Kui seadmed vajavad kauakestvat ja suure jõudlusegaLifePo4 aku, peavad nad tasakaalustama iga raku. 
Miks LifePo4 aku vajab aku tasakaalustamist? LifePo4 akud on allutatud paljudele omadustele, nagu ülepinge, alapinge, ülelaadimis- ja tühjenemisvool, termiline jooksmine ja aku pinge tasakaalustamatus. Üks olulisemaid tegureid on elementide tasakaalustamatus, mis muudab aja jooksul pakendi iga elemendi pinget, vähendades seeläbi kiiresti aku mahtuvust. Kui LifePo4 akukomplekt on mõeldud mitme elemendi järjestikuseks kasutamiseks, on oluline kujundada elektrilised omadused, et elemendi pinget järjepidevalt tasakaalustada. See ei ole mõeldud ainult aku toimivuse tagamiseks, vaid ka elutsükli optimeerimiseks. Doktriini vajadus seisneb selles, et aku tasakaalustamine toimub enne ja pärast aku ehitamist ning seda tuleb teha kogu aku elutsükli jooksul, et säilitada aku optimaalne jõudlus! Aku tasakaalustamise kasutamine võimaldab meil projekteerida suurema mahutavusega akusid rakenduste jaoks, kuna tasakaalustamine võimaldab akul saavutada kõrgemat laadimisolekut (SOC). Võite ette kujutada paljude LifePo4 Cell seadmete järjestikku ühendamist, nagu tõmbaksite kelku paljude kelgukoertega. Kelku saab maksimaalse efektiivsusega tõmmata ainult siis, kui kõik kelgukoerad jooksevad ühesuguse kiirusega. Nelja kelgukoera puhul, kui üks kelgukoer jookseb aeglaselt, peavad ka ülejäänud kolm kelgukoera oma kiirust vähendama, vähendades sellega efektiivsust ning kui üks kelgukoer jookseb kiiremini, tõmbab ta lõpuks ülejäänud kolme kelgukoera koormat ja endale haiget tehes. Seega, kui mitu LifePo4 elementi on järjestikku ühendatud, peaksid kõigi elementide pingeväärtused olema võrdsed, et saada tõhusam LifePo4 aku. 
LifePo4 aku nimipinge on ainult umbes 3,2 V, kuid seeskodused energiasalvestussüsteemid, kaasaskantavad toiteallikad, tööstuslikud, telekommunikatsiooni-, elektrisõiduki- ja mikrovõrgurakendused, vajame nimipingest palju kõrgemat pinget. Viimastel aastatel on laetavad LifePo4 akud mänginud kriitilist rolli toiteakudes ja energiasalvestussüsteemides tänu nende kergele kaalule, suurele energiatihedusele, pikale elueale, suurele mahutavusele, kiirele laadimisele, madalale isetühjenemistasemele ja keskkonnasõbralikkusele. Elementide tasakaalustamine tagab, et iga LifePo4 elemendi pinge ja võimsus on samal tasemel, vastasel juhul väheneb LiFePo4 aku tööulatus ja eluiga oluliselt ning aku jõudlus halveneb! Seetõttu on LifePo4 elementide tasakaal aku kvaliteedi määramisel üks olulisemaid tegureid. Töötamise ajal tekib väike pingevahe, kuid elementide tasakaalustamise abil saame selle hoida vastuvõetavas vahemikus. Tasakaalustamisel läbivad suurema võimsusega elemendid täislaadimise/tühjenemise tsükli. Ilma raku tasakaalustamiseta on kõige aeglasema võimsusega rakk nõrk koht. Rakkude tasakaalustamine on üks BMS-i põhifunktsioone koos temperatuuri jälgimise, laadimise ja muude funktsioonidega, mis aitavad pakendi eluiga maksimeerida. Muud aku tasakaalustamise põhjused: LifePo4 aku pcak mittetäielik energiakasutus Suurema voolu neelamine, kui aku on ette nähtud, või aku lühistamine põhjustab kõige tõenäolisemalt aku enneaegse rikke. Kui LifePo4 aku tühjeneb, tühjenevad nõrgemad akud kiiremini kui terved ja saavutavad minimaalse pinge kiiremini kui teised akud. Kui element saavutab minimaalse pinge, lahutatakse ka kogu akuplokk koormusest. Selle tulemuseks on kasutamata akupatarei energiamaht. Rakkude lagunemine Kui LifePo4 element on isegi veidi üle laetud, väheneb selle efektiivsus ja ka raku eluprotsess. Näiteks laadimispinge väike tõus 3,2 V-lt 3,25 V-le lõhustab aku 30% võrra kiiremini. Nii et kui elementide tasakaalustamine ei ole täpne, vähendab ka väike ülelaadimine aku kasutusaega. Kärjepaketi mittetäielik laadimine LifePo4 akude arveldatakse pideva vooluga vahemikus 0,5 kuni 1,0. LifePo4 aku pinge tõuseb, kui laadimine jõuab lõpule, kui aku on täielikult laetud, pärast seda, kui pinge langeb. Mõelge kolmele rakule vastavalt 85 Ah, 86 Ah ja 87 Ah ning 100 protsenti SoC-ga ning kõik rakud vabastatakse pärast seda ja ka nende SoC väheneb. Saate kiiresti teada, et lahter 1 saab esimesena tühjaks, kuna sellel on madalaim võime. Kui akupakettidele on ühendatud toide ja sama, mis voolab läbi elementide, ripub 1. element kogu laadimise ajal tagasi ja seda võib arvesse võtta, et see on täielikult laetud, kuna teised kaks elementi on täielikult laetud. See tähendab, et rakkudel 1 on vähenenud kulomeetriline efektiivsus (CE) rakkude isekuumenemise tõttu, mis põhjustab rakkude ebavõrdsust. Termiline põgenemine Kõige kohutavam punkt, mis juhtuda saab, on termiline põgenemine. Nagu me aru saameliitiumrakudon väga tundlikud nii ülelaadimise kui ka tühjenemise suhtes. 4 elemendist koosnevas pakis, kui üks element on 3,5 V, samas kui teised on 3,2 V, arveldab laadimine kindlasti kõiki elemente koos, kuna need on jadamisi, ja samuti esitab see 3,5 V elemendile soovitatust suurema pinge, kuna erinevad teised akud vajavad endiselt laadimist.See toob kaasa termilise põgenemise, kui sisemise soojuse tootmise hind ületab soojuse vabanemise kiirust.See põhjustab LifePo4 akuploki termiliselt kontrollimatuks muutumise. Mis käivitab akude elementide tasakaalustamata jätmise? Nüüd mõistame, miks on oluline hoida kõik akuelemendid tasakaalus. Kuid probleemi õigeks lahendamiseks peaksime teadma, miks rakud on esmalt tasakaalust väljas. Nagu varem öeldud, kui akupatarei luuakse elementide järjestikuse asetamisega, veendutakse, et kõik elemendid jäävad samale pingetasemele. Nii et värskel akul on alati tegelikult tasakaalustatud elemendid. Kuid pakendi kasutusele võtmisel lähevad rakud tasakaalust välja, kuna need vastavad teguritele. SOC lahknevus Raku SOC mõõtmine on keeruline; seetõttu on aku konkreetsete elementide SOC mõõtmine väga keeruline. Optimaalne rakkude harmoniseerimise meetod peaks täpselt sama pinge (OCV) kraadi asemel sobima sama SOC rakkudega. Kuid kuna pakki tehes ei ole peaaegu võimalik lahtreid sobitada ainult pinge osas, võib SOC-i variant õigel ajal OCV-s muuta. Sisekindluse variant Sama sisetakistusega (IR) elemente on äärmiselt keeruline leida ja aku vananedes muutub ka elemendi IR lisaks, mistõttu akupaketis ei ole kõigil elementidel sama IR. Nagu me mõistame, suurendab IR raku sisemist vastuvõtmatust, mis määrab voolu läbi raku. Kuna IR-d muudetakse, muutub elemendi kaudu vool ja ka selle pinge erinevaks. Temperatuuri tase Lahtri arveldus- ja vabastamisvõime sõltub ka seda ümbritsevast temperatuurist. Märkimisväärses akupaketis, nagu elektrisõidukites või päikesepatareides, on elemendid jaotatud jäätmealale ja aku enda vahel võib esineda temperatuurierinevusi, mis tekitab ühe elemendi, mis laadib või tühjeneb kiiremini kui ülejäänud elemendid, mis põhjustab ebavõrdsust. Ülaltoodud tegurite põhjal on selge, et me ei saa vältida rakkude tasakaalustamatust kogu protseduuri vältel. Seega on ainsaks abinõuks kasutada välist süsteemi, mis nõuab rakkude tasakaalu taastamist pärast seda, kui nad on tasakaalust väljas. Seda süsteemi nimetatakse aku tasakaalustamise süsteemiks. 
Kuidas saavutada LiFePo4 akupaki tasakaalu? Akuhaldussüsteem (BMS) Üldjuhul ei suuda LiFePo4 aku üksi aku tasakaalustamist saavutada, seda saab saavutadaakuhaldussüsteem(BMS). Aku tootja integreerib sellele BMS-plaadile aku tasakaalustamise funktsiooni ja muud kaitsefunktsioonid, nagu ülepingekaitse, SOC-indikaator, ületemperatuuri alarm/kaitse jne. Tasakaalustusfunktsiooniga liitiumioonakulaadija Laadija, mida tuntakse ka kui tasakaalu akulaadijat, integreerib tasakaalufunktsiooni, et toetada erinevaid akusid erineva stringide arvuga (nt 1–6S). Isegi kui teie akul pole BMS-i plaati, saate selle akulaadijaga laadida oma liitiumioonakut tasakaalu saavutamiseks. Tasakaalustuslaud Kui kasutate tasakaalustatud akulaadijat, peate laadija ja aku ühendama ka tasakaalustusplaadiga, valides tasakaalustusplaadilt konkreetse pistikupesa. Kaitseahela moodul (PCM) PCM-plaat on elektrooniline plaat, mis on ühendatud LiFePo4 akuplokiga ja mille põhiülesanne on kaitsta akut ja kasutajat rikete eest. Ohutu kasutamise tagamiseks peab LiFePo4 aku töötama väga rangete pingeparameetrite all. Olenevalt aku tootjast ja keemiast varieerub see pinge parameeter tühjenenud akude puhul 3,2 V elemendi kohta laetavate akude puhul 3,65 V elemendi kohta. PCM-plaat jälgib neid pinge parameetreid ja ühendab aku koormuse või laadija küljest lahti, kui need ületatakse. Ühe LiFePo4 aku või mitme paralleelselt ühendatud LiFePo4 aku puhul on see hõlpsasti teostatav, kuna PCM-plaat jälgib üksikuid pingeid. Kui aga mitu akut on järjestikku ühendatud, peab PCM-plaat jälgima iga aku pinget. Aku tasakaalustamise tüübid LiFePo4 akupaki jaoks on välja töötatud erinevad akude tasakaalustamise algoritmid. See on jagatud passiivseks ja aktiivseks aku tasakaalustamise meetoditeks, mis põhinevad aku pingel ja SOC-l. 
Passiivne aku tasakaalustamine Passiivne aku tasakaalustamise tehnika eraldab üleliigse laengu täielikult pingestatud LiFePo4 akust takistuslike elementide kaudu ja annab kõikidele elementidele sarnase laengu LiFePo4 aku madalaima laenguga. See tehnika on töökindlam ja kasutab vähem komponente, vähendades seega süsteemi üldkulusid. Tehnoloogia vähendab aga süsteemi efektiivsust, kuna energia hajub soojuse kujul, mis tekitab energiakadu. Seetõttu sobib see tehnoloogia väikese võimsusega rakenduste jaoks. 
Aktiivne aku tasakaalustamine Aktiivne laengu tasakaalustamine on lahendus LiFePo4 akudega seotud väljakutsetele. Aktiivne rakkude tasakaalustamise tehnika tühjendab suurema energiatarbega LiFePo4 aku laengu ja kannab selle üle madalama energiatarbega LiFePo4 akule. Võrreldes passiivse elemendi tasakaalustamise tehnoloogiaga säästab see tehnika LiFePo4 akumoodulis energiat, suurendades seeläbi süsteemi efektiivsust ning nõuab vähem aega LiFePo4 akupatareide vahel tasakaalustamiseks, võimaldades suuremat laadimisvoolu. Isegi kui LiFePo4 aku on puhkeolekus, kaotavad isegi ideaalselt sobivad LiFePo4 akud erineva kiirusega laengu, kuna isetühjenemise kiirus varieerub sõltuvalt temperatuurigradiendist: aku temperatuuri tõus 10 °C võrra kahekordistab isetühjenemise kiirust. . Aktiivne laengu tasakaalustamine võib aga taastada rakud tasakaalu, isegi kui nad on puhkeolekus. Sellel tehnikal on aga keeruline skeem, mis suurendab süsteemi üldkulusid. Seetõttu sobib aktiivne rakkude tasakaalustamine suure võimsusega rakenduste jaoks. Energiasalvestavate komponentide, näiteks kondensaatorite, induktiivpoolide/trafode ja elektrooniliste muundurite järgi liigitatakse erinevaid aktiivseid tasakaalustusahela topoloogiaid. Üldiselt vähendab aktiivne akuhaldussüsteem LiFePo4 aku üldkulusid, kuna see ei nõua elementide ülemõõtmist, et kompenseerida LiFePo4 akude hajumist ja ebaühtlast vananemist. Aku aktiivne haldamine muutub kriitiliseks, kui vanad elemendid asendatakse uutega ja LiFePo4 aku sees on märkimisväärne erinevus. Kuna aktiivsed akuhaldussüsteemid võimaldavad paigaldada LiFePo4 akudesse suurte parameetrite varieeruvusega elemente, suureneb tootmisvõimsus, samas kui garantii- ja hoolduskulud vähenevad. Seetõttu soodustavad aktiivsed akuhaldussüsteemid akupaki jõudlust, töökindlust ja ohutust, aidates samal ajal kulusid vähendada. Tehke kokkuvõte Elementide pinge triivi mõjude minimeerimiseks tuleb tasakaalustamatust korralikult reguleerida. Iga tasakaalustamislahenduse eesmärk on võimaldada LiFePo4 akukomplektil töötada ettenähtud jõudlustasemel ja suurendada selle saadaolevat mahtu. Aku tasakaalustamine pole oluline ainult jõudluse parandamiseks jaakude elutsükkel, lisab see ka LiFePo4 akupakile ohutusteguri. Üks uutest tehnoloogiatest aku ohutuse parandamiseks ja aku kasutusea pikendamiseks. Kuna uus aku tasakaalustamise tehnoloogia jälgib üksikute LiFePo4 elementide jaoks vajalikku tasakaalustamise mahtu, pikendab see LiFePo4 aku kasutusiga ja suurendab üldist aku ohutust.
Postitusaeg: mai-08-2024