장치에 오래 지속되는 고성능이 필요한 경우LifePo4 배터리 팩, 각 셀의 균형을 맞춰야 합니다. 
LifePo4 배터리 팩에 배터리 밸런싱이 필요한 이유는 무엇입니까? LifePo4 배터리는 과전압, 저전압, 과충전 및 방전 전류, 열 폭주, 배터리 전압 불균형과 같은 많은 특성을 갖습니다. 가장 중요한 요인 중 하나는 셀 불균형입니다. 이는 시간이 지남에 따라 팩에 들어 있는 각 셀의 전압이 변화하여 배터리 용량이 급격히 감소하는 현상입니다. LifePo4 배터리 팩이 여러 셀을 직렬로 사용하도록 설계하는 경우 셀 전압의 균형을 일관되게 유지하도록 전기적 특성을 설계하는 것이 중요합니다. 이는 배터리 팩의 성능뿐만 아니라 수명주기를 최적화하기 위한 것입니다. 교리의 필요성은 배터리 밸런싱이 배터리 제작 전후에 발생하며 최적의 배터리 성능을 유지하기 위해 배터리 수명 주기 전체에 걸쳐 수행되어야 한다는 것입니다! 배터리 밸런싱을 사용하면 밸런싱을 통해 배터리가 더 높은 충전 상태(SOC)를 달성할 수 있으므로 애플리케이션에 더 높은 용량의 배터리를 설계할 수 있습니다. 마치 많은 썰매개들이 썰매를 끄는 것처럼 여러 개의 LifePo4 Cell 장치를 직렬로 연결하는 것을 상상할 수 있습니다. 모든 썰매견이 같은 속도로 달릴 경우에만 썰매를 최대 효율로 끌 수 있습니다. 4마리의 썰매견이 달리면 한 마리의 썰매견이 천천히 달리면 나머지 세 마리의 썰매견도 속도를 줄여 효율성이 떨어지고, 한 마리의 썰매견이 더 빨리 달리면 결국 다른 썰매견 세 마리의 짐을 끌어당기게 되고, 상처받는 것 자체. 따라서 여러 개의 LifePo4 셀을 직렬로 연결할 때 보다 효율적인 LifePo4 배터리 팩을 얻으려면 모든 셀의 전압 값이 동일해야 합니다. 
공칭 LifePo4 배터리의 정격은 약 3.2V에 불과하지만가정용 에너지 저장 시스템, 휴대용 전원 공급 장치, 산업, 전기 통신, 전기 자동차 및 마이크로그리드 애플리케이션에는 공칭 전압보다 훨씬 더 높은 전압이 필요합니다. 최근 몇 년 동안 충전식 LifePo4 배터리는 경량, 높은 에너지 밀도, 긴 수명, 고용량, 빠른 충전, 낮은 자체 방전 수준 및 환경 친화성으로 인해 전원 배터리 및 에너지 저장 시스템에서 중요한 역할을 해왔습니다. 셀 밸런싱은 각 LifePo4 셀의 전압과 용량을 동일한 수준으로 유지합니다. 그렇지 않으면 LiFePo4 배터리 팩의 범위와 수명이 크게 줄어들고 배터리 성능이 저하됩니다! 따라서 LifePo4 셀 밸런스는 배터리 품질을 결정하는 가장 중요한 요소 중 하나입니다. 작동 중에는 약간의 전압 갭이 발생하지만 셀 밸런싱을 통해 이를 허용 가능한 범위 내로 유지할 수 있습니다. 밸런싱 중에 더 높은 용량의 셀은 전체 충전/방전 주기를 거칩니다. 셀 밸런싱이 없으면 용량이 가장 느린 셀이 약점이 됩니다. 셀 밸런싱은 온도 모니터링, 충전 및 팩 수명을 극대화하는 데 도움이 되는 기타 기능과 함께 BMS의 핵심 기능 중 하나입니다. 배터리 밸런싱의 다른 이유: LifePo4 배터리 pcak 불완전한 에너지 사용 배터리용으로 설계된 것보다 더 많은 전류를 흡수하거나 배터리를 단락시키면 조기 배터리 고장이 발생할 가능성이 가장 높습니다. LifePo4 배터리 팩이 방전되면 약한 셀은 건강한 셀보다 더 빨리 방전되며 다른 셀보다 더 빨리 최소 전압에 도달합니다. 셀이 최소 전압에 도달하면 전체 배터리 팩도 부하에서 분리됩니다. 이로 인해 배터리 팩 에너지의 미사용 용량이 발생합니다. 세포 분해 LifePo4 셀이 권장 가치보다 조금이라도 과충전되면 셀의 효율성과 수명 과정이 감소됩니다. 예를 들어, 충전 전압을 3.2V에서 3.25V로 조금만 높이면 배터리가 30% 더 빨리 소모됩니다. 따라서 셀 밸런싱이 정확하지 않으면 약간의 과충전도 배터리 수명을 단축시킵니다. 셀 팩의 불완전 충전 LifePo4 배터리는 0.5~1.0 비율의 연속 전류로 청구됩니다. LifePo4 배터리 전압은 충전이 진행됨에 따라 상승하고 완전히 청구되면 정점에 도달한 후 결과적으로 떨어집니다. 각각 85Ah, 86Ah, 87Ah 및 100% SoC를 갖춘 3개의 셀을 생각해 보세요. 이후 모든 셀이 릴리스되고 SoC도 감소합니다. 셀 1의 성능이 가장 낮기 때문에 가장 먼저 에너지가 고갈된다는 사실을 빠르게 알 수 있습니다. 셀 팩에 전원이 공급되고 동일한 전류가 셀을 통해 흐르면 다시 한 번 셀 1이 충전 내내 지연되고 다른 두 셀이 완전히 충전되므로 완전 충전으로 간주될 수 있습니다. 이는 셀(1)이 셀 불평등을 초래하는 셀 자체 가열로 인해 감소된 전기량 효율(CE)을 갖는다는 것을 의미합니다. 열 폭주 일어날 수 있는 가장 끔찍한 지점은 열 폭주입니다. 우리가 이해하는 대로리튬 전지과충전 및 과방전에 매우 민감합니다. 4개 셀 팩에서 하나의 셀이 3.5V이고 다른 셀이 3.2V인 경우 직렬로 연결되어 있기 때문에 모든 셀에 요금이 함께 청구되며 또한 다양한 전압으로 인해 3.5V 셀에 권장 전압보다 높은 요금이 청구됩니다. 다른 배터리는 여전히 충전이 필요합니다. 이로 인해 내부 발열 가격이 따뜻함이 방출되는 속도를 초과하면 열 폭주가 발생합니다. 이로 인해 LifePo4 배터리 팩이 열적으로 제어되지 않게 됩니다. 배터리 팩에서 셀 불균형이 발생하는 원인은 무엇입니까? 이제 우리는 배터리 팩에서 모든 셀의 균형을 유지하는 것이 왜 중요한지 이해합니다. 그러나 문제를 적절하게 해결하려면 세포가 불균형해지는 이유를 먼저 알아야 합니다. 앞에서 설명한 것처럼 셀을 직렬로 배치하여 배터리 팩을 만들면 모든 셀이 동일한 전압 수준으로 유지됩니다. 따라서 새 배터리 팩은 항상 실제로 균형 잡힌 셀을 갖게 됩니다. 그러나 팩을 사용하면 여러 가지 요인으로 인해 세포의 균형이 깨집니다. SOC 불일치 셀의 SOC를 측정하는 것은 복잡합니다. 따라서 배터리 내 특정 셀의 SOC를 측정하는 것은 매우 복잡합니다. 최적의 셀 조화 방법은 정확히 동일한 전압(OCV) 수준이 아닌 동일한 SOC의 셀과 일치해야 합니다. 그러나 팩을 만들 때 셀이 전압 조건에 의해서만 일치하는 것은 거의 불가능하므로 SOC의 변형으로 인해 당연히 OCV가 수정될 수 있습니다. 내부 저항 변형 내부 저항(IR)이 동일한 셀을 찾는 것은 극히 어렵습니다. 배터리 수명이 길어짐에 따라 셀의 IR도 추가로 변경되므로 배터리 팩의 모든 셀이 동일한 IR을 갖지는 않습니다. 우리가 이해하는 바와 같이 IR은 셀을 통해 흐르는 전류를 결정하는 셀의 내부 불감성을 추가합니다. IR이 변화하기 때문에 셀을 통한 전류와 전압도 달라집니다. 온도 수준 셀의 청구 및 해제 기능도 주변 온도에 따라 달라집니다. EV 또는 태양전지 어레이와 같은 중요한 배터리 팩에서 셀은 폐기물 영역에 분산되어 있으며 팩 자체 사이에 온도 차이가 있어 하나의 셀이 나머지 셀보다 더 빠르게 충전 또는 방전되어 불평등을 유발할 수 있습니다. 위의 요인으로 볼 때, 시술 과정 전반에 걸쳐 세포의 불균형이 발생하는 것을 막을 수 없다는 것은 분명합니다. 따라서 유일한 치료법은 세포가 불균형을 이룬 후 다시 한 번 균형을 맞추도록 요구하는 외부 시스템을 활용하는 것입니다. 이 시스템을 배터리 밸런싱 시스템이라고 합니다. 
LiFePo4 배터리 팩 균형을 달성하는 방법은 무엇입니까? 배터리 관리 시스템(BMS) 일반적으로 LiFePo4 배터리 팩은 자체적으로 배터리 밸런싱을 달성할 수 없으며 다음을 통해 달성할 수 있습니다.배터리 관리 시스템(BMS). 배터리 제조업체는 배터리 밸런싱 기능과 과전압 보호, SOC 표시기, 과열 경보/보호 등과 같은 기타 보호 기능을 이 BMS 보드에 통합합니다. 밸런싱 기능을 갖춘 리튬이온 배터리 충전기 "밸런스 배터리 충전기"라고도 알려진 이 충전기는 스트링 수(예: 1~6S)가 다른 다양한 배터리를 지원하기 위해 밸런스 기능을 통합합니다. 배터리에 BMS 보드가 없더라도 이 배터리 충전기로 리튬 이온 배터리를 충전하여 균형을 맞출 수 있습니다. 밸런싱 보드 밸런스 배터리 충전기를 사용하는 경우 밸런싱 보드에서 특정 소켓을 선택하여 충전기와 배터리도 밸런싱 보드에 연결해야 합니다. 보호회로모듈(PCM) PCM 보드는 LiFePo4 배터리 팩에 연결되는 전자 보드로, 오작동으로부터 배터리와 사용자를 보호하는 것이 주요 기능이다. 안전한 사용을 보장하려면 LiFePo4 배터리는 매우 엄격한 전압 매개변수 하에서 작동해야 합니다. 배터리 제조업체 및 화학적 성질에 따라 이 전압 매개변수는 방전된 배터리의 경우 셀당 3.2V, 충전용 배터리의 경우 셀당 3.65V 사이에서 달라집니다. PCM 보드는 이러한 전압 매개변수를 모니터링하고 이를 초과하는 경우 부하 또는 충전기에서 배터리를 분리합니다. 단일 LiFePo4 배터리 또는 병렬로 연결된 여러 LiFePo4 배터리의 경우 PCM 보드가 개별 전압을 모니터링하기 때문에 쉽게 수행할 수 있습니다. 그러나 여러 개의 배터리를 직렬로 연결하는 경우 PCM 보드는 각 배터리의 전압을 모니터링해야 합니다. 배터리 밸런싱 유형 LiFePo4 배터리 팩을 위해 다양한 배터리 밸런싱 알고리즘이 개발되었습니다. 배터리 전압과 SOC를 기준으로 패시브 배터리 밸런싱 방식과 액티브 배터리 밸런싱 방식으로 구분됩니다. 
수동 배터리 밸런싱 패시브 배터리 밸런싱 기술은 저항성 요소를 통해 완전히 활성화된 LiFePo4 배터리에서 초과 충전을 분리하고 모든 셀에 최저 LiFePo4 배터리 충전과 유사한 충전을 제공합니다. 이 기술은 더 안정적이고 더 적은 수의 구성 요소를 사용하므로 전체 시스템 비용이 절감됩니다. 그러나 이 기술은 에너지가 열의 형태로 소산되어 에너지 손실을 발생시키므로 시스템의 효율성을 감소시킵니다. 따라서 이 기술은 저전력 애플리케이션에 적합합니다. 
활성 배터리 밸런싱 능동 전하 밸런싱은 LiFePo4 배터리와 관련된 문제에 대한 솔루션입니다. 능동 셀 밸런싱 기술은 에너지가 높은 LiFePo4 배터리의 전하를 방전하여 에너지가 낮은 LiFePo4 배터리로 옮깁니다. 패시브 셀 밸런싱 기술에 비해 이 기술은 LiFePo4 배터리 모듈의 에너지를 절약하여 시스템 효율성을 높이고, LiFePo4 배터리 팩 셀 간 밸런싱에 소요되는 시간을 줄여 더 높은 충전 전류를 가능하게 합니다. LiFePo4 배터리 팩이 정지 상태일 때에도 완벽하게 일치하는 LiFePo4 배터리라도 온도 구배에 따라 자체 방전 속도가 다르기 때문에 서로 다른 속도로 충전이 손실됩니다. 배터리 온도가 10°C 증가하면 자체 방전 속도가 이미 두 배가 됩니다. . 그러나 능동 전하 균형 조정은 세포가 정지 상태에 있더라도 세포를 평형 상태로 복원할 수 있습니다. 그러나 이 기술은 회로가 복잡하여 전체 시스템 비용이 증가합니다. 따라서 능동 셀 밸런싱은 고전력 애플리케이션에 적합합니다. 커패시터, 인덕터/변압기, 전자 변환기 등 에너지 저장 구성 요소에 따라 분류된 다양한 능동 밸런싱 회로 토폴로지가 있습니다. 전반적으로 능동 배터리 관리 시스템은 LiFePo4 배터리 간의 분산과 고르지 못한 노화를 보상하기 위해 셀을 과도하게 늘릴 필요가 없기 때문에 LiFePo4 배터리 팩의 전체 비용을 절감합니다. 오래된 셀이 새 셀로 교체되고 LiFePo4 배터리 팩 내에 상당한 변동이 있는 경우 능동 배터리 관리가 중요해집니다. 능동형 배터리 관리 시스템을 사용하면 LiFePo4 배터리 팩에 매개변수 변화가 큰 셀을 설치할 수 있으므로 생산 수율이 증가하고 보증 및 유지 관리 비용이 감소합니다. 따라서 능동 배터리 관리 시스템은 배터리 팩의 성능, 신뢰성 및 안전성을 향상시키는 동시에 비용을 절감하는 데 도움이 됩니다. 요약 셀 전압 드리프트의 영향을 최소화하려면 불균형을 적절하게 완화해야 합니다. 모든 밸런싱 솔루션의 목표는 LiFePo4 배터리 팩이 의도한 성능 수준에서 작동하고 사용 가능한 용량을 확장할 수 있도록 하는 것입니다. 배터리 밸런싱은 성능 향상뿐만 아니라배터리의 수명 주기, 또한 LiFePo4배터리 팩에 안전 요소를 추가합니다. 배터리 안전성을 향상하고 배터리 수명을 연장하기 위한 새로운 기술 중 하나입니다. 새로운 배터리 밸런싱 기술은 개별 LiFePo4 셀에 필요한 밸런싱 양을 추적하므로 LiFePo4 배터리 팩의 수명을 연장하고 전반적인 배터리 안전성을 향상시킵니다.
게시 시간: 2024년 5월 8일