Les batteries au lithium sont comme des moteurs qui manquent de maintenance; unBmsSans fonction d'équilibrage n'est qu'un collecteur de données et ne peut être considéré comme un système de gestion. L'équilibrage actif et passif vise à éliminer les incohérences au sein d'une batterie, mais leurs principes de mise en œuvre sont fondamentalement différents.
Pour plus de clarté, cet article définit l'équilibrage initié par le BMS à travers des algorithmes comme un équilibre actif, tandis que l'équilibrage qui utilise des résistances pour dissiper l'énergie est appelé équilibrage passif. L'équilibrage actif implique un transfert d'énergie, tandis que l'équilibrage passif implique la dissipation d'énergie.
Principes de conception de la batterie de base
- La charge doit s'arrêter lorsque la première cellule est complètement chargée.
- La décharge doit se terminer lorsque la première cellule est épuisée.
- Les cellules plus faibles vieillissent plus rapidement que les cellules plus fortes.
- -sa cellule avec la charge la plus faible limitera finalement la batterie'S Capacité utilisable (le maillon le plus faible).
- Le gradient de température du système à l'intérieur de la batterie rend les cellules fonctionnant à des températures moyennes plus faibles plus faibles.
- Sans équilibrage, la différence de tension entre les cellules les plus faibles et les plus fortes augmente avec chaque cycle de charge et de décharge. Finalement, une cellule abordera la tension maximale tandis qu'une autre approche une tension minimale, empêchant les capacités de charge et de décharge du pack.
En raison de l'inadéquation des cellules au fil du temps et des conditions de température variables de l'installation, l'équilibrage des cellules est essentiel.
Les batteries au lithium-ion sont principalement confrontées à deux types de décalage: l'inadéquation de charge et l'inadéquation des capacités. L'inadéquation de charge se produit lorsque les cellules de la même capacité diffèrent progressivement en charge. L'inadéquation de la capacité se produit lorsque des cellules avec différentes capacités initiales sont utilisées ensemble. Bien que les cellules soient généralement bien correspondantes si elles sont produites à peu près au même moment avec des processus de fabrication similaires, des décalages peuvent provenir de cellules avec des sources inconnues ou des différences de fabrication significatives.
Équilibrage actif vs équilibrage passif
1. Objectif
Les piles sont constituées de nombreuses cellules connectées en série, qui sont peu susceptibles d'être identiques. L'équilibrage garantit que les écarts de tension cellulaire sont conservés dans les gammes attendues, en maintenant l'utilisabilité globale et la contrôlabilité, empêchant ainsi les dommages et prolongeant la durée de vie de la batterie.
2. Comparaison de conception
- Équilibrage passif: décharge généralement des cellules de tension plus élevées en utilisant des résistances, convertissant l'excès d'énergie en chaleur. Cette méthode prolonge le temps de charge pour d'autres cellules mais a une efficacité plus faible.
- Équilibrage actif: une technique complexe qui redistribue la charge dans les cellules pendant les cycles de charge et de décharge, réduisant le temps de charge et prolongeant la durée de décharge. Il utilise généralement des stratégies d'équilibrage en bas pendant les stratégies d'équilibrage de sortie et de haut niveau pendant la charge.
- Comparaison des avantages et des inconvénients: L'équilibrage passif est plus simple et moins cher mais moins efficace, car il gaspille l'énergie comme chaleur et a des effets d'équilibrage plus lents. L'équilibrage actif est plus efficace, le transfert d'énergie entre les cellules, ce qui améliore l'efficacité de l'utilisation globale et atteint l'équilibre plus rapidement. Cependant, il implique des structures complexes et des coûts plus élevés, avec des défis dans l'intégration de ces systèmes dans des CI dédiés.
Conclusion
Le concept de BMS a été initialement développé à l'étranger, les premières conceptions IC se concentrant sur la tension et la détection de la température. Le concept d'équilibrage a été introduit plus tard, utilisant initialement des méthodes de décharge résistives intégrées dans les CI. Cette approche est désormais répandue, avec des sociétés comme TI, Maxim et linéaires produisant de telles puces, certains intégration des pilotes de commutation dans les puces.
Des principes d'équilibrage passifs et des diagrammes, si une batterie est comparée à un baril, les cellules sont comme les Staves. Les cellules avec une énergie plus élevée sont de longues planches et celles avec une énergie plus faible sont des planches courtes. L'équilibrage passif «raccourcit» les longues planches, entraînant une énergie gaspillée et des inefficacités. Cette méthode a des limites, notamment une dissipation de chaleur significative et des effets d'équilibrage lents dans des packs de grande capacité.
L'équilibrage actif, en revanche, «remplit les planches courtes», transférant l'énergie des cellules plus élevées à des cellules à faible énergie, entraînant une efficacité plus élevée et un niveau d'équilibre plus rapide. Cependant, il introduit des problèmes de complexité et de coût, avec des défis dans la conception des matrices de commutation et des lecteurs de contrôle.
Compte tenu des compromis, l'équilibrage passif peut convenir aux cellules avec une bonne consistance, tandis que l'équilibrage actif est préférable pour les cellules avec de plus grandes divergences.
Heure du poste: août-27-2024
