Защо балансирането на клетките Lifepo4 има значение?

Когато пакет литиева батерия е проектиран с помощта на множество клетки в серия, много е важно да се проектират електронните характеристики за постоянно балансиране на напрежението на клетката.Това е не само за производителността на батерията, но и за оптималния жизнен цикъл.

Използването на балансиране на клетките ни позволява да проектираме батерия с по-голям капацитет за приложение, тъй като балансирането позволява на батерията да постигне по-високо ниво на зареждане (SOC).Много компании избират да не използват балансиране на клетките в началото на своя дизайн, за да намалят разходите, но без инвестицията в хардуера и софтуера за балансиране на клетките, дизайнът не позволява SOC да се доближи до 100 процента.

Преди да бъде изградена батерията, важно е да се гарантира, че всички LiFePO4 клетки са съвпадащи и рейтинг на неспособност, напрежение и вътрешно съпротивление – и те също трябва да бъдат балансирани след производството.

Какво е клетъчно балансиране?

Балансирането на клетките е процес на изравняване на напреженията и състоянието на заряд между клетките, когато те са напълно заредени.Няма две идентични клетки.Винаги има леки разлики в състоянието на заряд, скоростта на саморазреждане, капацитета, импеданса и температурните характеристики.Това е вярно, дори ако клетките са от един и същ модел, един и същ производител и една и съща производствена партида.Производителите ще сортират клетките по сходно напрежение, за да съвпадат възможно най-близо, но все още има леки вариации в импеданса, капацитета и скоростта на саморазреждане на отделните клетки, които в крайна сметка могат да доведат до отклонение в напрежението с течение на времето.

Балансиране на LifePO4 клетки

Батерийните пакети LiFePO4 (или всякакви литиеви батерийни пакети) имат платка с балансирана верига, модул за защитна верига (PCM) или верига за управление на батерията (BMS) платка, която следи батерията и нейните клетки, прочетете този блог за повече информация за интелигентна защита на литиева верига .В батерия с балансираща верига, веригата просто балансира напреженията на отделните клетки в батерията с хардуер, когато батерията достигне 100% SOC, индустриалният стандарт за литиево-железен фосфат е да се балансира над напрежението на клетката от 3,6 волта.В PCM или BMS балансът също обикновено се поддържа от хардуер, но има допълнителни защити или възможности за управление в рамките на веригата, която защитава батерията, която надхвърля това, което прави балансирана верига, като например ограничаване на тока на зареждане/разреждане на батерията.

Пакетите SLA батерии не се наблюдават по същия начин като литиевите, така че не са балансирани по същия начин.SLA батерия се балансира чрез зареждане на батерията с малко по-високо напрежение от нормалното.Тъй като батерията няма вътрешно наблюдение, тя ще трябва да бъде наблюдавана от външно устройство, наречено хидрометър, или от човек, за да се предотврати термично изтичане.Това не се прави автоматично, а обикновено се извършва в график за рутинна поддръжка.

Балансиране LifePO4 клетки Техники

Основното решение за балансиране на клетките изравнява напрежението и състоянието на заряд между клетките, когато те са в напълно заредено състояние.Балансирането на клетките обикновено се категоризира в два типа:

Пасивен

● Активен

● Пасивен клетъчен баланс

Методът за балансиране на пасивни клетки е донякъде прост и ясен.Разредете клетките чрез дисипативен байпасен път.Този байпас може да бъде интегриран или външен към интегралната схема (IC).Такъв подход е благоприятен при евтини системни приложения.Фактът, че 100% от излишната енергия от клетка с по-висока енергия се разсейва като топлина, прави пасивния метод по-малко предпочитан за използване по време на разреждане поради очевидното въздействие върху времето за работа на батерията.

Активно балансиране LifePO4 клетки

Активното балансиране на клетките, което използва капацитивно или индуктивно преместване на заряда за прехвърляне на заряда между клетките на батерията, е значително по-ефективно, тъй като енергията се прехвърля там, където е необходима, вместо да се отделя.Разбира се, компромисът за тази подобрена ефективност е необходимостта от допълнителни компоненти на по-висока цена.

Защо правилното балансиране на клетките е необходимо за батерии

в LiFePO4 батерии , веднага щом клетката с най-ниско напрежение достигне напрежението на разреждане, определено от BMS или PCM, тя ще изключи цялата батерия.Ако клетките са били небалансирани по време на разреждане, това може да означава, че някои клетки имат неизползвана енергия и че батерията не е наистина „празна“.По същия начин, ако клетките не са балансирани при зареждане, зареждането ще бъде прекъснато веднага щом клетката с най-високо напрежение достигне напрежението на прекъсване и не всички LiFePO4 клетки ще бъдат напълно заредени и батерията няма да бъде или.

Какво лошо има в това?Като начало, небалансирана батерия ще има по-нисък капацитет и по-високо напрежение на прекъсване на нивото на батерията.Освен това непрекъснатото зареждане и разреждане на небалансирана батерия ще влоши това с течение на времето.Относително линейният профил на разреждане на клетките LiFePO4 прави все по-важно всички клетки да са съгласувани и балансирани – колкото по-голяма е разликата между напрежението на клетките, толкова по-нисък е капацитетът, който може да се получи.

Теорията е, че всички балансирани клетки се разреждат с еднаква скорост и следователно прекъсват при едно и също напрежение всеки път.Това не винаги е вярно, така че наличието на верига за балансиране (или PCM/BMS) гарантира, че при зареждане клетките на батерията могат да бъдат напълно балансирани, за да поддържат проектния капацитет на батерията и да се заредят напълно.Правилната поддръжка е от ключово значение за пълния живот на вашата литиева батерия, а балансирането на клетките е важна част от това.

Резюме

Балансирането на клетките е важно не само за подобряване на производителността и жизнения цикъл на батерията, то добавя елемент на безопасност към батерията.Една от нововъзникващите технологии за подобряване на безопасността на батерията и удължаване на живота на батерията е усъвършенстваното балансиране на клетките.Тъй като новите технологии за балансиране на клетки проследяват количеството балансиране, необходимо на отделните клетки, използваемият живот на батерийните пакети се увеличава и цялостната безопасност на батерията се подобрява.

Ако имате някакви допълнителни въпроси относно балансирането на клетките, литиевите батерии или нещо друго, моля, не се колебайте свържете се с нас .