Verím, že každý bol oboznámený s pojmom bunková rovnováha, hlavne preto, že súčasná konzistencia buniek nie je dostatočne dobrá a treba ju zlepšiť prostredníctvom rovnováhy. Rovnako ako vo svete, nemôžeme nájsť dva rovnaké listy a nemôžeme nájsť dve rovnaké bunky. Balance má v konečnom dôsledku za cieľ riešiť nedostatky batériových článkov a je prostriedkom kompenzácie. Nižšie je uvedený krátky úvod do pasívneho a aktívneho vyvažovania lítiových batérií:
01 Pasívna rovnováha
Pasívne vyvažovanie vo všeobecnosti vybíja batérie s vyšším napätím prostredníctvom odporového vybíjania, čím sa uvoľňuje elektrina vo forme tepla, aby sa získal dlhší čas nabíjania pre iné batérie. Takto je výkon celého systému obmedzený batériou s najmenšou kapacitou. Počas procesu nabíjania majú lítiové batérie vo všeobecnosti hodnotu ochranného napätia horného limitu nabíjania. Keď určitý reťazec batérií dosiahne túto hodnotu napätia, ochranná doska lítiovej batérie preruší nabíjací obvod a zastaví nabíjanie. Preto sú výhody pasívnej rovnováhy nízke náklady a jednoduchý dizajn obvodu; Nevýhodou je, že bilancia je založená na najnižšej zostávajúcej kapacite batérie, ktorá nedokáže zvýšiť kapacitu batérií s nízkou zvyškovou kapacitou a 100% vyváženého výkonu sa míňa vo forme tepla. Ochranné dosky lítiovej batérie majú vo všeobecnosti funkciu ochrany proti prebitiu, aby sa zabránilo prebitiu batérie.
Ako je znázornené na obrázku 2, počas procesu nabíjania sa druhá batéria najskôr nabije na hodnotu ochranného napätia, čím sa spustí ochranný mechanizmus ochrannej dosky lítiovej batérie a zastaví sa nabíjanie systému batérie, čo priamo vedie k nemožnosti úplného nabite prvú a tretiu batériu. Úplné nabitie celého systému je obmedzené druhou batériou, čo je strata systému. Aby sa zvýšil výkon batériového systému, ochranná doska lítiovej batérie vyváži batériu počas nabíjania. Ako je znázornené na obrázku 3, po vyváženom spustení ochranná doska lítiovej batérie vybije druhú batériu, čím sa oneskorí čas na dosiahnutie hodnoty ochranného napätia. Tým sa tiež predĺži čas nabíjania prvej a tretej batérie, čím sa zvýši celkový výkon systému batérií. Avšak 100 % vybitého výkonu batérie č. 2 sa premení na uvoľnenie tepla, čo má za následok značné plytvanie (odvádzanie tepla batérie č. 2 je stratou systému a tiež plytvaním energiou).
Ako je znázornené na obrázku 4, okrem vážneho vplyvu prebitia na batériu môže nadmerné vybitie spôsobiť aj vážne poškodenie batérie. Podobne má ochranná doska lítiovej batérie funkciu ochrany proti nadmernému vybitiu. Pri vybíjaní, keď napätie druhej batérie dosiahne hodnotu ochrany pred vybitím, spustí sa ochranný mechanizmus dosky na ochranu lítiovej batérie, čím sa zastaví vybíjanie systému, čo priamo spôsobí, že zostávajúca kapacita batérie prvej a tretej batérie nebude schopná prestať fungovať. plne využívaná. Po vyváženom spustení sa systém prebitia zlepší.
02 Aktívna rovnováha
Aktívne vyvažovanie sa dosahuje prenosom elektrickej energie, ktorý je vysoko účinný a má za následok minimálne straty. Rôzni výrobcovia majú rôzne metódy a vyvážený prúd sa pohybuje od 1 do 10A.
Pasívne vyvažovanie je vhodné pre aplikácie lítiových batérií s malou kapacitou a nízkym počtom reťazcov, zatiaľ čo aktívne vyvažovanie je vhodné pre aplikácie s lítiovými batériami s vysokým počtom reťazcov a veľkou kapacitou. Pre BMS je okrem vyvažovacej funkcie ešte dôležitejšia základná stratégia vyvažovania.
Ako je znázornené na obrázku 5, každých 6 reťazcov batérií tvorí skupinu a celkový výkon 6 reťazcov batérií sa prenáša na batériu s menšou kapacitou. Indukčné aktívne vyvažovanie je založené na fyzickej konverzii, integrácii výkonových spínačov a mikro tlmiviek. Používa obojsmernú metódu vyvažovania na vyváženie batérií prenosom náboja medzi susednými alebo susednými batériami a môže dosiahnuť vyváženie bez ohľadu na to, či je batéria vybitá, nabitá alebo statická. Účinnosť vyvažovania je až 92 %.
Pracovný princíp vybíjania a nabíjania je znázornený na obrázkoch 6 a 7, kde batéria 2 prenáša energiu na batérie 1 a 3. Efektívny prenos nabitia zaisťuje, že napätie troch batérií zostáva počas nabíjania vyrovnané, čo umožňuje úplné nabitie všetkých batérií. Ochranná doska lítiovej batérie môže tiež vyvážiť batériu počas vybíjania. Prvá a tretia batéria odovzdáva svoju energiu druhej batérii a napätie troch batérií sa neustále vybíja v rovnovážnom stave, takže je možné vyčerpať všetku energiu batérie.