Gailuek iraupen luzeko eta errendimendu handiko funtzionamendua behar duteneanLifePo4 bateria paketea, zelula bakoitza orekatu behar dute. 
Zergatik behar da LifePo4 bateria-paketea bateria-orekatzea? LifePo4 bateriak ezaugarri askoren menpe daude, hala nola, gaintentsioa, azpitentsioa, gainkarga eta deskarga korrontea, ihes termikoa eta bateriaren tentsio desoreka. Faktore garrantzitsuenetako bat zelulen desoreka da, paketeko zelula bakoitzaren tentsioa aldatzen duena denboran zehar, eta horrela bateriaren edukiera azkar murrizten duena. LifePo4 bateria paketea seriean hainbat zelula erabiltzeko diseinatuta dagoenean, garrantzitsua da ezaugarri elektrikoak diseinatzea zelulen tentsioak modu koherentean orekatzeko. Hau ez da bateria paketearen errendimendurako bakarrik, baita bizi-zikloa optimizatzeko ere. Doktrina beharra da bateriaren oreka bateria eraiki aurretik eta ondoren gertatzen dela eta bateriaren bizi-ziklo osoan egin behar dela bateriaren errendimendu optimoa mantentzeko! Baterien orekatzearen erabilerak aplikazioetarako ahalmen handiagoa duten bateriak diseinatzeko aukera ematen digu, orekatzeak bateriari karga-egoera (SOC) handiagoa lortzeko aukera ematen baitio. LifePo4 zelula unitate asko seriean konektatzea imajina dezakezu, lera-txakur asko dituen lera bat tiratzen ariko bazina bezala. Lera eraginkortasun handienarekin tira daiteke lera-txakur guztiak abiadura berean badabiltza soilik. Lau lera-txakurrekin, lera-txakur bat poliki badabil, beste hiru lera-txakurrek ere abiadura murriztu behar dute, eta horrela eraginkortasuna murriztu, eta lera-txakur bat azkarrago badabil, beste hiru lera-txakurren karga tiratzen amaituko du eta bere buruari min egingo dio. Beraz, LifePo4 zelula anitz seriean konektatzen direnean, zelula guztien tentsio-balioak berdinak izan behar dira LifePo4 bateria-pakete eraginkorragoa lortzeko. 
LifePo4 bateria nominalak 3,2V inguruko potentzia du, bainaetxeko energia biltegiratzeko sistemak, elikatze-iturri eramangarrietan, industria-aplikazioetan, telekomunikazioetan, ibilgailu elektrikoetan eta mikrosareetan, tentsio nominala baino askoz handiagoa behar dugu. Azken urteotan, LifePo4 bateria kargagarriek funtsezko zeregina izan dute potentzia-baterietan eta energia biltegiratzeko sistemetan, pisu arinagatik, energia-dentsitate handiagatik, bizitza luzeagatik, edukiera handiagatik, kargatze azkarragatik, autodeskargatze-maila baxuagatik eta ingurumenarekiko errespetuagatik. Zelulen orekatzeak LifePo4 zelula bakoitzaren tentsioa eta edukiera maila berean daudela ziurtatzen du; bestela, LiFePo4 bateria-multzoaren autonomia eta bizitza asko murriztuko dira, eta bateriaren errendimendua hondatu egingo da! Beraz, LifePo4 zelulen oreka bateriaren kalitatea zehazteko faktore garrantzitsuenetako bat da. Funtzionamenduan zehar, tentsio-hutsune txiki bat sortuko da, baina zelulen orekaketaren bidez tarte onargarri baten barruan mantendu dezakegu. Orekatzean, edukiera handiko zelulek karga/deskarga ziklo osoa jasaten dute. Zelulen orekarik gabe, edukiera motelena duen zelula puntu ahula da. Zelulen oreka BMSaren funtzio nagusietako bat da, tenperaturaren monitorizazioarekin, kargatzearekin eta paketearen bizitza maximizatzen laguntzen duten beste funtzio batzuekin batera. Bateriaren orekarako beste arrazoi batzuk: LifePo4 bateriaren energia-kontsumo osatugabea Bateria diseinatuta dagoena baino korronte gehiago xurgatzea edo bateria zirkuitulaburra egiteak bateria goiztiarra hondatzea eragin dezake. LifePo4 bateria pakete bat deskargatzen ari denean, zelula ahulenak zelula osasuntsuak baino azkarrago deskargatuko dira, eta beste zelulak baino azkarrago iritsiko dira gutxieneko tentsiora. Zelula batek gutxieneko tentsiora iristen denean, bateria pakete osoa ere deskonektatzen da kargatik. Horren ondorioz, bateria paketearen energia edukiera erabili gabe geratzen da. Zelulen degradazioa LifePo4 zelula bat gehiegi kargatzen denean, gomendatutako balioa baino pixka bat gehiago bada ere, zelularen eraginkortasuna eta bizitza-prozesua murriztu egiten dira. Adibidez, karga-tentsioa 3,2 V-tik 3,25 V-ra igotzeak bateria % 30 azkarrago apurtuko du. Beraz, zelularen oreka zehatza ez bada, gehiegi kargatzeak bateriaren iraupena murriztuko du. Mugikor pakete baten karga osatu gabea LifePo4 bateriak 0,5 eta 1,0 arteko korronte jarraituan fakturatzen dira. LifePo4 bateriaren tentsioa igotzen da kargatzen doan heinean, guztiz kargatzen denean gailurrera iritsi arte eta ondorioz jaitsi egiten da. Imajinatu hiru zelula, hurrenez hurren, 85 Ah, 86 Ah eta 87 Ah-rekin eta % 100eko SoC-arekin, eta zelula guztiak askatzen dira eta haien SoC-a gutxitzen da. Azkar konturatuko zara 1. zelula dela energia agortzen den lehenengoa, ahalmen txikiena duelako. Zelula-paketeei energia ematen zaienean eta korronte bera zeluletatik igarotzen denean, 1. zelula atzeratzen da kargatzen ari den bitartean eta guztiz kargatuta dagoela kontsidera daiteke, beste bi zelulak guztiz kargatuta baitaude. Horrek esan nahi du 1. zelulek Coulometric Effectiveness (CE) txikiagoa dutela, zelularen auto-beroketaren ondorioz, eta horrek zelulen arteko desberdintasuna eragiten du. Ihesaldi termikoa Gerta daitekeen punturik txarrena ihes termikoa da. Ulertzen dugunezlitiozko zelulakoso sentikorrak dira gehiegi kargatzeko eta gehiegi deskargatzeko. 4 zelulako pakete batean, zelula bat 3,5 V-koa bada eta besteak 3,2 V-koak, kargak zelula guztiak batera kargatuko ditu seriean daudelako, eta 3,5 V-ko zelula gomendatutako tentsioa baino handiagoa izango da, beste bateriak oraindik kargatu behar baitira. Horrek ihes termikoa eragiten du barneko bero-sorkuntzaren abiadura beroa askatzeko abiadura gainditzen duenean. Horrek LifePo4 bateria-paketea termikoki kontrolatu gabe uztea eragiten du. Zerk eragiten du bateria-paketeetan zelulen desoreka? Orain ulertzen dugu zergatik den ezinbestekoa bateria-multzo bateko zelula guztiak orekatuta mantentzea. Baina arazoari behar bezala aurre egiteko, zelulak zergatik desorekatzen diren jakin behar dugu lehen eskutik. Lehen esan bezala, bateria-multzo bat sortzen denean, zelulak seriean jarriz, ziurtatzen da zelula guztiak tentsio-maila berdinetan mantentzen direla. Beraz, bateria-multzo berri batek beti izango ditu zelula orekatuak. Baina multzoa erabiltzen hasten den heinean, zelulak desorekatu egiten dira honako faktoreengatik. SOC desadostasuna Zelula baten SOC neurtzea konplikatua da; beraz, oso korapilatsua da bateria bateko zelula espezifikoen SOC neurtzea. Zelulak harmonizatzeko metodo optimo batek SOC bereko zelulak bat etorri beharko lituzke tentsio (OCV) gradu berdinekin bat etorri beharrean. Baina ia ezinezkoa denez zelulak tentsio terminoetan bakarrik bat etortzea pakete bat egiterakoan, SOC-aren aldaerak OCV-an aldaketa bat ekar dezake denborarekin. Barne-erresistentzia aldaera Oso zaila da barne-erresistentzia (IR) berdina duten zelulak aurkitzea, eta bateria zahartzen den heinean, zelularen IR ere aldatzen da, eta beraz, bateria-pakete batean ez dute zelula guztiek IR bera izango. Ulertzen dugun bezala, IR-ak zelularen barne-suszeptibilitatea areagotzen du, eta horrek zelula batetik igarotzen den korrontea zehazten du. IR-a aldatzen denez, zelulatik igarotzen den korrontea eta baita bere tentsioa ere desberdinak dira. Tenperatura maila Zelularen kargatzeko eta askatzeko gaitasuna inguruko tenperaturaren araberakoa da ere. Bateria-pakete garrantzitsu batean, hala nola ibilgailu elektrikoetan edo eguzki-paneletan, zelulak hondakin-eremu batean banatzen dira eta tenperatura-aldea egon daiteke paketean bertan, zelula bat gainerako zelulak baino azkarrago kargatzen edo deskargatzen delarik, desberdintasun bat sortuz. Goiko faktoreetatik, argi dago ezin dugula zelulak prozeduran zehar desorekatzea eragotzi. Beraz, erremedio bakarra kanpoko sistema bat erabiltzea da, zelulak desorekatu ondoren berriro orekatzea eskatzen duena. Sistema horri Bateriaren Orekatze Sistema deitzen zaio. 
Nola lortu LiFePo4 bateriaren oreka? Bateriaren Kudeaketa Sistema (BMS) Oro har, LiFePo4 bateria-paketeak ezin du bateriaren oreka lortu bere kabuz, baina honela lor daiteke...bateria kudeatzeko sistema(BMS). Bateriaren fabrikatzaileak bateriaren orekatze funtzioa eta beste babes funtzio batzuk integratuko ditu BMS plaka honetan, hala nola, gehiegizko tentsioaren babesa, SOC adierazlea, gehiegizko tenperaturaren alarma/babesa, etab. Li-ioizko bateria kargagailua orekatzeko funtzioarekin "Bateria-kargagailu orekatu" gisa ere ezaguna, kargagailuak oreka-funtzioa du bateria desberdinak kate-kopuru desberdinekin onartzeko (adibidez, 1~6S). Zure bateriak BMS plakarik ez badu ere, Li-ioizko bateria kargagailu honekin kargatu dezakezu oreka lortzeko. Oreka-taula Bateria-kargagailu orekatu bat erabiltzen duzunean, kargagailua eta bateria orekatze-plakara konektatu behar dituzu orekatze-plakako entxufe espezifiko bat hautatuz. Babes Zirkuituaren Modulua (PCM) PCM plaka LiFePo4 bateria-multzoari konektatuta dagoen plaka elektroniko bat da eta bere funtzio nagusia bateria eta erabiltzailea matxuratik babestea da. Erabilera segurua bermatzeko, LiFePo4 bateriak tentsio-parametro oso zorrotzen pean funtzionatu behar du. Bateriaren fabrikatzailearen eta kimikaren arabera, tentsio-parametro hau 3,2 V-ren artean aldatzen da pila bakoitzeko deskargatutako baterien kasuan eta 3,65 V-ren artean kargatzeko baterien kasuan. PCM plakak tentsio-parametro hauek kontrolatzen ditu eta gainditzen badira, bateria kargatik edo kargagailutik deskonektatzen du. LiFePo4 bateria bakarra edo paraleloan konektatutako hainbat LiFePo4 bateriaren kasuan, hau erraz lortzen da, PCM plakak tentsio indibidualak kontrolatzen baititu. Hala ere, hainbat bateria seriean konektatuta daudenean, PCM plakak bateria bakoitzaren tentsioa kontrolatu behar du. Bateriaren orekatze motak LiFePo4 bateria-paketearentzat hainbat bateria-orekatze algoritmo garatu dira. Bateriaren tentsioaren eta SOC-aren arabera, bateria-orekatze metodo pasibo eta aktiboetan banatzen da. 
Bateriaren orekatze pasiboa Bateria pasiboaren orekatze teknikak LiFePo4 bateria guztiz energizatu baten gehiegizko karga bereizten du elementu erresistenteen bidez, eta zelula guztiei LiFePo4 bateriaren karga baxuenaren antzeko karga ematen die. Teknika hau fidagarriagoa da eta osagai gutxiago erabiltzen ditu, eta horrela sistemaren kostu orokorra murrizten da. Hala ere, teknologiak sistemaren eraginkortasuna murrizten du, energia bero moduan xahutzen baita, eta horrek energia galtzea sortzen du. Beraz, teknologia hau potentzia baxuko aplikazioetarako egokia da. 
Bateriaren orekatze aktiboa Karga-oreka aktiboa LiFePo4 bateriekin lotutako erronkei irtenbide bat da. Zelula-oreka aktiboaren teknikak energia handiko LiFePo4 bateriaren karga deskargatzen du eta energia txikiagoko LiFePo4 bateriara transferitzen du. Zelula-oreka pasiboaren teknologiarekin alderatuta, teknika honek energia aurrezten du LiFePo4 bateria-moduluan, eta horrela sistemaren eraginkortasuna handitzen du, eta denbora gutxiago behar du LiFePo4 bateria-multzoko zelulen artean orekatzeko, karga-korronte handiagoak ahalbidetuz. LiFePo4 bateria-multzoa geldirik dagoenean ere, LiFePo4 bateriek ere karga galtzen dute abiadura desberdinetan, autodeskarga-tasa tenperatura-gradientearen arabera aldatzen baita: bateriaren tenperaturaren 10 °C-ko igoerak autodeskarga-tasa bikoizten du dagoeneko. Hala ere, karga-oreka aktiboak zelulak orekara itzul ditzake, geldirik egon arren. Hala ere, teknika honek zirkuitu konplexuak ditu, eta horrek sistemaren kostu orokorra handitzen du. Beraz, zelula-oreka aktiboa egokia da potentzia handiko aplikazioetarako. Hainbat oreka-zirkuitu aktiboren topologia daude, energia-biltegiratze osagaien arabera sailkatuta, hala nola kondentsadoreak, induktoreak/transformadoreak eta bihurgailu elektronikoak. Oro har, bateria kudeatzeko sistema aktiboak LiFePo4 bateria-paketearen kostu orokorra murrizten du, ez baitu zelulen tamaina handiegia behar LiFePo4 baterien arteko sakabanaketa eta zahartze irregularra konpentsatzeko. Bateriaren kudeaketa aktiboa funtsezkoa da zelula zaharrak zelula berriekin ordezkatzen direnean eta LiFePo4 bateria-paketearen barruan aldakuntza nabarmenak daudenean. Bateriaren kudeaketa sistema aktiboek LiFePo4 bateria-paketeetan parametro-aldakuntza handiak dituzten zelulak instalatzea ahalbidetzen dutenez, ekoizpen-errendimendua handitzen da, bermearen eta mantentze-kostuak gutxitzen diren bitartean. Beraz, bateria kudeatzeko sistema aktiboek bateria-paketearen errendimenduari, fidagarritasunari eta segurtasunari mesede egiten diote, kostuak murrizten laguntzen duten bitartean. Laburbildu Zelulen tentsio-desbideratzearen ondorioak minimizatzeko, desorekak behar bezala moderatu behar dira. Edozein orekatze-irtenbideren helburua LiFePo4 bateria-paketeak bere errendimendu-maila egokian funtzionatzea eta bere edukiera erabilgarria handitzea da. Bateriaren orekatzea ez da soilik garrantzitsua errendimendua hobetzeko etabaterien bizi-zikloa, segurtasun faktore bat ere gehitzen dio LiFePo4 bateria paketeari. Bateriaren segurtasuna hobetzeko eta bateriaren iraupena luzatzeko teknologia berrietako bat. Bateria orekatzeko teknologia berriak LiFePo4 zelula bakoitzarentzat behar den orekatze kopurua kontrolatzen duenez, LiFePo4 bateria paketearen bizitza luzatzen du eta bateriaren segurtasun orokorra hobetzen du.
Argitaratze data: 2024ko maiatzaren 8a