Зашто је балансирање Лифепо4 ћелија важно?

Када литијум батерија је дизајниран коришћењем више ћелија у серији, веома је важно дизајнирати електронске карактеристике за континуирано балансирање напона ћелија.Ово није само за перформансе батерије већ и за оптимални животни циклус.

Употреба балансирања ћелија нам омогућава да дизајнирамо батерију већег капацитета за неку апликацију јер балансирање омогућава батерији да постигне више стање напуњености (СОЦ).Многе компаније одлучују да не користе балансирање ћелија на почетку свог дизајна како би смањиле трошкове, али без улагања у хардвер и софтвер за балансирање ћелија, дизајн не дозвољава да се СОЦ приближи 100 процената.

Пре него што се батерија направи, важно је осигурати да су све ЛиФеПО4 ћелије усклађене и оцена неспособности, напон и унутрашњи отпор – а такође морају бити избалансирани након производње.

Шта је балансирање ћелија?

Балансирање ћелија је процес изједначавања напона и стања наелектрисања између ћелија када су напуњене.Не постоје две идентичне ћелије.Увек постоје мале разлике у стању напуњености, брзини самопражњења, капацитету, импеданси и температурним карактеристикама.Ово је тачно чак и ако су ћелије истог модела, истог произвођача и исте производне серије.Произвођачи ће сортирати ћелије према сличном напону како би се што више подударали, али и даље постоје мале варијације у импеданси, капацитету и брзини самопражњења појединачних ћелија које на крају могу довести до дивергенције у напону током времена.

Балансирање ЛифеПО4 ћелија

ЛиФеПО4 батерије (или било које литијумске батерије) имају штампану плочу са балансираним колом, модулом заштитног кола (ПЦМ) или коло за управљање батеријом (БМС) плоча која надгледа батерију и њене ћелије прочитајте овај блог за више информације о паметној заштити литијумског кола .У батерији са балансним колом, коло једноставно балансира напоне појединачних ћелија у батерији са хардвером када се батерија приближи 100% СОЦ, индустријски стандард за литијум гвожђе фосфат је балансирање изнад напона ћелије од 3,6 волти.У ПЦМ-у или БМС-у, равнотежу обично одржава и хардвер, међутим, постоје додатне заштите или могућности управљања унутар кола које штите батерију која превазилази оно што ради балансирано коло, као што је ограничавање струје пуњења/пражњења батерије.

СЛА батерије се не надгледају на исти начин као литијум, тако да нису балансиране на исти начин.СЛА батерија се балансира пуњењем батерије нешто вишим напоном од нормалног.Пошто батерија нема никакав унутрашњи надзор, мораће да буде надгледана екстерним уређајем који се зове хидрометар или особа да би се спречило топлотно бежање.Ово се не ради аутоматски, већ се обично изводи у рутинском распореду одржавања.

Балансирање ЛифеПО4 ћелије Технике

Основно решење балансирања ћелија изједначава напон и стање наелектрисања између ћелија када су у потпуно напуњеном стању.Балансирање ћелија се обично категорише у два типа:

Пасивно

● Активан

● Пасивно балансирање ћелија

Метода пасивног балансирања ћелија је донекле једноставна и јасна.Испразните ћелије кроз дисипативни обилазни пут.Овај бајпас може бити интегрисан или екстерни у односу на интегрисано коло (ИЦ).Такав приступ је повољан у системским апликацијама са ниским трошковима.Чињеница да се 100% вишка енергије из ћелије више енергије распршује као топлота чини пасивну методу мање пожељном за употребу током пражњења због очигледног утицаја на време рада батерије.

Активно балансирање ЛифеПО4 ћелије

Активно балансирање ћелија, које користи капацитивно или индуктивно пребацивање пуњења за пренос пуњења између ћелија батерије, значајно је ефикасније јер се енергија преноси тамо где је потребна уместо да се испушта.Наравно, компромис за ову побољшану ефикасност је потреба за додатним компонентама по већој цени.

Зашто је потребно правилно балансирање ћелија за батерије

Ин ЛиФеПО4 батерије , чим ћелија са најнижим напоном достигне напон пражњења који је прекинут од стране БМС или ПЦМ, искључиће целу батерију.Ако су ћелије биле неуравнотежене током пражњења, то може значити да неке ћелије имају неискоришћену енергију и да батерија није заиста „празна“.Исто тако, ако ћелије нису избалансиране приликом пуњења, пуњење ће бити прекинуто чим ћелија са највећим напоном достигне гранични напон, а неће све ЛиФеПО4 ћелије бити потпуно напуњене, а батерија неће бити било.

Шта је ту лоше?За почетак, неуравнотежена батерија ће имати мањи капацитет и већи напон прекида на нивоу батерије.Поред тога, континуирано пуњење и пражњење неуравнотежене батерије ће то погоршати током времена.Релативно линеарни профил пражњења ЛиФеПО4 ћелија чини све важнијим да су све ћелије усклађене и избалансиране – што је већа разлика између напона ћелија, то је мањи капацитет који се може добити.

Теорија је да се све балансиране ћелије празне истом брзином и стога се сваки пут искључују на истом напону.Ово није увек тачно, па поседовање кола за балансирање (или ПЦМ/БМС) обезбеђује да након пуњења ћелије батерије могу бити у потпуности избалансиране како би се одржао пројектовани капацитет батерије и да би се потпуно напуниле.Правилно одржавање је кључно за постизање пуног животног века ваше литијумске батерије, а балансирање ћелија је велики део тога.

Резиме

Балансирање ћелија није само важно за побољшање перформанси и животног циклуса батерије, већ додаје елемент сигурности батерији.Једна од нових технологија за побољшање безбедности батерије и продужење века трајања батерије је напредно балансирање ћелија.Пошто нове технологије балансирања ћелија прате количину балансирања која је потребна појединачним ћелијама, употребни век батерија се продужава, а укупна безбедност батерије је побољшана.

Ако имате додатних питања о балансирању ћелија, литијумским батеријама или било чему другом, слободно Контактирајте нас .