מדוע חשוב איזון תאי Lifepo4?

כש ערכת סוללות ליתיום מתוכנן באמצעות תאים מרובים בסדרה, חשוב מאוד לתכנן את התכונות האלקטרוניות כדי לאזן באופן מתמיד את מתחי התא.זה לא רק עבור הביצועים של ערכת הסוללות אלא גם עבור מחזורי חיים אופטימליים.

השימוש באיזון תאים מאפשר לנו לתכנן סוללה בעלת קיבולת גדולה יותר עבור אפליקציה מכיוון שהאיזון מאפשר לסוללה להגיע למצב טעינה גבוה יותר (SOC).הרבה חברות בוחרות שלא להשתמש באיזון תאים בתחילת התכנון שלהן כדי להוזיל עלויות, אבל ללא ההשקעה בחומרה ובתוכנה לאיזון התא, התכנון לא מאפשר ל-SOC להתקרב ל-100 אחוז.

לפני בניית הסוללה, חשוב לוודא שכל תאי ה-LiFePO4 מתאימים ודירוג אי-יכולת, במתח ובהתנגדות פנימית - ויש לאזן אותם גם לאחר הייצור.

מהו איזון תאים?

איזון תאים הוא תהליך השוואת המתחים ומצב המטען בין התאים כשהם בטעינה מלאה.אין שני תאים זהים.תמיד יש הבדלים קלים במצב הטעינה, קצב פריקה עצמית, קיבולת, עכבה ומאפייני טמפרטורה.זה נכון גם אם התאים הם אותו דגם, אותו יצרן, ואותה מגרש ייצור.היצרנים ימינו תאים לפי המתח הדומה כך שיתאימו קרוב ככל האפשר, אך עדיין יש שינויים קלים בעכבה, בקיבולת ובקצב הפריקה העצמית של התאים הבודדים שיכולים להוביל בסופו של דבר לסטייה במתח לאורך זמן.

איזון תאי LifePO4

חבילות סוללות LiFePO4 (או כל חבילות סוללות ליתיום) כוללות לוח מעגלים עם מעגל מאוזן, מודול מעגל מגן (PCM), או מעגל ניהול סוללה (BMS) לוח שמנטר את הסוללה והתאים שלה קרא את הבלוג הזה למידע נוסף מידע על הגנת מעגל ליתיום חכמה .בסוללה עם מעגל איזון, המעגל פשוט מאזן את המתחים של התאים הבודדים בסוללה עם החומרה כאשר הסוללה מתקרבת ל-100% SOC התקן התעשייה עבור ליתיום ברזל פוספט הוא לאזן מעל מתח תאים של 3.6 וולט.ב-PCM או BMS, האיזון נשמר גם בדרך כלל על ידי חומרה, עם זאת, ישנן הגנות נוספות או יכולות ניהול בתוך המעגל שמגן על הסוללה מעבר למה שעושה מעגל מאוזן, כגון הגבלת זרם הטעינה/פריקה של הסוללה.

ערכות סוללות SLA אינן מנוטרות באותו אופן כמו ליתיום, ולכן הן אינן מאוזנות באותו אופן.סוללת SLA מאוזנת על ידי טעינת הסוללה במתח מעט גבוה מהרגיל.מכיוון שלסוללה אין ניטור פנימי, יהיה צורך לנטר אותה על ידי מכשיר חיצוני הנקרא הידרומטר או אדם כדי למנוע בריחה תרמית.זה לא נעשה באופן אוטומטי אלא מבוצע בדרך כלל בלוח זמנים לתחזוקה שוטפת.

מְאַזֵן תאי LifePO4 טכניקות

הפתרון הבסיסי של איזון תאים משווה את המתח ואת מצב המטען בין התאים כשהם במצב טעון מלא.איזון תאים מסווג בדרך כלל לשני סוגים:

פַּסִיבִי

● פעיל

● איזון תאים פסיבי

שיטת איזון התאים הפסיבי היא מעט פשוטה וישירה.לפרוק את התאים דרך מעקף פיזור.מעקף זה יכול להיות משולב או חיצוני למעגל המשולב (IC).גישה כזו טובה ביישומי מערכת בעלות נמוכה.העובדה ש-100% מהאנרגיה העודפת מתא אנרגיה גבוהה יותר מתפזרת כחום הופכת את השיטה הפסיבית לפחות עדיפה לשימוש במהלך הפריקה בגלל ההשפעה הברורה על זמן ריצת הסוללה.

איזון פעיל תאי LifePO4

איזון תאים אקטיבי, המשתמש בהסעת מטען קיבולי או אינדוקטיבי להעברת מטען בין תאי הסוללה, יעיל יותר באופן משמעותי מכיוון שהאנרגיה מועברת למקום שבו היא נחוצה במקום לדמם אותה.כמובן, התמורה ליעילות משופרת זו היא הצורך ברכיבים נוספים בעלות גבוהה יותר.

מדוע יש צורך באיזון תאים נכון עבור ערכות סוללות

ב סוללות LiFePO4 , ברגע שהתא עם המתח הנמוך ביותר פוגע במתח הפריקה המיועד על ידי BMS או PCM, הוא יכבה את הסוללה כולה.אם התאים לא היו מאוזנים במהלך הפריקה, זה עשוי לומר שלחלק מהתאים יש אנרגיה לא מנוצלת ושהסוללה לא באמת "ריקה".כמו כן, אם התאים אינם מאוזנים בעת הטעינה, הטעינה תופסק ברגע שהתא עם המתח הגבוה ביותר יגיע למתח הניתוק, ולא כל תאי ה-LiFePO4 יהיו טעונים במלואם, והסוללה לא תהיה אוֹ.

מה כל כך רע בזה?כדי להתחיל, סוללה לא מאוזנת תהיה בעלת קיבולת נמוכה יותר ומתח ניתוק גבוה יותר ברמת הסוללה.בנוסף, טעינה ופריקה מתמשכת של סוללה לא מאוזנת יחמיר את זה עם הזמן.פרופיל הפריקה הליניארי יחסית של תאי LiFePO4 עושה את זה יותר ויותר חשוב שכל התאים יהיו מתאימים ומאוזנים - ככל שההבדל בין מתחי התא גדול יותר, כך הקיבולת הניתנת להשגה נמוכה יותר.

התיאוריה היא שתאים מאוזנים כולם מתפרקים באותו קצב, ולכן מנותקים באותו מתח בכל פעם.זה לא תמיד נכון, כך שמעגל איזון (או PCM/BMS) מבטיח שעם הטעינה, ניתן לאזן את תאי הסוללה באופן מלא כדי לשמור על קיבולת התכנון של הסוללה ולהיטען במלואה.תחזוקה נכונה היא המפתח להוצאת אורך החיים המלא מסוללת הליתיום שלך, ואיזון תאים הוא חלק גדול מזה.

סיכום

איזון תאים חשוב לא רק לשיפור הביצועים ומחזורי החיים של הסוללה, הוא מוסיף אלמנט של בטיחות לסוללה.אחת הטכנולוגיות המתפתחות לשיפור בטיחות הסוללה והארכת חיי הסוללה היא איזון תאים מתקדם.מאחר שטכנולוגיות איזון תאים חדשות עוקבות אחר כמות האיזון הדרושה לתאים בודדים, אורך החיים השמיש של ערכות סוללות גדל, ובטיחות הסוללה הכוללת משופרת.

אם יש לך שאלות נוספות לגבי איזון תאים, סוללות ליתיום או כל דבר אחר, אנא אל תהסס צור קשר .