Zakaj je uravnoteženje celic Lifepo4 pomembno?

Ko a paket litijevih baterij je zasnovan z uporabo več celic v seriji, je zelo pomembno, da oblikujete elektronske funkcije za stalno uravnoteženje napetosti celic.To ne velja samo za zmogljivost baterije, ampak tudi za optimalno življenjsko dobo.

Uporaba uravnoteženja celic nam omogoča, da oblikujemo baterijo z večjo kapaciteto za aplikacijo, saj uravnoteženje omogoča, da baterija doseže višjo stopnjo napolnjenosti (SOC).Številna podjetja se odločijo, da na začetku svoje zasnove ne bodo uporabljala uravnoteženja celic, da bi zmanjšala stroške, vendar brez naložbe v strojno in programsko opremo za uravnoteženje celic zasnova ne omogoča, da bi se SOC približal 100 odstotkom.

Pred izdelavo baterije je pomembno zagotoviti, da se vse celice LiFePO4 ujemajo in se ujemajo z oceno nezmožnosti, napetostjo in notranjim uporom – po izdelavi pa jih je treba tudi uravnotežiti.

Kaj je uravnovešanje celic?

Uravnoteženje celic je postopek izenačevanja napetosti in stanja napolnjenosti med celicami, ko so popolnoma napolnjene.Niti dve celici nista enaki.Vedno obstajajo majhne razlike v stanju napolnjenosti, stopnji samopraznjenja, kapaciteti, impedanci in temperaturnih značilnostih.To velja tudi, če gre za celice istega modela, istega proizvajalca in iste proizvodne serije.Proizvajalci bodo celice razvrstili po podobni napetosti, da se bodo čim bolj ujemale, vendar še vedno obstajajo rahle razlike v impedanci, kapaciteti in stopnji samopraznjenja posameznih celic, ki lahko sčasoma povzročijo razlike v napetosti.

Uravnoteženje celic LifePO4

Baterijski paketi LiFePO4 (ali kateri koli litijevi akumulatorski paketi) imajo vezje z uravnoteženim vezjem, modulom zaščitnega vezja (PCM) ali vezje za upravljanje baterije (BMS) plošča, ki nadzoruje baterijo in njene celice, preberite ta blog za več informacije o pametni zaščiti litijevega vezja .V bateriji z balansirnim vezjem vezje preprosto uravnoteži napetosti posameznih celic v bateriji s strojno opremo, ko se baterija približa 100 % SOC, industrijski standard za litij-železov fosfat je uravnoteženje nad napetostjo celice 3,6 voltov.V PCM ali BMS ravnotežje običajno vzdržuje tudi strojna oprema, vendar obstajajo dodatne zaščite ali zmožnosti upravljanja v vezju, ki ščiti baterijo, ki presega tisto, kar počne uravnoteženo vezje, kot je omejevanje toka polnjenja/praznjenja baterije.

Baterije SLA se ne spremljajo na enak način kot litijeve, zato niso uravnotežene na enak način.Baterija SLA je uravnotežena s polnjenjem baterije z nekoliko višjo napetostjo od običajne.Ker baterija nima notranjega nadzora, jo bo morala nadzorovati zunanja naprava, imenovana hidrometer, ali oseba, da se prepreči toplotni beg.To se ne izvede samodejno, ampak se običajno izvaja v urniku rednega vzdrževanja.

Uravnoteženje Celice LifePO4 Tehnike

Temeljna rešitev uravnoteženja celic izenači napetost in stanje napolnjenosti med celicami, ko so v popolnoma napolnjenem stanju.Uravnoteženje celic je običajno razvrščeno v dve vrsti:

Pasivno

● Aktivno

● Pasivno uravnoteženje celic

Metoda pasivnega uravnoteženja celic je nekoliko preprosta in enostavna.Izpraznite celice po disipativni obvodni poti.Ta obvod je lahko integriran ali zunanji v integriranem vezju (IC).Tak pristop je ugoden pri nizkocenovnih sistemskih aplikacijah.Dejstvo, da se 100 % odvečne energije iz celice z višjo energijo razprši kot toplota, naredi pasivno metodo manj zaželeno za uporabo med praznjenjem zaradi očitnega vpliva na čas delovanja baterije.

Aktivno uravnoteženje Celice LifePO4

Aktivno uravnoteženje celic, ki uporablja kapacitivno ali induktivno preklapljanje naboja za prenos naboja med baterijskimi celicami, je bistveno bolj učinkovito, ker se energija prenese tja, kjer je potrebna, namesto da bi bila odpuščena.Seveda je kompromis za to izboljšano učinkovitost potreba po dodatnih komponentah po višji ceni.

Zakaj je pravilno uravnoteženje celic potrebno za baterije

noter LiFePO4 baterije , takoj ko celica z najnižjo napetostjo doseže mejno napetost praznjenja, ki jo določi BMS ali PCM, bo izklopila celotno baterijo.Če so bile celice med praznjenjem neuravnotežene, lahko to pomeni, da imajo nekatere celice neporabljeno energijo in da baterija ni resnično »prazna«.Podobno, če celice med polnjenjem niso uravnotežene, bo polnjenje prekinjeno takoj, ko celica z najvišjo napetostjo doseže izklopno napetost, in vse celice LiFePO4 ne bodo popolnoma napolnjene, baterija pa ne bo bodisi.

Kaj je tako slabega na tem?Za začetek bo imela neuravnotežena baterija nižjo kapaciteto in višjo izklopno napetost na ravni baterije.Poleg tega bo nenehno polnjenje in praznjenje neuravnotežene baterije to sčasoma poslabšalo.Zaradi razmeroma linearnega profila praznjenja celic LiFePO4 je vedno bolj pomembno, da so vse celice usklajene in uravnotežene – večja kot je razlika med napetostmi celic, nižja je dosegljiva zmogljivost.

Teorija pravi, da se vse uravnotežene celice praznijo z enako hitrostjo in zato vsakič prekinejo z enako napetostjo.To ni vedno res, zato vezje za uravnoteženje (ali PCM/BMS) zagotavlja, da se po polnjenju celice baterije lahko popolnoma uravnotežijo, da se ohrani zasnova zmogljivosti baterije in postanejo popolnoma napolnjene.Pravilno vzdrževanje je ključnega pomena za polno življenjsko dobo vaše litijeve baterije, uravnoteženje celic pa je velik del tega.

Povzetek

Uravnoteženje celic ni pomembno le za izboljšanje delovanja in življenjskega cikla baterije, bateriji doda element varnosti.Ena od nastajajočih tehnologij za izboljšanje varnosti baterije in podaljšanje življenjske dobe baterije je napredno uravnoteženje celic.Ker nove tehnologije za uravnoteženje celic spremljajo količino uravnoteženja, ki ga potrebujejo posamezne celice, se uporabna življenjska doba baterijskih sklopov podaljša, splošna varnost baterije pa se poveča.

Če imate kakršna koli dodatna vprašanja o uravnoteženju celic, litijevih baterijah ali karkoli drugega, vas prosimo, da jih kontaktirate kontaktiraj nas .