia di a batteria. A degradazione cellulare Quandu una cellula LifePo4 hè sovraccaricata ancu un pocu più di u so suggeritu, l'efficacità è ancu u prucessu di vita di a cellula si riduce. Per esempiu, un aumentu minore di a tensione di carica da 3.2V à 3.25V romperà a bateria più veloce da 30%. Dunque, se l'equilibriu di e cellule ùn hè micca precisu, ancu una sovraccarica minima diminuirà a durata di a bateria. Carica incompleta di un pacchettu cellulare E batterie LifePo4 sò fatturate à un currente cuntinuu trà 0,5 è ancu 1,0. A tensione di a batteria LifePo4 aumenta mentre a carica procede à ghjunghje à un capu quandu hè cumpletamente fatturata dopu chì per quessa hè cascata. Pensate à trè cellule cù 85 Ah, 86 Ah è 87 Ah rispettivamente è 100 per centu SoC, è tutte e cellule sò dopu liberate è ancu u so SoC diminuisce. Pudete scopre rapidamente chì a cellula 1 finisce per esse a prima à scappà di energia, postu chì hà a capacità più bassa. Quandu u putere hè messu nantu à i pacchetti di cellule è ancu chì u stessu esistente scorri via e cellule, una volta di più, a cellula 1 si ferma durante a carica è pò esse cunsiderata cum'è una carica cumpleta postu chì e diverse altre duie cellule sò completamente cariche. Questu significa chì e cellule 1 anu una efficacità coulometrica (CE) ridutta per via di l'auto-riscaldamentu di a cellula chì risultatu in l'inequalità cellula. Fuga termale U puntu più terribile chì pò esse realizatu hè a fuga termale. Comu avemu capitucellule di lithiumsò assai sensibili à a carica eccessiva è à a scaricazione eccessiva. In un pacchettu di 4 cellule, se una cellula hè 3.5 V, mentre chì l'altri sò 3.2 V, l'accusazione sarà certamente fattura tutte e cellule inseme perchè sò in serie è ancu fatturà a cellula 3.5 V à una tensione più grande di quella cunsigliata perchè e diverse altre batterie sò sempre bisognu di charging.This porta à runaway termale quandu u prezzu di a generazione di u calore internu supera a tarifa à quale u caldu pò esse liberatu. Chì triggers hè u sbilanciamentu di Cell in batterie? Avà capimu perchè mantene tutte e cellule equilibrate in un pacchettu di bateria hè essenziale. Eppuru, per affruntà u prublema in modu adattatu, duvemu sapè perchè e cellule si sbilancianu in prima manu. Comu dettu prima, quandu un pacchettu di batterie hè creatu mettendu e cellule in serie, hè assicuratu chì tutte e cellule restanu in i stessi livelli di tensione. Dunque, un pacchettu di bateria fresca averà sempre cellule veramente equilibrate. Eppuru, cum'è u pacchettu hè misu in usu, e cellule si sbilancianu per via di u cumplimentu di fattori. Discrepanza SOC A misurazione di u SOC di una cellula hè cumplicata; per quessa, hè assai intricatu per calibre u SOC di cellule specifiche in una bateria. Un metudu d'armonizazione di e cellule ottimali duverebbe currisponde à e cellule di u stessu SOC invece di u stessu gradu di tensione (OCV). Ma postu chì ùn hè quasi micca pussibule e cellule sò assuciate solu in termini di tensione quandu facenu un pacchettu, a variante in SOC pò esse risultatu in una mudificazione in OCV in u tempu. Variante di resistenza interna Hè estremamente difficiuli di truvà cellule di a stessa resistenza interna (IR) è cum'è l'età di a batteria, l'IR di a cellula hè ancu alteratu, è dunque in un pacchettu di batterie ùn tutte e cellule ùn anu micca u listessu IR. Cum'è avemu capitu, l'IR aghjunghje à l'insensibilità interna di a cellula chì determina u flussu di corrente à traversu una cellula. Perchè l'IR hè variatu u currente attraversu a cellula è ancu a so tensione hè ancu diversa. Livellu di temperatura A capacità di fattura è di liberazione di a cellula dipende ancu da a temperatura intornu. In un pacchettu di batteria significativu cum'è in EVs o arrays solari, e cellule sò distribuite nantu à una zona di rifiuti è pò esse una distinzione di temperatura trà u pacchettu stessu chì crea una cellula per carica o scarica più veloce di e cellule rimanenti chì causanu una inuguaglianza. Da i fatturi sopra, hè chjaru chì ùn pudemu micca impedisce chì e cellule si sbilancianu in tutta a prucedura. Dunque, l'unicu rimediu hè di utilizà un sistema esterno chì richiede chì e cellule si equilibranu una volta dopu avè sbilanciate. Stu sistema hè chjamatu Battery Balancing System. Cumu uttene l'equilibriu di a batteria LiFePo4? Sistema di Gestione di Batterie (BMS) In generale, u pacchettu di batteria LiFePo4 ùn pò micca ottene l'equilibriu di a batteria da ellu stessu, pò esse ottenutu dasistema di gestione di batterie(BMS). U fabricatore di a batteria integrerà a funzione di equilibriu di a batteria è altre funzioni di prutezzione cum'è a carica di prutezzione di tensione, indicatore SOC, alarme / prutezzione di sopra temperatura, ecc. Caricatore di batteria Li-ion cù funzione di equilibriu Cunnisciutu ancu com'è "caricatore di batteria di equilibriu", u caricatore integra una funzione di equilibriu per sustene e diverse batterie cù un numeru di corde diverse (per esempiu 1 ~ 6S). Ancu s'è a vostra bateria ùn hà micca una tavola BMS, pudete carricà a vostra bateria Li-ion cù questu caricatore di bateria per ottene l'equilibriu. Cunsigliu di equilibriu Quandu aduprate un caricatore di bateria equilibratu, deve ancu cunnette u caricatore è a vostra bateria à a tavola di equilibriu, selezziunate un socket specificu da a tavola di equilibriu. Modulu di Circuitu di Prutezzione (PCM) A tavola PCM hè una scheda elettronica chì hè cunnessa à u pacchettu di batterie LiFePo4 è a so funzione principale hè di prutezzione di a bateria è di l'utilizatori da malfunzionamenti. Per assicurà un usu sicuru, a bateria LiFePo4 deve operare sottu paràmetri di tensione assai stretti. Sicondu u fabricatore di batterie è a chimica, stu paràmetru di tensione varieghja trà 3,2 V per cellula per batterie scaricate è 3,65 V per cellula per batterie rechargeable. a tavola PCM monitoreghja sti paràmetri di tensione è disconnects the battery from the load or charger si sò superati. In u casu di una sola batteria LiFePo4 o parechje batterie LiFePo4 cunnessi in parallelu, questu hè facilmente realizatu perchè u PCM board monitors the individual voltages. Tuttavia, quandu parechje batterie sò cunnessi in serie, a scheda PCM deve monitorà a tensione di ogni batteria. Tipi di Balancing Battery Diversi algoritmi di equilibriu di batterie sò stati sviluppati per u pacchettu di batterie LiFePo4. Hè divisu in metudi di equilibriu di batterie passivi è attivi basati nantu à a tensione di a bateria è SOC. Equilibratu passivu di batterie A tecnica di equilibriu di a batteria passiva separa a carica eccessiva da una batteria LiFePo4 cumplettamente energizata attraversu elementi resistivi è dà à tutte e cellule una carica simile à a carica più bassa di a batteria LiFePo4. Sta tecnica hè più affidabile è usa menu cumpunenti, riducendu cusì u costu generale di u sistema. In ogni casu, a tecnulugia reduce l'efficienza di u sistema cum'è l'energia hè dissipata in forma di calore chì genera una perdita di energia. Dunque, sta tecnulugia hè adattata per applicazioni di bassa putenza. Bilanciamentu attivu di a bateria L'equilibriu di carica attiva hè una suluzione à e sfide assuciate cù e batterie LiFePo4. A tecnica di equilibriu di cellula attiva scarica a carica da a bateria LiFePo4 d'energia più alta è u trasferisce à a bateria LiFePo4 d'energia più bassa. In cunfrontu cù a tecnulugia di bilanciamentu di e cellule passive, sta tecnica risparmia energia in u modulu di batteria LiFePo4, aumentendu cusì l'efficienza di u sistema, è richiede menu tempu per equilibriu trà e cellule di batterie LiFePo4, permettendu correnti di carica più altu. Ancu quandu u pacchettu di batterie LiFePo4 hè in riposu, ancu e batterie LiFePo4 perfettamente adattate perdenu a carica à ritmi diffirenti perchè a tarifa di l'autodiscarica varieghja secondu u gradiente di temperatura: un aumentu di 10 ° C in a temperatura di a bateria già radduppia a rata di l'autodiscarica. . Tuttavia, l'equilibriu di carica attiva pò restaurà e cellule à l'equilibriu, ancu s'ellu sò in riposu. Tuttavia, sta tecnica hà circuiti cumplessi, chì aumenta u costu generale di u sistema. Dunque, l'equilibriu di e cellule attivu hè adattatu per l'applicazioni di alta putenza. Ci sò diverse topologie di circuitu di equilibriu attivu classificate secondu cumpunenti di almacenamiento d'energia, cum'è condensatori, induttori / trasformatori, è cunvertitori elettronici. In generale, u sistema di gestione di a bateria attiva reduce u costu generale di u pacchettu di batterie LiFePo4 perchè ùn hè micca bisognu di oversizing di e cellule per cumpensà a dispersione è l'anzianu irregolare trà e batterie LiFePo4. A gestione attiva di a batteria diventa critica quandu e vechje cellule sò rimpiazzate cù cellule novi è ci hè una variazione significativa in u pacchettu di batterie LiFePo4. Siccomu i sistemi di gestione di a batteria attiva facenu pussibule installà cellule cù grande variazioni di parametri in i pacchetti di batterie LiFePo4, i rendimenti di produzzione aumentanu mentre i costi di garanzia è di mantenimentu diminuiscenu. Per quessa, i sistemi di gestione di a bateria attiva beneficianu u rendiment, l'affidabilità è a sicurità di u pacchettu di batterie, mentre aiutanu à riduce i costi. Riassume Per minimizzà l'effetti di a deriva di tensione di a cellula, i sbilanciamenti devenu esse moderatu bè. L'obiettivu di ogni suluzione di equilibriu hè di permette à u pacchettu di batterie LiFePo4 per operà à u so livellu di prestazione destinatu è di allargà a so capacità dispunibule. L'equilibriu di a batteria ùn hè micca solu impurtante per migliurà u rendiment èciclu di vita di batterie, aghjunghje ancu un fattore di sicurezza à u pacchettu di batterie LiFePo4. Una di e tecnulugii emergenti per migliurà a sicurità di a batteria è allargà a vita di a batteria. Cume a nova tecnulugia di equilibriu di a batteria traccia a quantità di equilibriu necessariu per e cellule LiFePo4 individuali, estende a vita di u pacchettu di batterie LiFePo4 è aumenta a sicurezza generale di a batteria.