Kif l-Ibbilanċjar taċ-Ċelluli jestendi l-Ħajja tal-Pakkett tal-Batterija LifePo4?

Meta apparati jeħtieġu fit-tul, prestazzjoni għoljaPakkett tal-batterija LifePo4, jeħtieġ li jibbilanċjaw kull ċellula. Għaliex il-pakkett tal-batterija LifePo4 jeħtieġ ibbilanċjar tal-batterija? Il-batteriji LifePo4 huma soġġetti għal ħafna karatteristiċi bħal vultaġġ żejjed, vultaġġ baxx, piż żejjed u kurrent ta 'skarika, runaway termali u żbilanċ fil-vultaġġ tal-batterija. Wieħed mill-aktar fatturi importanti huwa l-iżbilanċ taċ-ċelluli, li jibdel il-vultaġġ ta 'kull ċellula fil-pakkett maż-żmien, u b'hekk inaqqas malajr il-kapaċità tal-batterija. Meta l-pakkett tal-batterija LifePo4 ikun iddisinjat biex juża ċelluli multipli f'serje, huwa importanti li jiġu ddisinjati l-karatteristiċi elettriċi biex b'mod konsistenti jibbilanċjaw il-vultaġġi taċ-ċelluli. Dan mhux biss għall-prestazzjoni tal-pakkett tal-batterija, iżda wkoll biex jiġi ottimizzat iċ-ċiklu tal-ħajja. Il-ħtieġa għal duttrina hija li l-ibbilanċjar tal-batterija jseħħ qabel u wara li tinbena l-batterija u għandu jsir matul iċ-ċiklu tal-ħajja tal-batterija sabiex tinżamm l-aħjar prestazzjoni tal-batterija! L-użu tal-ibbilanċjar tal-batterija jippermettilna niddisinjaw batteriji b'kapaċità ogħla għall-applikazzjonijiet minħabba li l-ibbilanċjar jippermetti lill-batterija tikseb stat ogħla ta 'ċarġ (SOC). Tista 'timmaġina li tikkonnettja ħafna unitajiet LifePo4 Cell f'serje bħallikieku qed tiġbed slitta b'ħafna klieb sled. L-islitta tista' tinġibed biss b'effiċjenza massima jekk il-klieb tal-islitta kollha jkunu qed jaħdmu bl-istess veloċità. B'erba' klieb tal-islitta, jekk kelb tal-islitta wieħed imur bil-mod, allura t-tliet klieb tal-islitta l-oħra għandhom ukoll inaqqsu l-veloċità tagħhom, u b'hekk titnaqqas l-effiċjenza, u jekk kelb tal-islitta wieħed imur aktar malajr, jispiċċa jiġbed it-tagħbija tat-tliet klieb tal-islitta l-oħra u iweġġa’ lilu nnifsu. Għalhekk, meta ċelluli LifePo4 multipli huma konnessi f'serje, il-valuri tal-vultaġġ taċ-ċelloli kollha għandhom ikunu ugwali sabiex jinkiseb pakkett ta 'batteriji LifePo4 aktar effiċjenti. Il-batterija LifePo4 nominali hija stmata għal madwar 3.2V biss, iżda fisistemi tal-ħażna tal-enerġija fid-dar, provvisti ta 'enerġija portabbli, applikazzjonijiet industrijali, tat-telekomunikazzjoni, ta' vetturi elettriċi u mikrogrid, għandna bżonn ħafna ogħla mill-vultaġġ nominali. F'dawn l-aħħar snin, batteriji LifePo4 rikarikabbli kellhom rwol kritiku f'batteriji ta 'enerġija u sistemi ta' ħażna ta 'enerġija minħabba l-piż ħafif tagħhom, densità għolja ta' enerġija, ħajja twila, kapaċità għolja, iċċarġjar veloċi, livelli baxxi ta 'awto-skariku u ħbiberija ambjentali. L-ibbilanċjar taċ-ċelluli jiżgura li l-vultaġġ u l-kapaċità ta 'kull ċellula LifePo4 huma fl-istess livell, inkella, il-firxa u l-ħajja tal-pakkett tal-batterija LiFePo4 jitnaqqsu ħafna, u l-prestazzjoni tal-batterija tkun degradata! Għalhekk, il-bilanċ taċ-ċelluli LifePo4 huwa wieħed mill-aktar fatturi importanti fid-determinazzjoni tal-kwalità tal-batterija. Waqt it-tħaddim, se jseħħ ftit vojt fil-vultaġġ, iżda nistgħu nżommuh f'medda aċċettabbli permezz tal-ibbilanċjar taċ-ċelluli. Waqt l-ibbilanċjar, iċ-ċelloli ta 'kapaċità ogħla jgħaddu minn ċiklu sħiħ ta' ċarġ/skariku. Mingħajr ibbilanċjar taċ-ċelluli, iċ-ċellula bl-iktar kapaċità bil-mod hija punt dgħajjef. L-ibbilanċjar taċ-ċelluli huwa wieħed mill-funzjonijiet ewlenin tal-BMS, flimkien mal-monitoraġġ tat-temperatura, l-iċċarġjar u funzjonijiet oħra li jgħinu biex jimmassimizzaw il-ħajja tal-pakkett. Raġunijiet oħra għall-ibbilanċjar tal-batterija: LifePo4 batterija pcak użu mhux komplut tal-enerġija Assorbi aktar kurrent milli l-batterija hija ddisinjata għal jew shorting il-batterija huwa l-aktar probabbli li jikkawża falliment prematur tal-batterija. Meta pakkett ta 'batteriji LifePo4 ikun qed jarmi, ċelluli aktar dgħajfa se jarmi aktar malajr minn ċelloli b'saħħithom, u jilħqu vultaġġ minimu aktar malajr minn ċelloli oħra. Meta ċellola tilħaq vultaġġ minimu, il-pakkett kollu tal-batterija huwa wkoll skonnettjat mit-tagħbija. Dan jirriżulta f'kapaċità mhux użata ta 'enerġija tal-pakkett tal-batteriji. Degradazzjoni taċ-ċelluli Meta ċellula LifePo4 tiġi ċċarġjata żżejjed anke ftit aktar minn dak issuġġerit li jiswa l-effettività u wkoll il-proċess tal-ħajja taċ-ċellula jitnaqqas. Bħala eżempju żieda żgħira fil-vultaġġ tal-iċċarġjar minn 3.2V għal 3.25V tkisser il-batterija aktar malajr bi 30%. Allura jekk l-ibbilanċjar taċ-ċelluli ma jkunx preċiż ukoll iċċarġjar żejjed minuri se jnaqqas il-ħin tal-ħajja tal-batterija. Iċċarġjar inkomplet ta' Pakkett taċ-Ċelluli Il-batteriji LifePo4 huma fatturati b'kurrent kontinwu ta 'bejn 0.5 u wkoll rati ta' 1.0. Il-vultaġġ tal-batterija LifePo4 jogħla hekk kif l-iċċarġjar jipproċedi biex jasal għal ras meta jkun ikfatturat kompletament wara li konsegwentement jaqa '. Aħseb dwar tliet ċelluli b'85 Ah, 86 Ah, u 87 Ah rispettivament u 100 fil-mija SoC, u ċ-ċelloli kollha huma wara dak rilaxxati u wkoll is-SoC tagħhom jonqos. Tista' ssir taf malajr li ċ-ċellula 1 tispiċċa tkun l-ewwel li spiċċat mingħajr enerġija peress li għandha l-inqas kapaċità. Meta l-enerġija titpoġġa fuq il-pakketti taċ-ċelluli kif ukoll l-istess eżistenti qed jgħaddi miċ-ċelloli, għal darb'oħra, iċ-ċellula 1 tistrieħ lura matul l-iċċarġjar u tista 'tiġi kkunsidrata kompletament iċċarġjata peress li ż-żewġ ċelloli l-oħra varji huma kompletament iċċarġjati. Dan ifisser li ċ-ċelloli 1 għandhom Effettività Coulometrika (CE) mnaqqsa minħabba l-awto-tisħin taċ-ċellula li jirriżulta f'inugwaljanza taċ-ċelluli. Runaway Termali L-aktar punt orribbli li jista 'jseħħ huwa termali runaway. Kif nifhmuċelluli tal-litjuhuma sensittivi ħafna għall-iċċarġjar żejjed kif ukoll għall-ħatt żejjed. F'pakkett ta '4 ċelluli jekk ċellula waħda hija 3.5 V filwaqt li l-oħra varji huma 3.2 V il-ħlas ċertament se fatturazzjoni taċ-ċelloli kollha flimkien minħabba li huma f'serje u wkoll se bill-ċellola 3.5 V għal vultaġġ akbar minn dak rakkomandat minħabba li l-varji batteriji oħra għadhom jeħtieġu ċċarġjar. Dan iwassal għal runaway termali meta l-prezz tal-ġenerazzjoni tas-sħana ta 'ġewwa jaqbeż ir-rata li biha s-sħana tista' tiġi rilaxxata. Dan jikkawża li l-pakkett tal-batterija LifePo4 isir termalment mhux ikkontrollat. X'jikkawża l-iżbilanċ taċ-ċelluli fil-pakketti tal-batteriji? Issa nifhmu għaliex iż-żamma taċ-ċelloli kollha bilanċjati f'pakkett ta 'batteriji hija essenzjali. Madankollu biex nindirizzaw il-problema b'mod xieraq għandna nkunu nafu għaliex iċ-ċelloli jiksbu żbilanċjat l-ewwel. Kif qal qabel meta pakkett ta 'batteriji jinħoloq billi ċ-ċelloli jitpoġġew f'serje, jiġi żgurat li ċ-ċelloli kollha jibqgħu fl-istess livelli ta' vultaġġ. Allura pakkett ta 'batteriji frisk dejjem ikollu ċelloli attwalment bilanċjati. Iżda hekk kif il-pakkett jibda jintuża, iċ-ċelloli joħorġu mill-bilanċ minħabba l-konformità mal-fatturi. Diskrepanza SOC Il-kejl tas-SOC ta 'ċellula huwa kkumplikat; għalhekk huwa kkomplikat ħafna li titkejjel is-SOC ta 'ċelloli speċifiċi f'batterija. Metodu ottimali ta' armonizzazzjoni taċ-ċelluli għandu jaqbel maċ-ċelloli ta' l-istess SOC minflok ma' l-istess gradi eżatti ta' vultaġġ (OCV). Iżda peress li huwa kważi mhux possibbli li ċ-ċelloli jiġu mqabbla biss fuq termini ta 'vultaġġ meta jagħmlu pakkett, il-varjant f'SOC jista' jirriżulta f'modifika fl-OCV fiż-żmien dovut. Varjant tar-reżistenza ta 'ġewwa Huwa estremament diffiċli li ssib ċelloli ta 'l-istess reżistenza Interna (IR) u hekk kif il-batterija tixjieħ, l-IR taċ-ċellula addizzjonalment tinbidel kif ukoll f'pakkett ta' batteriji mhux iċ-ċelloli kollha se jkollhom l-istess IR. Kif nifhmu l-IR iżżid mal-insuxxettibilità ta 'ġewwa taċ-ċellula li tiddetermina l-fluss kurrenti minn ġo ċellola. Minħabba li l-IR huwa varjat il-kurrent permezz taċ-ċellula u wkoll il-vultaġġ tiegħu wkoll isir differenti. Livell tat-temperatura Il-kapaċità tal-kontijiet u tar-rilaxx taċ-ċellula tiddependi wkoll mit-temperatura ta' madwarha. F'pakkett ta 'batteriji sinifikanti bħal f'EVs jew matriċi solari, iċ-ċelloli huma mqassma fuq żona ta' skart u jista 'jkun hemm distinzjoni ta' temperatura fost il-pakkett innifsu li toħloq ċellula waħda biex tiċċarġja jew tiskarika aktar malajr miċ-ċelloli li jifdal li jikkawżaw inugwaljanza. Mill-fatturi ta 'hawn fuq, huwa ċar li ma nistgħux nipprevjenu li ċ-ċelloli jiġu żbilanċjati matul il-proċedura. Għalhekk, l-uniku rimedju huwa li tagħmel użu minn sistema esterna li teħtieġ li ċ-ċelloli jerġgħu jiġu bilanċjati wara li jkunu żbilanċjati. Din is-sistema tissejjaħ Battery Balancing System. Kif tikseb il-bilanċ tal-pakkett tal-batteriji LiFePo4? Sistema ta' Ġestjoni tal-Batterija (BMS) Ġeneralment il-pakkett tal-batterija LiFePo4 ma jistax jikseb ibbilanċjar tal-batterija waħdu, jista 'jinkiseb minnsistema ta 'ġestjoni tal-batterija(BMS). Il-manifattur tal-batterija se jintegra l-funzjoni tal-ibbilanċjar tal-batterija u funzjonijiet oħra ta 'protezzjoni bħal protezzjoni ta' vultaġġ fuq ħlas, indikatur SOC, allarm / protezzjoni ta 'temperatura żejda, eċċ fuq dan il-bord BMS. Ċarġer tal-batterija Li-ion b'funzjoni tal-ibbilanċjar Magħruf ukoll bħala "ċarġer tal-batterija tal-bilanċ", il-ċarġer jintegra funzjoni ta 'bilanċ biex jappoġġja batteriji differenti b'għadd ta' kordi differenti (eż. 1 ~ 6S). Anke jekk il-batterija tiegħek ma jkollhiex bord BMS, tista 'tiċċarġja l-batterija Li-ion tiegħek b'dan il-ċarġer tal-batterija biex tikseb ibbilanċjar. Bord tal-Ibbilanċjar Meta tuża ċarġer tal-batterija bilanċjat, trid ukoll tqabbad il-ċarġer u l-batterija tiegħek mal-bord tal-ibbilanċjar billi tagħżel sokit speċifiku mill-bord tal-ibbilanċjar. Modulu taċ-ċirkwit tal-protezzjoni (PCM) Il-bord PCM huwa bord elettroniku li huwa konness mal-pakkett tal-batterija LiFePo4 u l-funzjoni ewlenija tiegħu hija li tipproteġi l-batterija u l-utent minn ħsara. Biex jiġi żgurat użu sikur, il-batterija LiFePo4 għandha topera taħt parametri ta 'vultaġġ stretti ħafna. Skont il-manifattur u l-kimika tal-batterija, dan il-parametru tal-vultaġġ ivarja bejn 3.2 V għal kull ċellula għal batteriji skarikati u 3.65 V għal kull ċellula għal batteriji rikarikabbli. il-bord PCM jimmonitorja dawn il-parametri tal-vultaġġ u jiskonnettja l-batterija mit-tagħbija jew iċ-ċarġer jekk jinqabżu. Fil-każ ta 'batterija LiFePo4 waħda jew batteriji LiFePo4 multipli konnessi b'mod parallel, dan jitwettaq faċilment minħabba li l-bord PCM jimmonitorja l-vultaġġi individwali. Madankollu, meta batteriji multipli huma konnessi f'serje, il-bord PCM għandu jimmonitorja l-vultaġġ ta 'kull batterija. Tipi ta' Ibbilanċjar tal-Batterija Ġew żviluppati diversi algoritmi tal-ibbilanċjar tal-batterija għal pakkett ta 'batteriji LiFePo4. Huwa maqsum f'metodi passivi u attivi tal-ibbilanċjar tal-batterija bbażati fuq il-vultaġġ tal-batterija u SOC. Ibbilanċjar Passiv tal-Batterija It-teknika tal-ibbilanċjar tal-batterija passiva tissepara l-ħlas żejjed minn batterija LiFePo4 kompletament enerġizzata permezz ta 'elementi reżistenti u tagħti ċ-ċelloli kollha ħlas simili għall-inqas ħlas tal-batterija LiFePo4. Din it-teknika hija aktar affidabbli u tuża inqas komponenti, u b'hekk tnaqqas l-ispiża ġenerali tas-sistema. Madankollu, it-teknoloġija tnaqqas l-effiċjenza tas-sistema peress li l-enerġija tinħela fil-forma ta 'sħana li tiġġenera telf ta' enerġija. Għalhekk, din it-teknoloġija hija adattata għal applikazzjonijiet ta 'enerġija baxxa. Ibbilanċjar attiv tal-batterija L-ibbilanċjar attiv ta 'ċarġ huwa soluzzjoni għall-isfidi assoċjati mal-batteriji LiFePo4. It-teknika tal-ibbilanċjar taċ-ċelluli attiva tiskarika l-ħlas mill-batterija LiFePo4 ta 'enerġija ogħla u tittrasferiha għall-batterija LiFePo4 ta' enerġija aktar baxxa. Meta mqabbla mat-teknoloġija tal-ibbilanċjar taċ-ċelluli passivi, din it-teknika tiffranka l-enerġija fil-modulu tal-batterija LiFePo4, u b'hekk iżżid l-effiċjenza tas-sistema, u teħtieġ inqas ħin biex tibbilanċja bejn iċ-ċelloli tal-pakkett tal-batterija LiFePo4, li tippermetti kurrenti ta 'ċċarġjar ogħla. Anke meta l-pakkett ta 'batteriji LiFePo4 ikun mistrieħ, anke batteriji LiFePo4 imqabbla perfettament jitilfu l-ħlas b'rati differenti minħabba li r-rata ta' awto-kwittanza tvarja skond il-gradjent tat-temperatura: żieda ta '10 °C fit-temperatura tal-batterija diġà tirdoppja r-rata ta' awto-kwittanza . Madankollu, l-ibbilanċjar attiv ta 'ċarġ jista' jerġa 'jġib iċ-ċelloli għall-ekwilibriju, anke jekk ikunu mistrieħ. Madankollu, din it-teknika għandha ċirkwiti kumplessi, li jżidu l-ispiża ġenerali tas-sistema. Għalhekk, l-ibbilanċjar attiv taċ-ċelluli huwa adattat għal applikazzjonijiet ta 'qawwa għolja. Hemm diversi topoloġiji ta 'ċirkwit ta' bilanċjar attiv ikklassifikati skond il-komponenti tal-ħażna tal-enerġija, bħal capacitors, indutturi/trasformaturi, u konvertituri elettroniċi. B'mod ġenerali, is-sistema ta 'ġestjoni attiva tal-batterija tnaqqas l-ispiża ġenerali tal-pakkett tal-batterija LiFePo4 minħabba li ma teħtieġx qies żejjed taċ-ċelloli biex tikkumpensa għat-tixrid u tixjiħ irregolari fost il-batteriji LiFePo4. Il-ġestjoni attiva tal-batterija ssir kritika meta ċelloli qodma jiġu sostitwiti b'ċelloli ġodda u jkun hemm varjazzjoni sinifikanti fil-pakkett tal-batterija LiFePo4. Peress li s-sistemi attivi ta 'ġestjoni tal-batteriji jagħmluha possibbli li jiġu installati ċelloli b'varjazzjonijiet kbar ta' parametri fil-pakketti ta 'batteriji LiFePo4, ir-rendimenti tal-produzzjoni jiżdiedu filwaqt li l-ispejjeż tal-garanzija u l-manutenzjoni jonqsu. Għalhekk, is-sistemi attivi ta 'ġestjoni tal-batterija jibbenefikaw il-prestazzjoni, l-affidabbiltà u s-sikurezza tal-pakkett tal-batterija, filwaqt li jgħinu biex jitnaqqsu l-ispejjeż. Agħti fil-qosor Sabiex jiġu minimizzati l-effetti tad-drift tal-vultaġġ taċ-ċellula, l-iżbilanċi għandhom jiġu mmoderati kif suppost. L-għan ta 'kwalunkwe soluzzjoni ta' bilanċ huwa li tippermetti lill-pakkett ta 'batteriji LiFePo4 li jopera fil-livell maħsub ta' prestazzjoni tiegħu u li jestendi l-kapaċità disponibbli tiegħu. L-ibbilanċjar tal-batterija mhux biss importanti għat-titjib tal-prestazzjoni uċiklu tal-ħajja tal-batteriji, iżid ukoll fattur ta 'sikurezza mal-pakkett LiFePo4battery. Waħda mit-teknoloġiji emerġenti għat-titjib tas-sikurezza tal-batterija u l-estensjoni tal-ħajja tal-batterija. Peress li t-teknoloġija l-ġdida tal-ibbilanċjar tal-batterija ssegwi l-ammont ta 'ibbilanċjar meħtieġ għal ċelloli LiFePo4 individwali, testendi l-ħajja tal-pakkett tal-batterija LiFePo4 u ssaħħaħ is-sigurtà ġenerali tal-batterija.