Per què és important equilibrar les cèl·lules Lifepo4?

Quan un paquet de bateries de liti està dissenyat utilitzant múltiples cèl·lules en sèrie, és molt important dissenyar les característiques electròniques per equilibrar contínuament les tensions de les cèl·lules.Això no només és per al rendiment de la bateria, sinó també per a cicles de vida òptims.

L'ús de l'equilibri de cèl·lules ens permet dissenyar una bateria amb una capacitat més gran per a una aplicació perquè l'equilibri permet que la bateria assoleixi un estat de càrrega (SOC) més alt.Moltes empreses opten per no utilitzar l'equilibri de cèl·lules al principi del seu disseny per reduir costos, però sense la inversió en el maquinari i el programari d'equilibri de cèl·lules, el disseny no permet que el SOC s'acosti al 100 per cent.

Abans de construir la bateria, és important assegurar-se que totes les cèl·lules LiFePO4 coincideixen i la qualificació d'incapacitat, la tensió i la resistència interna, i també s'han d'equilibrar després de la fabricació.

Què és l'equilibri cel·lular?

L'equilibri de cèl·lules és el procés d'igualitzar les tensions i l'estat de càrrega entre les cèl·lules quan estan a una càrrega completa.No hi ha dues cèl·lules idèntiques.Sempre hi ha petites diferències en l'estat de càrrega, la velocitat d'autodescàrrega, la capacitat, la impedància i les característiques de temperatura.Això és cert fins i tot si les cèl·lules són del mateix model, mateix fabricant i mateix lot de producció.Els fabricants ordenaran les cèl·lules pel voltatge similar perquè coincideixin el més a prop possible, però encara hi ha lleugeres variacions en la impedància, la capacitat i la velocitat d'autodescàrrega de les cèl·lules individuals que eventualment poden conduir a una divergència de voltatge al llarg del temps.

Equilibrant les cèl·lules LifePO4

Els paquets de bateries LiFePO4 (o qualsevol paquet de bateries de liti) tenen una placa de circuit amb un circuit equilibrat, un mòdul de circuit de protecció (PCM) o circuit de gestió de la bateria (BMS) tauler que controla la bateria i les seves cèl·lules, llegiu aquest bloc per obtenir més informació informació sobre la protecció del circuit intel·ligent de liti .En una bateria amb un circuit d'equilibri, el circuit simplement equilibra els voltatges de les cèl·lules individuals de la bateria amb el maquinari quan la bateria s'acosta al 100% SOC, l'estàndard de la indústria per al fosfat de ferro de liti és equilibrar per sobre d'una tensió cel·lular de 3,6 volts.En un PCM o BMS, el maquinari també manté l'equilibri, però hi ha proteccions addicionals o capacitats de gestió dins dels circuits que protegeixen la bateria que va més enllà del que fa un circuit equilibrat, com ara limitar el corrent de càrrega/descàrrega de la bateria.

Els paquets de bateries SLA no es controlen de la mateixa manera que el liti, de manera que no s'equilibren de la mateixa manera.Una bateria SLA s'equilibra carregant la bateria amb un voltatge lleugerament superior al normal.Com que la bateria no té cap control intern, caldrà que la controli un dispositiu extern anomenat hidròmetre o una persona per evitar la fuga tèrmica.Això no es fa automàticament, sinó que normalment es realitza en un programa de manteniment rutinari.

Equilibri Cèl·lules LifePO4 Tècniques

La solució fonamental de l'equilibri de cèl·lules iguala la tensió i l'estat de càrrega entre les cèl·lules quan es troben en un estat completament carregat.L'equilibri cel·lular normalment es classifica en dos tipus:

Passiva

● Actius

● Equilibri de cèl·lules passives

El mètode d'equilibri de cèl·lules passives és una mica simple i senzill.Descarregueu les cèl·lules a través d'una ruta de derivació dissipativa.Aquest bypass pot ser integrat o extern al circuit integrat (IC).Aquest enfocament és favorable en aplicacions de sistemes de baix cost.El fet que el 100% de l'excés d'energia d'una cèl·lula d'energia més alta es dissipa com a calor fa que el mètode passiu sigui menys preferible durant la descàrrega a causa de l'impacte evident en el temps de funcionament de la bateria.

Equilibri actiu Cèl·lules LifePO4

L'equilibri actiu de les cèl·lules, que utilitza la transferència de càrrega capacitiva o inductiva per transferir la càrrega entre les cel·les de la bateria, és significativament més eficient perquè l'energia es transfereix allà on es necessita en lloc de desaparèixer.Per descomptat, la compensació per a aquesta millora de l'eficiència és la necessitat de components addicionals a un cost més elevat.

Per què és necessari un equilibri de cèl·lules adequat per als paquets de bateries

En Bateries LiFePO4 , tan aviat com la cel·la amb la tensió més baixa arribi al tall de tensió de descàrrega designat pel BMS o PCM, tancarà tota la bateria.Si les cèl·lules es van desequilibrar durant la descàrrega, això pot significar que algunes cel·les tenen energia no utilitzada i que la bateria no està realment "buida".De la mateixa manera, si les cèl·lules no estan equilibrades durant la càrrega, la càrrega s'interromprà tan bon punt la cel·la amb la tensió més alta arribi a la tensió de tall, i no totes les cèl·lules LiFePO4 es carregaran completament i la bateria no es carregarà. tampoc.

Què hi ha de dolent?Per començar, una bateria desequilibrada tindrà una capacitat menor i una tensió de tall més alta a nivell de bateria.A més, carregar i descarregar contínuament una bateria desequilibrada augmentarà això amb el temps.El perfil de descàrrega relativament lineal de les cèl·lules LiFePO4 fa que cada cop sigui més important que totes les cèl·lules estiguin igualades i equilibrades: com més gran sigui la diferència entre les tensions de les cèl·lules, menor serà la capacitat obtinguda.

La teoria és que les cèl·lules equilibrades es descarreguen totes a la mateixa velocitat i, per tant, es tallen al mateix voltatge cada vegada.Això no sempre és cert, de manera que tenir un circuit d'equilibri (o PCM/BMS) garanteix que en carregar-se, les cèl·lules de la bateria es puguin equilibrar completament per mantenir la capacitat de disseny de la bateria i carregar-se completament.El manteniment adequat és clau per treure tota la vida útil de la bateria de liti, i l'equilibri de les cel·les és una part important d'això.

Resum

L'equilibri cel·lular no només és important per millorar el rendiment i els cicles de vida de la bateria, sinó que afegeix un element de seguretat a la bateria.Una de les tecnologies emergents per millorar la seguretat de la bateria i allargar la vida útil de la bateria és l'equilibri avançat de cèl·lules.Com que les noves tecnologies d'equilibri de cèl·lules fan un seguiment de la quantitat d'equilibri que necessiten les cèl·lules individuals, la vida útil dels paquets de bateries augmenta i la seguretat general de la bateria es millora.

Si teniu més preguntes sobre l'equilibri de les cèl·lules, les bateries de liti o qualsevol altra cosa, no dubteu a fer-ho contacteu amb nosaltres .