Waarom is het balanceren van Lifepo4-cellen belangrijk？

Wanneer een lithium batterijpakket is ontworpen met behulp van meerdere cellen in serie, is het erg belangrijk om de elektronische kenmerken te ontwerpen om de celspanningen continu in evenwicht te houden.Dit is niet alleen voor de prestaties van het batterijpakket, maar ook voor optimale levenscycli.

Het gebruik van celbalancering stelt ons in staat om een ​​batterij met een grotere capaciteit voor een toepassing te ontwerpen, omdat balanceren de batterij in staat stelt een hogere laadtoestand (SOC) te bereiken.Veel bedrijven kiezen ervoor om aan het begin van hun ontwerp geen celbalancering te gebruiken om de kosten te drukken, maar zonder de investering in de celbalanceringshardware en -software staat het ontwerp niet toe dat de SOC 100 procent benadert.

Voordat de batterij wordt gebouwd, is het belangrijk om ervoor te zorgen dat alle LiFePO4-cellen op elkaar zijn afgestemd en niet geschikt zijn, wat betreft spanning en interne weerstand - en ze moeten ook na productie worden gebalanceerd.

Wat is celbalancering？

Celbalancering is het proces waarbij de spanningen en ladingstoestand tussen de cellen gelijk worden gemaakt wanneer ze volledig zijn opgeladen.Geen twee cellen zijn identiek.Er zijn altijd kleine verschillen in laadtoestand, zelfontladingssnelheid, capaciteit, impedantie en temperatuurkarakteristieken.Dit geldt zelfs als de cellen van hetzelfde model, dezelfde fabrikant en dezelfde productiepartij zijn.Fabrikanten zullen cellen sorteren op dezelfde spanning om zo goed mogelijk overeen te komen, maar er zijn nog steeds kleine variaties in de impedantie, capaciteit en zelfontladingssnelheid van de individuele cellen die uiteindelijk kunnen leiden tot een divergentie in spanning in de loop van de tijd.

LifePO4-cellen in balans brengen

LiFePO4-batterijpakketten (of andere lithiumbatterijpakketten) hebben een printplaat met een gebalanceerd circuit, een beschermende circuitmodule (PCM) of batterijbeheercircuit (BMS) bord dat de batterij en zijn cellen bewaakt lees deze blog voor meer informatie informatie over slimme lithiumcircuitbeveiliging .In een batterij met een balanceercircuit balanceert het circuit eenvoudigweg de spanningen van de individuele cellen in de batterij met hardware wanneer de batterij 100% SOC nadert. De industriestandaard voor lithiumijzerfosfaat is om te balanceren boven een celspanning van 3,6 volt.In een PCM of BMS wordt de balans meestal ook onderhouden door hardware, maar er zijn extra beveiligingen of beheermogelijkheden binnen het circuit die de batterij beschermen die verder gaan dan wat een gebalanceerd circuit doet, zoals het beperken van de laad- / ontlaadstroom van de batterij.

SLA-batterijpakketten worden niet op dezelfde manier bewaakt als lithium, dus ze zijn niet op dezelfde manier uitgebalanceerd.Een SLA-accu wordt in balans gebracht door de accu op te laden met een iets hogere spanning dan normaal.Aangezien de batterij geen interne bewaking heeft, moet deze worden gecontroleerd door een extern apparaat, een hydrometer of persoon genaamd, om thermische oververhitting te voorkomen.Dit gebeurt niet automatisch, maar wordt meestal uitgevoerd in een routineonderhoudsschema.

Balanceren LifePO4-cellen Technieken

De fundamentele oplossing van celbalancering zorgt ervoor dat de spanning en de ladingstoestand tussen de cellen gelijk worden wanneer ze zich in een volledig opgeladen toestand bevinden.Celbalancering wordt doorgaans onderverdeeld in twee typen:

Passief

● Actief

● Passieve celbalancering

De passieve celbalanceringsmethode is enigszins eenvoudig en ongecompliceerd.Ontlaad de cellen via een dissipatieve omleidingsroute.Deze bypass kan geïntegreerd zijn of extern aan de geïntegreerde schakeling (IC).Een dergelijke benadering is gunstig bij goedkope systeemtoepassingen.Het feit dat 100% van de overtollige energie van een cel met hogere energie wordt afgevoerd als warmte, maakt de passieve methode minder geschikt om te gebruiken tijdens het ontladen vanwege de overduidelijke invloed op de looptijd van de batterij.

Actief balanceren LifePO4-cellen

Actieve celbalancering, waarbij gebruik wordt gemaakt van capacitieve of inductieve ladingswisselingen om lading tussen batterijcellen over te dragen, is aanzienlijk efficiënter omdat energie wordt overgebracht naar waar het nodig is in plaats van te worden afgevoerd.De wisselwerking voor deze verbeterde efficiëntie is natuurlijk de behoefte aan extra componenten tegen hogere kosten.

Waarom een ​​goede celbalans nodig is voor batterijpakketten

In LiFePO4-batterijen , zodra de cel met de laagste spanning de door de BMS of PCM afgesneden ontladingsspanning bereikt, wordt de hele batterij uitgeschakeld.Als de cellen tijdens het ontladen uit balans waren, kan dit betekenen dat sommige cellen ongebruikte energie hebben en dat de batterij niet echt "leeg" is.Evenzo, als de cellen tijdens het opladen niet in balans zijn, wordt het opladen onderbroken zodra de cel met de hoogste spanning de uitschakelspanning bereikt, en niet alle LiFePO4-cellen volledig zijn opgeladen en de batterij niet of.

Wat is daar zo erg aan?Om te beginnen heeft een ongebalanceerde accu een lagere capaciteit en een hogere uitschakelspanning op accuniveau.Bovendien zal het continu opladen en ontladen van een ongebalanceerde batterij dit na verloop van tijd verergeren.Door het relatief lineaire ontladingsprofiel van LiFePO4-cellen wordt het steeds belangrijker dat alle cellen op elkaar zijn afgestemd en in balans zijn – hoe groter het verschil tussen de celspanningen, hoe lager de verkrijgbare capaciteit.

De theorie is dat gebalanceerde cellen allemaal met dezelfde snelheid worden ontladen en daarom elke keer met dezelfde spanning worden uitgeschakeld.Dit is niet altijd waar, dus het hebben van een balanceercircuit (of PCM/BMS) zorgt ervoor dat de batterijcellen tijdens het opladen volledig kunnen worden gebalanceerd om de ontwerpcapaciteit van de batterij te behouden en volledig opgeladen te worden.Goed onderhoud is essentieel om de volledige levensduur van uw lithiumbatterij te halen, en celbalancering is daar een belangrijk onderdeel van.

Overzicht

Celbalancering is niet alleen belangrijk voor het verbeteren van de prestaties en levenscycli van de batterij, het voegt ook een veiligheidselement toe aan de batterij.Een van de opkomende technologieën om de batterijveiligheid te verbeteren en de levensduur van de batterij te verlengen, is geavanceerde celbalancering.Aangezien nieuwe celbalanceringstechnologieën de hoeveelheid balancering bijhouden die individuele cellen nodig hebben, wordt de bruikbare levensduur van batterijpakketten verlengd en wordt de algehele batterijveiligheid verbeterd.

Als je nog vragen hebt over celbalancering, lithiumbatterijen of iets anders, neem dan gerust contact met ons op Neem contact met ons op .