Lifepo4 셀의 균형이 중요한 이유는 무엇입니까?

언제 리튬 배터리 팩 여러 셀을 직렬로 사용하여 설계하는 경우 셀 전압의 균형을 지속적으로 유지하도록 전자 기능을 설계하는 것이 매우 중요합니다. 이는 배터리 팩의 성능뿐만 아니라 최적의 수명 주기를 위한 것이기도 합니다.

셀 밸런싱을 사용하면 밸런싱을 통해 배터리가 더 높은 충전 상태(SOC)를 달성할 수 있으므로 애플리케이션에 맞게 더 큰 용량의 배터리를 설계할 수 있습니다. 많은 회사에서는 비용 절감을 위해 설계 초기에 셀 밸런싱을 사용하지 않기로 선택하지만 셀 밸런싱 하드웨어 및 소프트웨어에 대한 투자 없이는 설계로 인해 SOC가 100%에 도달할 수 없습니다.

배터리를 제작하기 전에 모든 LiFePO4 셀이 일치하고 용량 정격, 전압 및 내부 저항이 일치하는지 확인하는 것이 중요하며 제조 후에도 균형을 유지해야 합니다.

셀 밸런싱이란 무엇입니까?

셀 밸런싱은 셀이 완전히 충전되었을 때 셀 간의 전압과 충전 상태를 균등화하는 프로세스입니다. 두 개의 셀이 동일하지 않습니다. 충전 상태, 자체 방전율, 용량, 임피던스, 온도 특성에는 항상 약간의 차이가 있습니다. 이는 셀이 동일한 모델, 동일한 제조업체, 동일한 생산 로트인 경우에도 마찬가지입니다. 제조업체는 가능한 한 가깝게 일치하도록 유사한 전압을 기준으로 셀을 정렬하지만 개별 셀의 임피던스, 용량 및 자체 방전율에는 여전히 약간의 차이가 있어 결국 시간이 지남에 따라 전압 차이가 발생할 수 있습니다.

LifePO4 세포 균형 맞추기

LiFePO4 배터리 팩(또는 모든 리튬 배터리 팩)에는 균형 잡힌 회로, 보호 회로 모듈(PCM) 또는 배터리 관리 회로(BMS) 배터리와 셀을 모니터링하는 보드에 대한 자세한 내용은 이 블로그를 참조하세요. 스마트 리튬 회로 보호에 대한 정보 . 밸런싱 회로가 있는 배터리에서 배터리가 100% SOC에 접근할 때 회로는 단순히 배터리의 개별 셀 전압을 하드웨어와 균형을 맞춥니다. 인산철리튬에 대한 업계 표준은 3.6V의 셀 전압 이상으로 밸런싱하는 것입니다. PCM 또는 BMS에서 균형은 일반적으로 하드웨어에 의해 유지되지만 배터리 충전/방전 전류 제한과 같이 균형 잡힌 회로가 수행하는 것 이상의 배터리를 보호하는 회로 내 추가 보호 또는 관리 기능이 있습니다.

SLA 배터리 팩은 리튬과 동일한 방식으로 모니터링되지 않으므로 동일한 방식으로 균형을 이루지 않습니다. SLA 배터리는 평소보다 약간 높은 전압으로 배터리를 충전하여 균형을 유지합니다. 배터리에는 내부 모니터링 기능이 없기 때문에 열폭주를 방지하기 위해 비중계나 사람이라는 외부 장치를 통해 모니터링해야 합니다. 이는 자동으로 수행되지 않지만 일반적으로 정기적인 유지 관리 일정에 따라 수행됩니다.

밸런싱 LifePO4 세포 기법

셀 밸런싱의 기본 솔루션은 완전히 충전된 상태에서 셀 간의 전압과 충전 상태를 동일하게 만드는 것입니다. 셀 밸런싱은 일반적으로 두 가지 유형으로 분류됩니다.

수동적인

● 활성

● 패시브 셀 밸런싱

수동 셀 밸런싱 방법은 다소 간단하고 간단합니다. 소산성 우회 경로를 통해 셀을 방전시킵니다. 이 바이패스는 집적 회로(IC)에 통합되거나 외부에 있을 수 있습니다. 이러한 접근 방식은 저비용 시스템 애플리케이션에 유리합니다. 더 높은 에너지 셀에서 발생하는 초과 에너지의 100%가 열로 소산된다는 사실은 배터리 작동 시간에 대한 명백한 영향으로 인해 방전 중에 수동 방법을 사용하는 것을 덜 선호하게 만듭니다.

액티브 밸런싱 LifePO4 세포

배터리 셀 간에 전하를 전송하기 위해 용량성 또는 유도성 전하 셔틀링을 활용하는 능동 셀 밸런싱은 에너지가 배출되는 대신 필요한 곳으로 전송되기 때문에 훨씬 더 효율적입니다. 물론 이러한 향상된 효율성을 위한 대가로 더 높은 비용으로 추가 구성 요소가 필요하다는 점입니다.

배터리 팩에 적절한 셀 밸런싱이 필요한 이유

~ 안에 LiFePO4 배터리 , 가장 낮은 전압의 셀이 BMS 또는 PCM에서 지정한 방전 전압 차단 전압에 도달하자마자 배터리 전체가 차단됩니다. 방전 중에 셀의 균형이 맞지 않으면 일부 셀에 사용되지 않은 에너지가 있고 배터리가 실제로 "비어 있지" 않음을 의미할 수 있습니다. 마찬가지로 충전 시 셀의 균형이 맞지 않으면 전압이 가장 높은 셀이 차단 전압에 도달하자마자 충전이 중단되고 모든 LiFePO4 셀이 완전히 충전되지 않고 배터리도 충전되지 않습니다. 어느 하나.

그게 뭐가 그렇게 나쁜가요? 우선, 불균형 배터리는 배터리 레벨에서 용량이 더 낮고 차단 전압이 더 높습니다. 또한 불균형 배터리를 지속적으로 충전 및 방전하면 시간이 지남에 따라 이러한 문제가 더욱 악화됩니다. LiFePO4 셀의 상대적으로 선형적인 방전 프로파일로 인해 모든 셀이 일치하고 균형을 이루는 것이 점점 더 중요해졌습니다. 셀 전압 간의 차이가 클수록 얻을 수 있는 용량은 낮아집니다.

이론에 따르면 균형 잡힌 셀은 모두 동일한 속도로 방전되므로 매번 동일한 전압에서 차단됩니다. 이것이 항상 사실은 아니므로 밸런싱 회로(또는 PCM/BMS)를 사용하면 충전 시 배터리 셀이 완전히 밸런싱되어 배터리 설계 용량을 유지하고 완전히 충전될 수 있습니다. 적절한 유지 관리는 리튬 배터리의 전체 수명을 연장하는 데 중요하며, 셀 밸런싱은 그 중 큰 부분을 차지합니다.

요약

셀 밸런싱은 배터리의 성능과 수명주기를 향상시키는 데 중요할 뿐만 아니라 배터리에 안전 요소를 추가합니다. 배터리 안전성을 강화하고 배터리 수명을 연장하기 위한 최신 기술 중 하나는 고급 셀 밸런싱입니다. 새로운 셀 밸런싱 기술은 개별 셀에 필요한 밸런싱 양을 추적하므로 배터리 팩의 사용 수명이 늘어나고 전반적인 배터리 안전성이 향상됩니다.

셀 밸런싱, 리튬 배터리 등에 대해 더 궁금한 점이 있으시면 언제든지 문의해 주세요. 저희에게 연락주세요 .