Apabila peranti memerlukan yang tahan lama, berprestasi tinggiPek bateri LifePo4, mereka perlu mengimbangi setiap sel. 
Mengapa pek bateri LifePo4 memerlukan pengimbangan bateri？ Bateri LifePo4 tertakluk kepada banyak ciri seperti lebihan voltan, undervoltage, lebihan cas dan arus nyahcas, pelarian haba dan ketidakseimbangan voltan bateri. Salah satu faktor yang paling penting ialah ketidakseimbangan sel, yang mengubah voltan setiap sel dalam pek dari semasa ke semasa, dengan itu mengurangkan kapasiti bateri dengan cepat. Apabila pek bateri LifePo4 direka bentuk untuk menggunakan berbilang sel secara bersiri, adalah penting untuk mereka bentuk ciri elektrik untuk mengimbangi voltan sel secara konsisten. Ini bukan sahaja untuk prestasi pek bateri, tetapi juga untuk mengoptimumkan kitaran hayat. Keperluan untuk doktrin ialah pengimbangan bateri berlaku sebelum dan selepas bateri dibina dan mesti dilakukan sepanjang kitaran hayat bateri untuk mengekalkan prestasi bateri yang optimum! Penggunaan pengimbangan bateri membolehkan kami mereka bentuk bateri dengan kapasiti yang lebih tinggi untuk aplikasi kerana pengimbangan membolehkan bateri mencapai keadaan pengecasan (SOC) yang lebih tinggi. Anda boleh bayangkan menyambungkan banyak unit Sel LifePo4 secara bersiri seolah-olah anda sedang menarik kereta luncur dengan banyak anjing kereta luncur. Kereta luncur hanya boleh ditarik dengan kecekapan maksimum jika semua anjing kereta luncur berjalan pada kelajuan yang sama. Dengan empat anjing kereta luncur, jika seekor anjing kereta luncur berjalan perlahan, maka tiga anjing kereta luncur yang lain juga mesti mengurangkan kelajuannya, sekali gus mengurangkan kecekapan, dan jika seekor anjing kereta luncur berlari lebih pantas, ia akan menarik beban tiga anjing kereta luncur yang lain dan mencederakan diri sendiri. Oleh itu, apabila berbilang sel LifePo4 disambung secara bersiri, nilai voltan semua sel hendaklah sama untuk mendapatkan pek bateri LifePo4 yang lebih cekap. 
Bateri LifePo4 nominal hanya dinilai pada kira-kira 3.2V, tetapi dalamsistem simpanan tenaga rumah, bekalan kuasa mudah alih, perindustrian, telekom, kenderaan elektrik dan aplikasi microgrid, kami memerlukan lebih tinggi daripada voltan nominal. Dalam tahun-tahun kebelakangan ini, bateri LifePo4 boleh dicas semula telah memainkan peranan penting dalam bateri kuasa dan sistem penyimpanan tenaga kerana beratnya yang ringan, ketumpatan tenaga yang tinggi, jangka hayat yang panjang, kapasiti tinggi, pengecasan pantas, tahap nyahcas diri yang rendah dan mesra alam sekitar. Pengimbangan sel memastikan voltan dan kapasiti setiap sel LifePo4 berada pada tahap yang sama, jika tidak, julat dan jangka hayat pek bateri LiFePo4 akan dikurangkan dengan banyak, dan prestasi bateri akan menurun! Oleh itu, keseimbangan sel LifePo4 adalah salah satu faktor terpenting dalam menentukan kualiti bateri. Semasa operasi, sedikit jurang voltan akan berlaku, tetapi kita boleh mengekalkannya dalam julat yang boleh diterima melalui pengimbangan sel. Semasa pengimbangan, sel kapasiti yang lebih tinggi menjalani kitaran cas/nyahcas penuh. Tanpa pengimbangan sel, sel dengan kapasiti paling perlahan adalah titik lemah. Pengimbangan sel ialah salah satu fungsi teras BMS, bersama-sama dengan pemantauan suhu, pengecasan dan fungsi lain yang membantu memaksimumkan hayat pek. Sebab lain untuk mengimbangi bateri: LifePo4 bateri pcak penggunaan tenaga tidak lengkap Menyerap lebih banyak arus daripada bateri yang direka untuk atau memendekkan bateri berkemungkinan besar menyebabkan kegagalan bateri pramatang. Apabila pek bateri LifePo4 sedang dinyahcas, sel yang lebih lemah akan dinyahcas lebih cepat daripada sel yang sihat, dan ia akan mencapai voltan minimum lebih cepat daripada sel lain. Apabila sel mencapai voltan minimum, keseluruhan pek bateri juga diputuskan daripada beban. Ini mengakibatkan kapasiti tenaga pek bateri yang tidak digunakan. Degradasi sel Apabila sel LifePo4 dikenakan caj berlebihan walaupun sedikit melebihi yang dicadangkan, keberkesanannya dan juga proses hayat sel akan berkurangan. Sebagai contoh, peningkatan kecil dalam voltan pengecasan daripada 3.2V kepada 3.25V akan memecahkan bateri dengan lebih cepat sebanyak 30%. Jadi jika pengimbangan sel tidak tepat juga pengecasan berlebihan kecil akan mengurangkan masa hayat bateri. Pengecasan Tidak Lengkap Pek Sel Bateri LifePo4 dibilkan pada arus berterusan antara 0.5 dan juga kadar 1.0. Voltan bateri LifePo4 meningkat apabila pengecasan semakin berkurangan apabila dibilkan sepenuhnya selepas itu akibatnya jatuh. Fikirkan tentang tiga sel dengan 85 Ah, 86 Ah, dan 87 Ah masing-masing dan 100 peratus SoC, dan semua sel selepas itu dikeluarkan dan juga SoCnya berkurangan. Anda boleh mengetahui dengan pantas bahawa sel 1 akhirnya menjadi yang pertama kehabisan tenaga memandangkan ia mempunyai keupayaan yang paling rendah. Apabila kuasa diletakkan pada pek sel serta pek sel yang sedia ada yang sama mengalir melalui sel, sekali lagi, sel 1 akan digantung semula sepanjang pengecasan dan mungkin diambil kira dicas sepenuhnya kerana pelbagai dua sel lain telah dicas sepenuhnya. Ini bermakna sel 1 mempunyai Keberkesanan Coulometrik (CE) yang berkurangan disebabkan oleh pemanasan sendiri sel yang mengakibatkan ketidaksamaan sel. Larian Terma Titik paling mengerikan yang boleh berlaku ialah pelarian haba. Seperti yang kita fahamsel litiumsangat sensitif terhadap pengecasan yang berlebihan dan juga pelepasan yang berlebihan. Dalam pek 4 sel jika satu sel adalah 3.5 V manakala pelbagai yang lain adalah 3.2 V, cas pasti akan mengebil semua sel bersama-sama kerana ia adalah dalam siri dan juga ia akan mengebilkan sel 3.5 V kepada voltan yang lebih besar daripada yang disyorkan kerana pelbagai bateri lain masih memerlukan pengecasan. Ini membawa kepada pelarian haba apabila harga penjanaan haba dalaman melebihi kadar pemanasan boleh dilepaskan. Ini menyebabkan pek bateri LifePo4 menjadi haba tidak terkawal. Apakah yang mencetuskan ketidakseimbangan Sel dalam pek bateri? Sekarang kita faham mengapa memastikan semua sel seimbang dalam pek bateri adalah penting. Namun untuk menangani masalah itu dengan sewajarnya kita harus tahu mengapa sel-sel mendapat tangan pertama yang tidak seimbang. Seperti yang diberitahu sebelum ini apabila pek bateri dicipta dengan meletakkan sel secara bersiri, ia memastikan semua sel kekal dalam tahap voltan yang sama. Jadi pek bateri yang baru akan sentiasa mempunyai sel yang sebenarnya seimbang. Namun apabila pek digunakan, sel menjadi tidak seimbang kerana faktor pematuhan. Percanggahan SOC Mengukur SOC sel adalah rumit; maka adalah sangat rumit untuk mengukur SOC sel tertentu dalam bateri. Kaedah penyelarasan sel yang optimum harus sepadan dengan sel SOC yang sama dan bukannya darjah voltan (OCV) yang sama. Tetapi oleh kerana hampir tidak mungkin sel dipadankan hanya pada terma voltan semasa membuat pek, varian dalam SOC boleh mengakibatkan pengubahsuaian dalam OCV dalam masa terdekat. Varian rintangan dalaman Adalah amat sukar untuk mencari sel-sel yang mempunyai rintangan Dalaman (IR) yang sama dan apabila usia bateri, IR sel juga akan diubah dan oleh itu dalam pek bateri tidak semua sel akan mempunyai IR yang sama. Seperti yang kita fahami IR menambah kepada ketidakpekaan dalaman sel yang menentukan penstriman semasa melalui sel. Kerana IR diubah arus melalui sel dan juga voltannya juga menjadi berbeza. Tahap suhu Keupayaan pengebilan dan pelepasan sel juga bergantung pada suhu di sekelilingnya. Dalam pek bateri yang ketara seperti dalam EV atau tatasusunan suria, sel-sel diedarkan di kawasan buangan dan mungkin terdapat perbezaan suhu antara pek itu sendiri yang mewujudkan satu sel untuk mengecas atau menyahcas lebih cepat daripada sel yang tinggal menyebabkan ketidaksamaan. Daripada faktor-faktor di atas, jelas bahawa kita tidak boleh menghalang sel daripada menjadi tidak seimbang sepanjang prosedur. Jadi, satu-satunya cara adalah dengan menggunakan sistem luaran yang memerlukan sel-sel untuk menjadi seimbang sekali lagi selepas ia tidak seimbang. Sistem ini dipanggil Sistem Pengimbangan Bateri. 
Bagaimana untuk mencapai keseimbangan pek bateri LiFePo4? Sistem Pengurusan Bateri (BMS) Secara amnya pek bateri LiFePo4 tidak boleh mencapai pengimbangan bateri dengan sendirinya, ia boleh dicapai dengansistem pengurusan bateri(BMS). Pengilang bateri akan menyepadukan fungsi pengimbangan bateri dan fungsi perlindungan lain seperti perlindungan cas atas voltan, penunjuk SOC, penggera/perlindungan lebih suhu, dsb. pada papan BMS ini. Pengecas bateri Li-ion dengan fungsi pengimbangan Juga dikenali sebagai "pengecas bateri imbangan", pengecas menyepadukan fungsi imbangan untuk menyokong bateri yang berbeza dengan kiraan rentetan yang berbeza (cth 1~6S). Walaupun bateri anda tidak mempunyai papan BMS, anda boleh mengecas bateri Li-ion anda dengan pengecas bateri ini untuk mencapai pengimbangan. Papan Pengimbangan Apabila anda menggunakan pengecas bateri seimbang, anda juga mesti menyambungkan pengecas dan bateri anda ke papan pengimbangan dengan memilih soket tertentu daripada papan pengimbangan. Modul Litar Perlindungan (PCM) Papan PCM ialah papan elektronik yang disambungkan kepada pek bateri LiFePo4 dan fungsi utamanya adalah untuk melindungi bateri dan pengguna daripada kerosakan. Untuk memastikan penggunaan yang selamat, bateri LiFePo4 mesti beroperasi di bawah parameter voltan yang sangat ketat. Bergantung pada pengeluar bateri dan kimia, parameter voltan ini berbeza antara 3.2 V setiap sel untuk bateri yang dinyahcas dan 3.65 V setiap sel untuk bateri boleh dicas semula. papan PCM memantau parameter voltan ini dan memutuskan sambungan bateri daripada beban atau pengecas jika ia melebihi. Dalam kes bateri LiFePo4 tunggal atau beberapa bateri LiFePo4 yang disambungkan secara selari, ini mudah dicapai kerana papan PCM memantau voltan individu. Walau bagaimanapun, apabila beberapa bateri disambungkan secara bersiri, papan PCM mesti memantau voltan setiap bateri. Jenis Pengimbangan Bateri Pelbagai algoritma pengimbangan bateri telah dibangunkan untuk pek bateri LiFePo4. Ia dibahagikan kepada kaedah pengimbangan bateri pasif dan aktif berdasarkan voltan bateri dan SOC. 
Pengimbangan Bateri Pasif Teknik pengimbangan bateri pasif memisahkan lebihan cas daripada bateri LiFePo4 yang bertenaga sepenuhnya melalui elemen perintang dan memberikan semua sel cas yang serupa dengan cas bateri LiFePo4 terendah. Teknik ini lebih dipercayai dan menggunakan lebih sedikit komponen, sekali gus mengurangkan kos keseluruhan sistem. Bagaimanapun, teknologi tersebut mengurangkan kecekapan sistem kerana tenaga dilesapkan dalam bentuk haba yang menjana kehilangan tenaga. Oleh itu, teknologi ini sesuai untuk aplikasi kuasa rendah. 
Pengimbangan bateri aktif Pengimbangan cas aktif ialah penyelesaian kepada cabaran yang berkaitan dengan bateri LiFePo4. Teknik pengimbangan sel aktif mengeluarkan cas daripada bateri LiFePo4 tenaga yang lebih tinggi dan memindahkannya ke bateri LiFePo4 tenaga yang lebih rendah. Berbanding dengan teknologi pengimbangan sel pasif, teknik ini menjimatkan tenaga dalam modul bateri LiFePo4, sekali gus meningkatkan kecekapan sistem, dan memerlukan lebih sedikit masa untuk mengimbangi antara sel pek bateri LiFePo4, membolehkan arus pengecasan yang lebih tinggi. Walaupun semasa pek bateri LiFePo4 dalam keadaan rehat, bateri LiFePo4 yang dipadankan dengan sempurna pun kehilangan cas pada kadar yang berbeza kerana kadar nyahcas sendiri berbeza-beza bergantung pada kecerunan suhu: peningkatan 10°C dalam suhu bateri sudah menggandakan kadar nyahcas sendiri. . Walau bagaimanapun, pengimbangan cas aktif boleh memulihkan sel kepada keseimbangan, walaupun mereka dalam keadaan rehat. Walau bagaimanapun, teknik ini mempunyai litar yang kompleks, yang meningkatkan kos keseluruhan sistem. Oleh itu, pengimbangan sel aktif sesuai untuk aplikasi kuasa tinggi. Terdapat pelbagai topologi litar pengimbangan aktif yang dikelaskan mengikut komponen penyimpanan tenaga, seperti kapasitor, induktor/pengubah, dan penukar elektronik. Secara keseluruhannya, sistem pengurusan bateri aktif mengurangkan kos keseluruhan pek bateri LiFePo4 kerana ia tidak memerlukan saiz sel yang terlalu besar untuk mengimbangi penyebaran dan penuaan yang tidak sekata antara bateri LiFePo4. Pengurusan bateri aktif menjadi kritikal apabila sel lama digantikan dengan sel baharu dan terdapat variasi ketara dalam pek bateri LiFePo4. Memandangkan sistem pengurusan bateri yang aktif memungkinkan untuk memasang sel dengan variasi parameter yang besar dalam pek bateri LiFePo4, hasil pengeluaran meningkat manakala kos jaminan dan penyelenggaraan berkurangan. Oleh itu, sistem pengurusan bateri aktif memberi manfaat kepada prestasi, kebolehpercayaan dan keselamatan pek bateri, sambil membantu mengurangkan kos. ringkaskan Untuk meminimumkan kesan hanyut voltan sel, ketidakseimbangan mesti disederhanakan dengan betul. Matlamat mana-mana penyelesaian pengimbangan adalah untuk membolehkan pek bateri LiFePo4 beroperasi pada tahap prestasi yang dimaksudkan dan untuk melanjutkan kapasiti yang tersedia. Pengimbangan bateri bukan sahaja penting untuk meningkatkan prestasi dankitaran hayat bateri, ia juga menambah faktor keselamatan pada pek bateri LiFePo4. Salah satu teknologi baru muncul untuk meningkatkan keselamatan bateri dan memanjangkan hayat bateri. Memandangkan teknologi pengimbangan bateri baharu menjejaki jumlah pengimbangan yang diperlukan untuk sel LiFePo4 individu, ia memanjangkan hayat pek bateri LiFePo4 dan meningkatkan keselamatan bateri secara keseluruhan.
Masa siaran: Mei-08-2024