Prečo na vyvažovaní buniek Lifepo4 záleží？

Keď lítiová batéria je navrhnutý s použitím viacerých článkov v sérii, je veľmi dôležité navrhnúť elektronické funkcie tak, aby neustále vyrovnávali napätie článkov.Nie je to len pre výkon batérie, ale aj pre optimálnu životnosť.

Použitie vyrovnávania článkov nám umožňuje navrhnúť batériu s väčšou kapacitou pre aplikáciu, pretože vyváženie umožňuje batérii dosiahnuť vyšší stav nabitia (SOC).Mnoho spoločností sa rozhodlo nepoužívať vyvažovanie buniek na začiatku svojho návrhu, aby znížili náklady, ale bez investície do hardvéru a softvéru na vyvažovanie buniek návrh neumožňuje SOC priblížiť sa k 100 percentám.

Pred postavením batérie je dôležité zabezpečiť, aby všetky články LiFePO4 boli zhodné a mali kapacitu, napätie a vnútorný odpor – a po výrobe musia byť tiež vyvážené.

Čo je to vyvažovanie buniek?

Vyvažovanie článkov je proces vyrovnávania napätia a stavu nabitia medzi článkami, keď sú úplne nabité.Žiadne dve bunky nie sú rovnaké.Vždy existujú malé rozdiely v stave nabitia, rýchlosti samovybíjania, kapacite, impedancii a teplotných charakteristikách.To platí aj vtedy, ak sú články rovnakého modelu, rovnakého výrobcu a rovnakej výrobnej šarže.Výrobcovia zoradia články podľa podobného napätia, aby sa čo najviac zhodovali, ale stále existujú mierne odchýlky v impedancii, kapacite a rýchlosti samovybíjania jednotlivých článkov, ktoré môžu časom viesť k rozdielom v napätí.

Vyváženie buniek LifePO4

Batérie LiFePO4 (alebo akékoľvek lítiové batérie) majú obvodovú dosku s vyváženým obvodom, modulom ochranného obvodu (PCM) alebo obvod riadenia batérie (BMS) doska, ktorá monitoruje batériu a jej články, prečítajte si viac v tomto blogu informácie o inteligentnej ochrane lítiového obvodu .V batérii s vyrovnávacím obvodom obvod jednoducho vyrovnáva napätie jednotlivých článkov v batérii hardvérom, keď sa batéria priblíži k 100 % SOC, čo je priemyselný štandard pre fosforečnan lítno-železitý, aby sa vyrovnalo napätie nad 3,6 voltov.V PCM alebo BMS je rovnováha zvyčajne udržiavaná hardvérom, avšak v rámci obvodov existujú ďalšie ochrany alebo možnosti správy, ktoré chránia batériu, ktorá presahuje to, čo robí vyvážený obvod, ako je napríklad obmedzenie nabíjacieho/vybíjacieho prúdu batérie.

Batérie SLA nie sú monitorované rovnakým spôsobom ako lítium, takže nie sú vyvážené rovnakým spôsobom.Batéria SLA je vyvážená nabíjaním batérie mierne vyšším napätím, než je normálne.Keďže batéria nemá žiadne interné monitorovanie, bude ju musieť monitorovať externé zariadenie nazývané hustomer alebo osoba, aby sa zabránilo úniku tepla.Toto sa nerobí automaticky, ale zvyčajne sa vykonáva v rámci plánu bežnej údržby.

Vyvažovanie LifePO4 bunky Techniky

Základné riešenie vyrovnávania článkov vyrovnáva napätie a stav nabitia medzi článkami, keď sú v plne nabitom stave.Vyvažovanie buniek je zvyčajne rozdelené do dvoch typov:

Pasívne

● Aktívne

● Vyvažovanie pasívnych buniek

Metóda pasívneho vyrovnávania buniek je trochu jednoduchá a priamočiara.Vybite bunky cez disipatívnu obtokovú cestu.Tento bypass môže byť integrovaný alebo externý k integrovanému obvodu (IC).Takýto prístup je výhodný v nízkonákladových systémových aplikáciách.Skutočnosť, že 100 % prebytočnej energie z článku s vyššou energiou sa rozptýli ako teplo, robí pasívnu metódu menej výhodnou na použitie počas vybíjania kvôli zjavnému vplyvu na dobu prevádzky batérie.

Aktívne vyvažovanie LifePO4 bunky

Aktívne vyvažovanie článkov, ktoré využíva kapacitné alebo indukčné striedanie nabíjania na prenos náboja medzi článkami batérie, je výrazne efektívnejšie, pretože energia sa prenáša tam, kde je potrebná, namiesto toho, aby sa vybíjala.Samozrejme, kompromisom za túto zlepšenú účinnosť je potreba ďalších komponentov za vyššiu cenu.

Prečo je pre batérie potrebné správne vyváženie článkov

In LiFePO4 batérie akonáhle článok s najnižším napätím dosiahne prerušenie vybíjacieho napätia určeného BMS alebo PCM, vypne celú batériu.Ak boli články počas vybíjania nevyvážené, môže to znamenať, že niektoré články majú nevyužitú energiu a že batéria nie je skutočne „prázdna“.Podobne, ak nie sú články pri nabíjaní vyvážené, nabíjanie sa preruší, len čo článok s najvyšším napätím dosiahne medzné napätie a nie všetky články LiFePO4 budú plne nabité a batéria nebude nabitá. buď.

Čo je na tom také zlé?Ak chcete začať, nevyvážená batéria bude mať nižšiu kapacitu a vyššie vypínacie napätie na úrovni batérie.Nepretržité nabíjanie a vybíjanie nevyváženej batérie to navyše časom zhorší.Relatívne lineárny profil vybíjania článkov LiFePO4 spôsobuje, že je čoraz dôležitejšie, aby všetky články boli zladené a vyvážené – čím väčší je rozdiel medzi napätiami článkov, tým nižšia je dosiahnuteľná kapacita.

Teória hovorí, že všetky vyvážené články sa vybíjajú rovnakou rýchlosťou, a preto sa zakaždým vypínajú pri rovnakom napätí.Nie je to vždy pravda, takže vyvažovací obvod (alebo PCM/BMS) zaisťuje, že pri nabíjaní môžu byť články batérie úplne vyvážené, aby sa zachovala konštrukčná kapacita batérie a aby sa úplne nabili.Správna údržba je kľúčom k dosiahnutiu plnej životnosti vašej lítiovej batérie a vyvažovanie článkov je toho veľkým kúskom.

Zhrnutie

Vyvažovanie článkov nie je dôležité len pre zlepšenie výkonu a životných cyklov batérie, ale dodáva batérii aj prvok bezpečnosti.Jednou z nových technológií na zvýšenie bezpečnosti batérie a predĺženie životnosti batérie je pokročilé vyvažovanie článkov.Keďže nové technológie vyvažovania článkov sledujú množstvo vyvažovania potrebného jednotlivými článkami, životnosť batérií sa zvyšuje a celková bezpečnosť batérie sa zvyšuje.

Ak máte ďalšie otázky týkajúce sa vyvažovania článkov, lítiových batérií alebo čohokoľvek iného, ​​neváhajte kontaktuj nás .