Litium batareya paketləri texniki xidmət tələb etməyən mühərriklər kimidir; aBMSbalanslaşdırma funksiyası olmadan sadəcə məlumat toplayan bir sistemdir və idarəetmə sistemi hesab edilə bilməz. Həm aktiv, həm də passiv balanslaşdırma batareya paketindəki uyğunsuzluqları aradan qaldırmağı hədəfləyir, lakin onların tətbiq prinsipləri kökündən fərqlidir.
Aydınlıq üçün qeyd edək ki, bu məqalədə BMS tərəfindən alqoritmlər vasitəsilə başlanan balanslaşdırma aktiv balanslaşdırma, enerjini yaymaq üçün rezistorlardan istifadə edən balanslaşdırma isə passiv balanslaşdırma adlanır. Aktiv balanslaşdırma enerji ötürülməsini, passiv balanslaşdırma isə enerjinin dağılmasını əhatə edir.
Əsas Batareya Paketi Dizayn Prinsipləri
- İlk element tam doldurulduqda şarj dayandırılmalıdır.
- İlk element tükəndikdə boşalma başa çatmalıdır.
- Zəif hüceyrələr daha güclü hüceyrələrdən daha sürətli yaşlanır.
- -Ən zəif yükə malik element nəticədə batareya paketini məhdudlaşdıracaq'istifadə edilə bilən tutum (ən zəif halqa).
- Batareya paketindəki sistem temperatur qradiyenti daha yüksək orta temperaturda işləyən elementləri daha zəif edir.
- Balanslaşdırma aparılmadan, ən zəif və ən güclü elementlər arasındakı gərginlik fərqi hər doldurma və boşalma dövrü ilə artır. Nəticədə, bir element maksimum gərginliyə, digəri isə minimum gərginliyə yaxınlaşacaq və bu da batareyanın doldurma və boşaltma imkanlarına mane olacaq.
Zamanla hüceyrələrin uyğunsuzluğu və quraşdırmadan temperatur şəraitinin dəyişməsi səbəbindən hüceyrələrin balanslaşdırılması vacibdir.
Litium-ion batareyaları əsasən iki növ uyğunsuzluqla qarşılaşır: şarj uyğunsuzluğu və tutum uyğunsuzluğu. Şarj uyğunsuzluğu eyni tutumlu elementlərin yükü tədricən fərqləndikdə baş verir. Tutum uyğunsuzluğu fərqli ilkin tutumlu elementlər birlikdə istifadə edildikdə baş verir. Elementlər, oxşar istehsal prosesləri ilə təxminən eyni vaxtda istehsal olunarsa, ümumiyyətlə yaxşı uyğunlaşsa da, mənbələri bilinməyən və ya əhəmiyyətli istehsal fərqləri olan elementlərdən uyğunsuzluqlar yarana bilər.
Aktiv Balanslaşdırma və Passiv Balanslaşdırma
1. Məqsəd
Batareya paketləri eyni olma ehtimalı az olan bir çox ardıcıl bağlı elementlərdən ibarətdir. Balanslaşdırma element gərginliyindən sapmaların gözlənilən diapazonlarda saxlanılmasını, ümumi istifadə rahatlığını və idarəolunanlığı qorumasını, bununla da zədələnmənin qarşısını almasını və batareyanın ömrünü uzatmasını təmin edir.
2. Dizayn Müqayisəsi
- Passiv Balanslaşdırma: Adətən, rezistorlardan istifadə edərək daha yüksək gərginlikli elementləri boşaldır və artıq enerjini istiliyə çevirir. Bu üsul digər elementlərin doldurma müddətini uzadır, lakin daha aşağı səmərəliliyə malikdir.
- Aktiv Balanslaşdırma: Şarj və boşalma dövrləri zamanı elementlər daxilində yükü yenidən paylayan, doldurma müddətini azaldan və boşalma müddətini uzadan mürəkkəb bir texnika. Ümumiyyətlə, boşalma zamanı aşağı balanslaşdırma strategiyalarından və doldurma zamanı yuxarı balanslaşdırma strategiyalarından istifadə edir.
- Müsbət və mənfi cəhətlərin müqayisəsi: Passiv balanslaşdırma daha sadə və daha ucuzdur, lakin daha az səmərəlidir, çünki enerjini istilik kimi israf edir və daha yavaş balanslaşdırma təsirlərinə malikdir. Aktiv balanslaşdırma daha səmərəlidir, hüceyrələr arasında enerji ötürülməsi təmin edilir ki, bu da ümumi istifadə səmərəliliyini artırır və balansı daha tez əldə edir. Bununla belə, bu, mürəkkəb strukturlar və daha yüksək xərclərlə bağlıdır və bu sistemlərin xüsusi IC-lərə inteqrasiyasında çətinliklər yaranır.
Nəticə
BMS konsepsiyası əvvəlcə xaricdə hazırlanmış və erkən IC dizaynları gərginlik və temperaturun aşkarlanmasına yönəlmişdir. Daha sonra balanslaşdırma konsepsiyası təqdim edilmiş və əvvəlcə IC-lərə inteqrasiya olunmuş rezistiv boşaltma metodlarından istifadə edilmişdir. Bu yanaşma hazırda geniş yayılmışdır və TI, MAXIM və LINEAR kimi şirkətlər bu cür çiplər istehsal edir, bəziləri isə çiplərə keçid drayverlərini inteqrasiya edir.
Passiv balanslaşdırma prinsipləri və diaqramlarından, batareya bloku barellə müqayisə edildikdə, elementlər çubuqlar kimidir. Daha yüksək enerjiyə malik elementlər uzun lövhələr, daha aşağı enerjiyə malik elementlər isə qısa lövhələrdir. Passiv balanslaşdırma yalnız uzun lövhələri "qısaldır" və bu da enerji itkisinə və səmərəsizliyə səbəb olur. Bu metodun məhdudiyyətləri var, o cümlədən böyük tutumlu batareyalarda əhəmiyyətli istilik yayılması və yavaş balanslaşdırma effektləri.
Aktiv balanslaşdırma, əksinə, "qısa lövhələri doldurur", enerjini daha yüksək enerjili elementlərdən daha aşağı enerjili elementlərə ötürür və nəticədə daha yüksək səmərəlilik və daha sürətli balans əldə edilir. Bununla belə, bu, mürəkkəblik və xərc problemləri yaradır, keçid matrislərinin dizaynında və sürücülərin idarə olunmasında çətinliklər yaradır.
Kompromislər nəzərə alınmaqla, passiv balanslaşdırma yaxşı tutarlılığa malik hüceyrələr üçün uyğun ola bilər, aktiv balanslaşdırma isə daha böyük uyğunsuzluqlara malik hüceyrələr üçün daha üstündür.
Yazı vaxtı: 27 Avqust 2024
