Proč na vyvažování Lifepo4 Cells záleží?

Když lithiová baterie je navržen s použitím více článků v sérii, je velmi důležité navrhnout elektronické prvky tak, aby neustále vyrovnávaly napětí článků.Nejde jen o výkon baterie, ale také o optimální životnost.

Použití vyvažování článků nám umožňuje navrhnout baterii s větší kapacitou pro aplikaci, protože vyvažování umožňuje baterii dosáhnout vyššího stavu nabití (SOC).Mnoho společností se rozhodlo nepoužívat vyvažování buněk na začátku svého návrhu, aby snížily náklady, ale bez investic do hardwaru a softwaru pro vyrovnávání buněk návrh neumožňuje SOC přiblížit se 100 procentům.

Před stavbou baterie je důležité zajistit, aby všechny články LiFePO4 byly sladěny a měly kapacitu, napětí a vnitřní odpor – a také musí být po výrobě vyváženy.

Co je to vyrovnávání buněk?

Vyvažování článků je proces vyrovnávání napětí a stavu nabití mezi články, když jsou plně nabité.Žádné dvě buňky nejsou totožné.Vždy existují nepatrné rozdíly ve stavu nabití, rychlosti samovybíjení, kapacitě, impedanci a teplotních charakteristikách.To platí, i když jsou články stejného modelu, stejného výrobce a stejné výrobní šarže.Výrobci seřadí články podle podobného napětí, aby se co nejvíce shodovaly, ale stále existují mírné odchylky v impedanci, kapacitě a rychlosti samovybíjení jednotlivých článků, které mohou časem vést k rozdílům napětí.

Vyvažování buněk LifePO4

LiFePO4 baterie (nebo jakékoli lithiové baterie) mají desku s plošnými spoji buď s vyváženým obvodem, modulem ochranného obvodu (PCM) nebo obvod pro správu baterie (BMS) deska, která monitoruje baterii a její články, více si přečtěte tento blog informace o inteligentní ochraně lithiových obvodů .V baterii s vyrovnávacím obvodem obvod jednoduše vyrovnává napětí jednotlivých článků v baterii s hardwarem, když se baterie blíží 100% SOC, průmyslovým standardem pro fosforečnan lithný je vyrovnat napětí nad napětím článku 3,6 voltů.V PCM nebo BMS je rovnováha také typicky udržována hardwarem, nicméně v obvodech jsou další ochrany nebo možnosti správy, které chrání baterii, která přesahuje to, co dělá vyvážený obvod, jako je například omezení nabíjecího/vybíjecího proudu baterie.

Baterie SLA nejsou monitorovány stejným způsobem jako lithiové, takže nejsou vyváženy stejným způsobem.Baterie SLA je vyvážena nabíjením baterie mírně vyšším napětím, než je obvyklé.Vzhledem k tomu, že baterie nemá žádné vnitřní monitorování, bude nutné ji sledovat externím zařízením nazývaným hustoměr nebo osobou, aby se zabránilo tepelnému úniku.To se neprovádí automaticky, ale obvykle se provádí v rámci plánu běžné údržby.

Vyrovnávání LifePO4 buňky Techniky

Základní řešení vyvažování článků vyrovnává napětí a stav nabití mezi články, když jsou v plně nabitém stavu.Vyvažování buněk je obvykle rozděleno do dvou typů:

Pasivní

● Aktivní

● Vyvažování pasivních buněk

Metoda pasivního vyvažování buněk je poněkud jednoduchá a přímočará.Vybijte články přes disipativní obtokovou cestu.Tento bypass může být integrovaný nebo externí k integrovanému obvodu (IC).Takový přístup je výhodný u nízkonákladových systémových aplikací.Skutečnost, že 100 % přebytečné energie z článku s vyšší energií se rozptýlí jako teplo, činí pasivní metodu méně výhodnou pro použití během vybíjení kvůli zjevnému dopadu na dobu provozu baterie.

Aktivní balancování LifePO4 buňky

Aktivní vyvažování článků, které využívá k přenosu náboje mezi články baterie kapacitní nebo indukční nabíjení, je výrazně efektivnější, protože energie se přenáší tam, kde je potřeba, místo aby byla odváděna.Kompromisem za tuto zlepšenou účinnost je samozřejmě potřeba dalších komponent za vyšší cenu.

Proč je u bateriových sad nutné správné vyvážení článků

v LiFePO4 baterie Jakmile článek s nejnižším napětím dosáhne vybíjecího napětí určeného BMS nebo PCM, vypne se celá baterie.Pokud byly články během vybíjení nevyvážené, může to znamenat, že některé články mají nevyužitou energii a baterie není skutečně „prázdná“.Stejně tak, pokud nejsou články při nabíjení vyvážené, nabíjení se přeruší, jakmile článek s nejvyšším napětím dosáhne vypínacího napětí, a ne všechny články LiFePO4 budou plně nabité a baterie nebude nabitá. buď.

Co je na tom tak špatného?Pro začátek bude mít nevyvážená baterie nižší kapacitu a vyšší vypínací napětí na úrovni baterie.Nepřetržité nabíjení a vybíjení nevyvážené baterie to navíc časem zhorší.Relativně lineární profil vybíjení článků LiFePO4 zvyšuje důležitost, aby všechny články byly přizpůsobeny a vyváženy – čím větší je rozdíl mezi napětími článků, tím nižší je dosažitelná kapacita.

Teorie je taková, že vyvážené články se všechny vybíjejí stejnou rychlostí, a proto se pokaždé vypínají při stejném napětí.To není vždy pravda, takže vyvažovací obvod (neboli PCM/BMS) zajišťuje, že při nabíjení mohou být články baterie plně vyváženy, aby byla zachována konstrukční kapacita baterie a aby byly plně nabity.Správná údržba je klíčem k dosažení plné životnosti vaší lithiové baterie a vyvážení článků je toho velkým dílem.

souhrn

Vyvažování článků není důležité pouze pro zlepšení výkonu a životnosti baterie, ale přidává do baterie prvek bezpečnosti.Jednou z nově vznikajících technologií pro zvýšení bezpečnosti baterií a prodloužení životnosti baterií je pokročilé vyvažování článků.Vzhledem k tomu, že nové technologie vyvažování článků sledují množství potřebného vyvážení jednotlivých článků, prodlužuje se životnost bateriových sad a zvyšuje se celková bezpečnost baterie.

Máte-li jakékoli další dotazy týkající se vyvažování článků, lithiových baterií nebo čehokoli jiného, ​​neváhejte kontaktujte nás .