Þegar tæki þurfa langvarandi, mikil afköstLifePo4 rafhlaða pakki, þeir þurfa að koma jafnvægi á hverja frumu. 
Af hverju LifePo4 rafhlöðupakkinn þarfnast rafhlöðujafnvægis？ LifePo4 rafhlöður eru háðar mörgum eiginleikum eins og yfirspennu, undirspennu, ofhleðslu og afhleðslustraumi, hitauppstreymi og ójafnvægi í rafhlöðuspennu. Einn mikilvægasti þátturinn er frumuójafnvægi, sem breytir spennu hverrar frumu í pakkanum með tímanum og dregur þar með hratt úr rafhlöðunni. Þegar LifePo4 rafhlöðupakkinn er hannaður til að nota margar frumur í röð, er mikilvægt að hanna rafmagnseiginleikana til að halda stöðugu jafnvægi á frumuspennunni. Þetta er ekki aðeins fyrir frammistöðu rafhlöðupakkans heldur einnig til að hámarka líftímann. Þörfin fyrir kenningu er sú að rafhlöðujafnvægi á sér stað fyrir og eftir að rafhlaðan er smíðuð og verður að gera allan líftíma rafhlöðunnar til að viðhalda hámarksafköstum rafhlöðunnar! Notkun rafhlöðujafnvægis gerir okkur kleift að hanna rafhlöður með meiri afkastagetu fyrir forrit vegna þess að jafnvægi gerir rafhlöðunni kleift að ná hærra hleðsluástandi (SOC). Þú getur ímyndað þér að tengja margar LifePo4 Cell einingar í röð eins og þú værir að draga sleða með mörgum sleðahundum. Aðeins er hægt að draga sleðann með hámarks skilvirkni ef allir sleðahundarnir keyra á sama hraða. Með fjóra sleðahunda, ef einn sleðahundur hleypur hægt, þá verða hinir þrír sleðahundarnir líka að draga úr hraða sínum og draga þannig úr skilvirkni, og ef einn sleðahundur hleypur hraðar endar hann með því að draga byrðina af hinum þremur sleðahundunum og meiða sig. Þess vegna, þegar margar LifePo4 frumur eru tengdar í röð, ættu spennugildi allra frumna að vera jöfn til að fá skilvirkari LifePo4 rafhlöðupakka. 
Nafn LifePo4 rafhlaðan er aðeins um 3,2V, en íorkugeymslukerfi heima, flytjanlegar aflgjafar, iðnaðar-, fjarskipta-, rafknúin farartæki og örnet, þurfum við miklu hærri en nafnspennu. Á undanförnum árum hafa endurhlaðanlegar LifePo4 rafhlöður gegnt mikilvægu hlutverki í rafhlöðum og orkugeymslukerfum vegna léttrar þyngdar, mikillar orkuþéttleika, langrar endingartíma, mikillar afkastagetu, hraðhleðslu, lágs sjálfsafhleðslu og umhverfisvænni. Frumujöfnun tryggir að spenna og afkastageta hverrar LifePo4 frumu sé á sama stigi, annars mun drægni og endingartími LiFePo4 rafhlöðupakkans minnka til muna og afköst rafhlöðunnar minnka! Þess vegna er LifePo4 frumujafnvægi einn mikilvægasti þátturinn við að ákvarða gæði rafhlöðunnar. Á meðan á rekstri stendur kemur smá spennubil en við getum haldið því innan viðunandi marka með frumujöfnun. Meðan á jafnvægi stendur fara frumur með meiri getu undir fulla hleðslu/hleðslulotu. Án frumujafnvægis er fruman með hægustu getu veikur punktur. Frumujöfnun er ein af kjarnaaðgerðum BMS, ásamt hitastigi, hleðslu og öðrum aðgerðum sem hjálpa til við að hámarka líftíma pakkningarinnar. Aðrar ástæður fyrir jafnvægi rafhlöðunnar: LifePo4 rafhlaða pcak ófullkomin orkunotkun Að gleypa meiri straum en rafhlaðan er hönnuð fyrir eða stytta rafhlöðuna er líklegast til að valda ótímabæra rafhlöðubilun. Þegar LifePo4 rafhlaða pakki er að tæmast munu veikari frumur tæmast hraðar en heilbrigðar frumur og þær ná lágmarksspennu hraðar en aðrar frumur. Þegar klefi nær lágmarksspennu er allur rafhlöðupakkinn einnig aftengdur álaginu. Þetta leiðir til ónotaðrar orku rafhlöðupakka. Niðurbrot frumna Þegar LifePo4 klefi er ofhlaðin, jafnvel aðeins yfir það sem mælt er fyrir um, er skilvirkni þess virði og einnig minnkar lífsferli frumunnar. Sem dæmi mun lítilsháttar hækkun á hleðsluspennu úr 3,2V í 3,25V brjóta niður rafhlöðuna hraðar um 30%. Þannig að ef frumujöfnun er ekki nákvæm mun minniháttar ofhleðsla minnka endingartíma rafhlöðunnar. Ófullkomin hleðsla á farsímapakka LifePo4 rafhlöður eru gjaldfærðar með samfelldum straumi á milli 0,5 og einnig 1,0. LifePo4 rafhlöðuspennan hækkar þegar hleðslan heldur áfram að komast í hámæli þegar hún er full innheimt eftir að hún fellur þar af leiðandi. Hugsaðu um þrjár frumur með 85 Ah, 86 Ah og 87 Ah í sömu röð og 100 prósent SoC, og allar frumur eru eftir það losaðar og einnig SoC þeirra minnkar. Þú getur fljótt komist að því að fruma 1 endar með því að verða fyrst til að verða orkulaus í ljósi þess að hún hefur minnstu getu. Þegar rafmagn er sett á frumupakkana og sömuleiðis flæðir um frumurnar, enn og aftur, hangir klefi 1 aftur á meðan á hleðslu stendur og gæti talist fullhlaðin þar sem hinar tvær frumurnar eru fullhlaðinar. Þetta þýðir að frumur 1 hafa skerta Coulometric Effectiveness (CE) vegna sjálfhitunar frumunnar sem leiðir til frumuójöfnunar. Thermal Runaway Hræðilegasti punkturinn sem getur átt sér stað er hitauppstreymi. Eins og við skiljumlitíum frumureru mjög viðkvæm fyrir ofhleðslu sem og ofhleðslu. Í pakka með 4 frumum ef ein fruman er 3,5 V á meðan hin ýmsu önnur eru 3,2 V mun hleðslan örugglega reikninga allar frumurnar saman vegna þess að þær eru í röð og einnig mun hún reikninga 3,5 V hólfið í hærri spennu en ráðlagt er vegna þess að hinar ýmsu frumur eru í röð. enn þarf að hlaða aðrar rafhlöður. Þetta leiðir til hitauppstreymis þegar verðið á innri varmamyndun fer yfir hraða sem hlýtt getur losnað á. Þetta veldur því að LifePo4 rafhlöðupakkinn verður hitalaus. Hvað kallar á ójafnvægi frumna í rafhlöðupökkum? Nú skiljum við hvers vegna það er nauðsynlegt að halda öllum frumum í jafnvægi í rafhlöðupakka. En til að takast á við vandamálið á viðeigandi hátt ættum við að vita hvers vegna frumurnar komast í ójafnvægi frá fyrstu hendi. Eins og áður sagði þegar rafhlöðupakkinn er búinn til með því að setja frumurnar í röð er tryggt að allar frumurnar haldist í mjög sama spennustigi. Þannig að nýr rafhlaða pakki mun alltaf hafa í raun jafnvægi frumur. Samt þegar pakkinn er tekinn í notkun fara frumurnar úr jafnvægi vegna þess að þær eru í samræmi við þætti. SOC misræmi Mæling á SOC frumu er flókið; þess vegna er mjög flókið að mæla SOC tiltekinna frumna í rafhlöðu. Ákjósanleg frumusamhæfingaraðferð ætti að passa við frumur sama SOC í stað nákvæmlega sömu spennu (OCV) gráðurnar. En þar sem það er næstum ekki mögulegt að frumur passi aðeins á spennuskilmálum þegar pakkning er gerð, getur afbrigðið í SOC leitt til breytinga á OCV þegar fram líða stundir. Afbrigði viðnáms að innan Það er afar erfitt að finna frumur með sama innra viðnám (IR) og eftir því sem rafhlaðan eldist breytist IR frumunnar auk þess og því í rafhlöðupakka munu ekki allar frumur hafa sama IR. Eins og við skiljum eykur IR innra ónæmi frumunnar sem ákvarðar strauminn sem streymir í gegnum frumu. Vegna þess að IR er fjölbreyttur verður straumurinn í gegnum frumuna og einnig verður spenna hennar einnig önnur. Hitastig Innheimtu- og losunargeta frumunnar fer einnig eftir hitastigi í kringum hana. Í umtalsverðum rafhlöðupakka eins og í rafbílum eða sólargeymum eru frumurnar dreift yfir úrgangssvæði og það getur verið hitastigsmunur á pakkanum sjálfum sem skapar eina frumu til að hlaða eða tæma hraðar en frumurnar sem eftir eru sem valda ójöfnuði. Af ofangreindum þáttum er ljóst að við getum ekki komið í veg fyrir að frumur komist í ójafnvægi í gegnum aðgerðina. Þannig að eina lækningin er að nota ytra kerfi sem krefst þess að frumurnar komist í jafnvægi aftur eftir að þær komast í ójafnvægi. Þetta kerfi er kallað Battery Balancing System. 
Hvernig á að ná jafnvægi í LiFePo4 rafhlöðupakka? Rafhlöðustjórnunarkerfi (BMS) Almennt getur LiFePo4 rafhlaða pakki ekki náð rafhlöðujafnvægi af sjálfu sér, það er hægt að ná því meðrafhlöðustjórnunarkerfi(BMS). Rafhlöðuframleiðandinn mun samþætta rafhlöðujafnvægisaðgerðina og aðrar verndaraðgerðir eins og hleðslu yfir spennuvörn, SOC vísir, viðvörun/vörn fyrir ofhita osfrv. á þessu BMS borði. Li-ion rafhlaða hleðslutæki með jafnvægisaðgerð Einnig þekktur sem „jafnvægi rafhlaða hleðslutæki“, hleðslutækið samþættir jafnvægisaðgerð til að styðja við mismunandi rafhlöður með mismunandi strengjafjölda (td 1~6S). Jafnvel þó að rafhlaðan þín sé ekki með BMS borði geturðu hlaðið Li-ion rafhlöðuna með þessu hleðslutæki til að ná jafnvægi. Jöfnunarráð Þegar þú notar jafnvægi rafhlöðuhleðslutæki verður þú einnig að tengja hleðslutækið og rafhlöðuna þína við jafnvægispjaldið með því að velja ákveðna innstungu frá jafnvægispjaldinu. Protection Circuit Module (PCM) PCM borðið er rafeindaspjald sem er tengt við LiFePo4 rafhlöðupakkann og aðalhlutverk þess er að vernda rafhlöðuna og notandann gegn bilun. Til að tryggja örugga notkun verður LiFePo4 rafhlaðan að ganga undir mjög ströngum spennubreytum. Það fer eftir rafhlöðuframleiðanda og efnafræði, þessi spennubreyta er breytileg á milli 3,2 V á hólf fyrir tæmdar rafhlöður og 3,65 V á hólf fyrir endurhlaðanlegar rafhlöður. PCM borðið fylgist með þessum spennubreytum og aftengir rafhlöðuna frá hleðslunni eða hleðslutækinu ef farið er yfir þær. Ef um er að ræða eina LiFePo4 rafhlöðu eða margar LiFePo4 rafhlöður sem eru tengdar samhliða, er þetta auðveldlega gert vegna þess að PCM borðið fylgist með einstökum spennum. Hins vegar, þegar margar rafhlöður eru tengdar í röð, verður PCM borðið að fylgjast með spennu hverrar rafhlöðu. Tegundir rafhlöðujöfnunar Ýmis rafhlöðujöfnunaralgrím hafa verið þróuð fyrir LiFePo4 rafhlöðupakka. Það er skipt í óvirka og virka rafhlöðujöfnunaraðferðir byggðar á rafhlöðuspennu og SOC. 
Passive Battery Balancing Óvirka rafhlöðujöfnunartæknin aðskilur umframhleðsluna frá LiFePo4 rafhlöðu með fullri orku í gegnum viðnámseiningar og gefur öllum frumum svipaða hleðslu og lægsta LiFePo4 rafhlaðan. Þessi tækni er áreiðanlegri og notar færri íhluti og dregur þannig úr heildarkostnaði kerfisins. Hins vegar dregur tæknin úr skilvirkni kerfisins þar sem orka dreifist í formi hita sem veldur orkutapi. Þess vegna er þessi tækni hentug fyrir notkun með litlum krafti. 
Virk rafhlöðujafnvægi Virk hleðslujöfnun er lausn á áskorunum sem tengjast LiFePo4 rafhlöðum. Virka frumujafnvægistæknin losar hleðsluna frá LiFePo4 rafhlöðunni með meiri orku og flytur hana yfir á LiFePo4 rafhlöðuna með minni orku. Í samanburði við óvirka frumujöfnunartækni, sparar þessi tækni orku í LiFePo4 rafhlöðueiningunni og eykur þannig skilvirkni kerfisins og krefst minni tíma til að halda jafnvægi á milli LiFePo4 rafhlöðupakkafrumna, sem gerir ráð fyrir hærri hleðslustraumum. Jafnvel þegar LiFePo4 rafhlöðupakkinn er í kyrrstöðu, missa jafnvel fullkomlega samræmdar LiFePo4 rafhlöður hleðslu mishratt vegna þess að sjálfsafhleðslan er mismunandi eftir hitastiginu: 10°C hækkun á hitastigi rafhlöðunnar tvöfaldar nú þegar sjálfsafhleðsluhraða. . Hins vegar getur virk hleðslujafnvægi komið frumum í jafnvægi, jafnvel þótt þær séu í hvíld. Hins vegar hefur þessi tækni flókin rafrás, sem eykur heildarkostnað kerfisins. Þess vegna er virk frumujöfnun hentugur fyrir notkun með miklum krafti. Það eru ýmsar virk jafnvægisrásir sem flokkaðar eru eftir orkugeymsluhlutum, svo sem þétta, inductors/spennarar og rafeindabreytar. Á heildina litið dregur virka rafhlöðustjórnunarkerfið úr heildarkostnaði við LiFePo4 rafhlöðupakkann vegna þess að það þarf ekki of stóra fruma til að vega upp á móti dreifingu og ójafnri öldrun meðal LiFePo4 rafhlöðunnar. Virk rafhlöðustjórnun verður mikilvæg þegar gömlum frumum er skipt út fyrir nýjar frumur og það er veruleg breyting á LiFePo4 rafhlöðupakkanum. Þar sem virk rafhlöðustjórnunarkerfi gera það mögulegt að setja upp frumur með miklum breytibreytum í LiFePo4 rafhlöðupökkum, eykst framleiðsla á meðan ábyrgð og viðhaldskostnaður lækkar. Þess vegna gagnast virk rafhlöðustjórnunarkerfi frammistöðu, áreiðanleika og öryggi rafhlöðupakkans, en hjálpa til við að draga úr kostnaði. Tekið saman Til að lágmarka áhrif frumuspennudrifs verður að stilla ójafnvægi í hóf. Markmið hvers kyns jafnvægislausnar er að leyfa LiFePo4 rafhlöðupakkanum að virka á tilætluðum afköstum og auka tiltæka getu hans. Rafhlöðujafnvægi er ekki aðeins mikilvægt til að bæta frammistöðu oglíftíma rafhlaðna, það bætir einnig öryggisstuðli við LiFePo4battery pakkann. Ein af nýjum tækni til að bæta rafhlöðuöryggi og lengja endingu rafhlöðunnar. Þar sem nýja rafhlöðujafnvægistæknin rekur magn jafnvægis sem þarf fyrir einstakar LiFePo4 frumur, lengir hún endingu LiFePo4 rafhlöðupakkans og eykur heildaröryggi rafhlöðunnar.
Pósttími: maí-08-2024