Како балансирањето на клетките го продолжува животниот век на батерискиот пакет Po4?

Кога на уредите им треба долготрајни, високи перформансиБатериски пакет LifePo4, тие треба да ја балансираат секоја клетка. Зошто на батерискиот пакет LifePo4 му треба балансирање на батеријата? LifePo4 батериите подлежат на многу карактеристики како што се пренапон, недоволно напон, струја на преполнување и празнење, термички бегство и нерамнотежа на напонот на батеријата. Еден од најважните фактори е нерамнотежата на ќелијата, која го менува напонот на секоја ќелија во пакетот со текот на времето, а со тоа брзо го намалува капацитетот на батеријата. Кога батерискиот пакет LifePo4 е дизајниран да користи повеќе ќелии во серија, важно е да се дизајнираат електричните карактеристики за постојано да се балансираат напоните на ќелиите. Ова не е само за перформансите на батерискиот пакет, туку и за оптимизирање на животниот циклус. Потребата за доктрина е дека балансирањето на батеријата се случува пред и по изградбата на батеријата и мора да се прави во текот на целиот животен циклус на батеријата за да се одржат оптималните перформанси на батеријата! Употребата на балансирање на батерии ни овозможува да дизајнираме батерии со поголем капацитет за апликации бидејќи балансирањето овозможува батеријата да постигне повисока состојба на полнење (SOC). Можете да замислите поврзување на многу единици LifePo4 Cell во серија како да влечете санки со многу кучиња од санки. Санките може да се влечат со максимална ефикасност само ако сите кучиња од санки работат со иста брзина. Со четири кучиња од санки, ако едното куче со санки трча бавно, тогаш и другите три кучиња од санки мора да ја намалат брзината, а со тоа да се намали ефикасноста, а ако едно куче од санки трча побрзо, на крајот ќе го влече товарот на другите три кучиња од санки и повредувајќи се. Затоа, кога повеќе LifePo4 ќелии се поврзани во серија, вредностите на напонот на сите ќелии треба да бидат еднакви за да се добие поефикасен LifePo4 батериски пакет. Номиналната батерија LifePo4 е оценета на само околу 3,2 V, но восистеми за складирање на енергија во домот, преносни напојувања, индустриски, телекомуникациски, електрични возила и апликации за микромрежа, ни треба многу повисок од номиналниот напон. Во последниве години, батериите за полнење LifePo4 одиграа клучна улога во батериите за напојување и системите за складирање енергија поради нивната мала тежина, висока густина на енергија, долг животен век, висок капацитет, брзо полнење, ниски нивоа на самопразнење и еколошка пријатност. Балансирањето на ќелиите осигурува дека напонот и капацитетот на секоја LifePo4 ќелија се на исто ниво, инаку, опсегот и животниот век на батерискиот пакет LiFePo4 ќе бидат значително намалени, а перформансите на батеријата ќе се намалат! Затоа, балансот на ќелиите LifePo4 е еден од најважните фактори за одредување на квалитетот на батеријата. За време на работата, ќе се појави мал јаз на напонот, но можеме да го задржиме во прифатлив опсег со помош на балансирање на ќелиите. За време на балансирањето, ќелиите со поголем капацитет се подложени на целосен циклус на полнење/празнење. Без балансирање на клетките, ќелијата со најбавен капацитет е слаба точка. Балансирањето на ќелиите е една од основните функции на BMS, заедно со следење на температурата, полнење и други функции кои помагаат да се максимизира животниот век на пакетот. Други причини за балансирање на батеријата: LifePo4 батеријата pcak нецелосно искористува енергија Апсорпцијата на поголема струја отколку што е дизајнирана батеријата или скратувањето на батеријата најверојатно ќе предизвика предвремено откажување на батеријата. Кога батеријата LifePo4 се празне, послабите ќелии ќе се испразнат побрзо од здравите ќелии и ќе го достигнат минималниот напон побрзо од другите ќелии. Кога ќелијата ќе достигне минимален напон, целата батерија исто така се исклучува од товарот. Ова резултира со неискористен капацитет на енергија од батериите. Деградација на клетките Кога ќелијата LifePo4 е пренаполнета дури и малку повеќе од нејзината предложена вредност, а исто така и животниот процес на ќелијата се намалува. Како пример, мало зголемување на напонот на полнење од 3,2V на 3,25V ќе ја расипе батеријата побрзо за 30%. Значи, ако балансирањето на ќелиите не е точно, исто така малото преполнување ќе го намали времето на траење на батеријата. Нецелосно полнење на мобилен пакет Батериите LifePo4 се наплаќаат со континуирана струја помеѓу 0,5 и исто така 1,0 стапки. Напонот на батеријата LifePo4 се зголемува како што полнењето продолжува да доаѓа до врвот кога целосно се наплатува, а потоа паѓа. Размислете за три ќелии со 85 Ah, 86 Ah и 87 Ah соодветно и 100 проценти SoC, а потоа сите ќелии се ослободуваат и нивниот SoC се намалува. Можете брзо да дознаете дека ќелијата 1 е првата што ќе остане без енергија, со оглед на тоа што има најниска способност. Кога ќе се стави напојување на пакувањата на ќелиите, а истото постоечко тече низ ќелиите, повторно, ќелијата 1 виси назад за време на полнењето и може да се земе предвид целосно наполнета бидејќи различните други две ќелии се целосно наполнети. Ова значи дека ќелиите 1 имаат намалена кулометриска ефикасност (CE) поради самозагревањето на ќелијата што резултира со нееднаквост на клетките. Термички бегство Најстрашната точка што може да се случи е термалното забегување. Како што разбирамелитиумски клеткисе многу чувствителни на преполнување, како и на прекумерно празнење. Во пакет од 4 ќелии, ако едната ќелија е 3,5 V, додека другата е 3,2 V, полнењето сигурно ќе ги наплати сите ќелии заедно бидејќи тие се во серија, а исто така ќе ја наплати ќелијата од 3,5 V на поголем од препорачаниот напон бидејќи различните На другите батерии сè уште им е потребно полнење. Ова води до термичко бегство кога цената на производството на внатрешна топлина ја надминува брзината со која може да се ослободи топлото. Ова предизвикува пакетот батерии LifePo4 да стане термички неконтролиран. Што предизвикува нерамнотежа на клетките во батериите? Сега разбираме зошто е неопходно да се одржуваат рамнотежа на сите ќелии во пакетот батерии. Сепак, за да го решиме проблемот соодветно, треба да знаеме зошто клетките добиваат неурамнотежени од прва рака. Како што беше кажано претходно, кога се создава пакет батерии со поставување на ќелиите во серија, се осигурува дека сите ќелии остануваат на истите нивоа на напон. Така, свежата батерија секогаш ќе има навистина избалансирани ќелии. Сепак, како што пакетот се става во употреба, клетките излегуваат од рамнотежа поради усогласеноста со факторите. Несовпаѓање на СПЦ Мерењето на СПЦ на ќелијата е комплицирано; оттука, многу е сложено да се измери SOC на специфични ќелии во батеријата. Оптималниот метод за усогласување на ќелиите треба да одговара на ќелиите од истиот SOC наместо со точно исти степени на напон (OCV). Но, бидејќи речиси не е можно ќелиите да се совпаѓаат само според напонски услови кога се прави пакет, варијантата во SOC може да резултира со модификација на OCV во догледно време. Варијанта на внатрешен отпор Исклучително е тешко да се најдат ќелии со ист внатрешен отпор (IR) и како што старее батеријата, IR на ќелијата дополнително се менува, како и затоа во пакетот батерии нема сите ќелии да имаат ист IR. Како што разбираме, IR ја зголемува внатрешната нечувствителност на ќелијата што го одредува тековниот проток низ ќелијата. Бидејќи IR е променета, струјата преку ќелијата, а исто така и нејзиниот напон исто така се разликува. Ниво на температура Способноста за наплата и ослободување на ќелијата зависи и од температурата околу неа. Во значителен пакет батерии, како што се електричните возила или соларните низи, ќелиите се распоредени на отпадна површина и може да има температурна разлика меѓу самиот пакет што создава една ќелија да се полни или празне побрзо од преостанатите ќелии што предизвикува нееднаквост. Од горенаведените фактори, јасно е дека не можеме да спречиме нерамнотежа на клетките во текот на целата процедура. Значи, единствениот лек е да се користи надворешен систем кој бара клетките повторно да се избалансираат откако ќе добијат неурамнотеженост. Овој систем се нарекува Систем за балансирање на батерии. Како да постигнете рамнотежа на батерискиот пакет LiFePo4? Систем за управување со батерии (BMS) Општо земено, батерискиот пакет LiFePo4 не може сам да постигне балансирање на батеријата, тоа може да се постигне сосистем за управување со батерии(BMS). Производителот на батериите ќе ја интегрира функцијата за балансирање на батеријата и други заштитни функции како што се заштита од напон, SOC индикатор, аларм/заштита од над температура итн. на оваа BMS плоча. Li-ion полнач за батерии со функција за балансирање Исто така познат како „балансен полнач за батерии“, полначот интегрира функција за рамнотежа за поддршка на различни батерии со различен број на жици (на пр. 1~6S). Дури и ако вашата батерија нема плочка BMS, можете да ја наполните вашата Li-ion батерија со овој полнач за батерии за да постигнете балансирање. Одбор за балансирање Кога користите балансиран полнач за батерии, мора да ги поврзете и полначот и вашата батерија на таблата за балансирање со избирање одреден приклучок од таблата за балансирање. Модул за заштитно коло (PCM) Плочката PCM е електронска плоча која е поврзана со батерискиот пакет LiFePo4 и нејзината главна функција е да ја заштити батеријата и корисникот од дефект. За да се обезбеди безбедно користење, батеријата LiFePo4 мора да работи под многу строги напонски параметри. Во зависност од производителот на батериите и хемијата, овој параметар на напон варира помеѓу 3,2 V по ќелија за испразнети батерии и 3,65 V по ќелија за батерии што се полнат. плочката PCM ги следи овие напонски параметри и ја исклучува батеријата од товарот или полначот доколку се надминат. Во случај на една батерија LiFePo4 или повеќе LiFePo4 батерии поврзани паралелно, ова лесно се постигнува бидејќи плочата PCM ги следи поединечните напони. Меѓутоа, кога повеќе батерии се поврзани во серија, плочката PCM мора да го следи напонот на секоја батерија. Видови на балансирање на батерии Развиени се различни алгоритми за балансирање на батериите за батерискиот пакет LiFePo4. Тој е поделен на пасивни и активни методи за балансирање на батериите врз основа на напонот на батеријата и SOC. Пасивно балансирање на батеријата Техниката за пасивно балансирање на батеријата го одделува вишокот на полнење од целосно напојуваната LiFePo4 батерија преку резистивни елементи и им дава на сите ќелии слично полнење со најниското полнење на батеријата LiFePo4. Оваа техника е посигурна и користи помалку компоненти, со што се намалува вкупната цена на системот. Сепак, технологијата ја намалува ефикасноста на системот бидејќи енергијата се троши во форма на топлина што генерира загуба на енергија. Затоа, оваа технологија е погодна за апликации со мала моќност. Активно балансирање на батеријата Активното балансирање на полнење е решение за предизвиците поврзани со батериите LiFePo4. Техниката за балансирање на активни ќелии го испушта полнењето од батеријата LiFePo4 со поголема енергија и ја пренесува на батеријата LiFePo4 со помала енергија. Во споредба со технологијата за пасивно балансирање на ќелиите, оваа техника заштедува енергија во модулот за батерија LiFePo4, со што се зголемува ефикасноста на системот и бара помалку време за да се балансира помеѓу ќелиите на батерискиот пакет LiFePo4, што овозможува поголеми струи на полнење. Дури и кога батерискиот пакет LiFePo4 е во мирување, дури и совршено усогласените батерии LiFePo4 губат полнење со различни стапки бидејќи стапката на самопразнење варира во зависност од температурниот градиент: зголемувањето на температурата на батеријата за 10°C веќе ја удвојува стапката на самопразнење . Сепак, активното балансирање на полнежот може да ги врати клетките во рамнотежа, дури и ако тие се во мирување. Сепак, оваа техника има сложени кола, што ја зголемува вкупната цена на системот. Затоа, активното балансирање на ќелиите е погодно за апликации со висока моќност. Постојат различни топологии на активни кола за балансирање класифицирани според компонентите за складирање енергија, како што се кондензатори, индуктори/трансформатори и електронски конвертори. Генерално, активниот систем за управување со батерии ја намалува вкупната цена на батерискиот пакет LiFePo4 бидејќи не бара преголеми димензии на ќелиите за да се компензира дисперзијата и нерамномерното стареење меѓу батериите LiFePo4. Активното управување со батеријата станува критично кога старите ќелии се заменуваат со нови ќелии и има значителни варијации во пакетот батерии LiFePo4. Бидејќи активните системи за управување со батерии овозможуваат инсталирање на ќелии со големи варијации на параметрите во батериите LiFePo4, приносот на производството се зголемува додека трошоците за гаранција и одржување се намалуваат. Затоа, активните системи за управување со батерии имаат корист од перформансите, доверливоста и безбедноста на батерискиот пакет, истовремено помагајќи да се намалат трошоците. Резимирајте За да се минимизираат ефектите од поместувањето на напонот на ќелијата, нерамнотежата мора правилно да се ублажи. Целта на секое решение за балансирање е да се овозможи батерискиот пакет LiFePo4 да работи на предвиденото ниво на перформанси и да го зголеми расположливиот капацитет. Балансирањето на батеријата не е важно само за подобрување на перформансите иживотниот циклус на батериите, исто така, додава безбедносен фактор во пакетот LiFePo4 батерии. Една од новите технологии за подобрување на безбедноста на батеријата и продолжување на животниот век на батеријата. Бидејќи новата технологија за балансирање на батериите ја следи количината на балансирање што е потребно за поединечни LiFePo4 ќелии, таа го продолжува животниот век на батерискиот пакет LiFePo4 и ја подобрува целокупната безбедност на батеријата.