Чому балансування клітин Lifepo4 має значення?

Коли a літієвий акумулятор розроблено з використанням кількох послідовно з’єднаних елементів, дуже важливо розробити електронні функції для постійного балансування напруги в елементі.Це не тільки для продуктивності акумуляторної батареї, але й для оптимального життєвого циклу.

Використання балансування елементів дає нам змогу розробити батарею з більшою ємністю для застосування, оскільки балансування дозволяє досягти вищого рівня заряду (SOC).Багато компаній вирішують не використовувати балансування комірок на початку свого проектування, щоб зменшити витрати, але без інвестицій в апаратне та програмне забезпечення балансування комірок дизайн не дозволяє наблизитися до SOC на 100 відсотків.

Перед виготовленням батареї важливо переконатися, що всі елементи LiFePO4 узгоджені та мають відповідність рейтингу нездатності, напруги та внутрішнього опору, а також їх потрібно збалансувати після виготовлення.

Що таке балансування клітин?

Балансування елементів — це процес вирівнювання напруги та стану заряду між елементами, коли вони повністю заряджені.Немає двох однакових клітин.Завжди є невеликі відмінності в стані заряду, швидкості саморозряду, ємності, опорі та температурних характеристиках.Це вірно, навіть якщо клітини однієї моделі, одного виробника та однієї партії.Виробники сортуватимуть елементи за подібною напругою, щоб відповідати якомога точніше, але все ще існують невеликі варіації в окремих елементах імпедансу, ємності та швидкості саморозряду, що врешті-решт може призвести до розбіжностей у напрузі з часом.

Балансування клітин LifePO4

Акумуляторні блоки LiFePO4 (або будь-які літієві акумуляторні блоки) мають друковану плату зі збалансованою схемою, модулем захисної схеми (PCM) або схема керування акумулятором (BMS) плата, яка контролює батарею та її елементи, читайте цей блог, щоб дізнатися більше інформація про розумний захист літієвої схеми .У батареї зі схемою балансування схема просто балансує напруги окремих елементів батареї за допомогою апаратного забезпечення, коли батарея наближається до 100% SOC, промисловим стандартом для літій-залізофосфату є балансування вище напруги елемента 3,6 вольта.У PCM або BMS баланс також зазвичай підтримується апаратним забезпеченням, однак у схемі є додаткові засоби захисту або можливості керування, які захищають батарею, що виходить за межі того, що робить збалансована схема, наприклад обмеження струму заряду/розряду батареї.

Акумуляторні блоки SLA не контролюються так само, як літієві, тому вони не збалансовані таким же чином.Акумулятор SLA балансується шляхом заряджання акумулятора напругою трохи вищою, ніж зазвичай.Оскільки батарея не має внутрішнього моніторингу, її потрібно контролювати зовнішнім пристроєм, що називається ареометром, або людиною, щоб запобігти перегріву.Це не робиться автоматично, а зазвичай виконується в плановому графіку технічного обслуговування.

Балансування Клітини LifePO4 Техніки

Фундаментальне рішення балансування елементів вирівнює напругу та стан заряду між елементами, коли вони перебувають у повністю зарядженому стані.Балансування клітин зазвичай поділяють на два типи:

пасивний

● Активний

● Пасивне балансування клітин

Метод пасивного балансування клітин є дещо простим і зрозумілим.Розрядіть клітини через дисипативний обхідний шлях.Цей обхід може бути інтегрованим або зовнішнім по відношенню до інтегральної схеми (IC).Такий підхід є вигідним у недорогих системних додатках.Той факт, що 100% надлишкової енергії від елемента з більшою енергією розсіюється у вигляді тепла, робить пасивний метод менш бажаним для використання під час розряду через очевидний вплив на час роботи акумулятора.

Активне балансування Клітини LifePO4

Активне балансування елементів, яке використовує ємнісне або індуктивне перемикання заряду для передачі заряду між елементами акумулятора, є значно ефективнішим, оскільки енергія передається туди, де вона потрібна, замість того, щоб її відводити.Звичайно, компромісом для цієї покращеної ефективності є потреба в додаткових компонентах за вищою ціною.

Чому необхідне правильне балансування елементів живлення для акумуляторів

в Акумулятори LiFePO4 , як тільки елемент із найнижчою напругою досягне межі напруги розряду, визначеної BMS або PCM, він вимкне всю батарею.Якщо елементи були незбалансовані під час розряду, це може означати, що деякі елементи мають невикористану енергію і що батарея насправді не «порожня».Аналогічно, якщо під час заряджання елементи не збалансовані, заряджання буде перервано, щойно елемент з найвищою напругою досягне напруги відсікання, і не всі елементи LiFePO4 будуть повністю заряджені, а акумулятор не буде заряджений. або.

Що в цьому поганого?Для початку незбалансована батарея матиме нижчу ємність і вищу напругу відключення на рівні батареї.Крім того, постійне заряджання та розряджання незбалансованої батареї з часом посилить це.Відносно лінійний профіль розряду елементів LiFePO4 робить все більш важливим, щоб усі елементи були узгоджені та збалансовані – чим більша різниця між напругами елементів, тим менша ємність.

Теорія полягає в тому, що всі збалансовані елементи розряджаються з однаковою швидкістю, а отже, щоразу відключаються з однаковою напругою.Це не завжди вірно, тому наявність схеми балансування (або PCM/BMS) гарантує, що після заряджання елементи батареї можуть бути повністю збалансовані, щоб підтримувати проектну ємність батареї та повністю заряджатися.Правильне технічне обслуговування є ключовим фактором, щоб забезпечити повний термін служби вашої літієвої батареї, і балансування елементів є великою частиною цього.

Резюме

Балансування елементів важливе не тільки для покращення продуктивності та життєвих циклів акумулятора, воно додає елемент безпеки акумулятора.Однією з нових технологій для підвищення безпеки батареї та подовження терміну її служби є розширене балансування елементів.Оскільки нові технології балансування осередків відстежують рівень балансування, необхідний окремим осередкам, термін служби акумуляторних блоків збільшується, а загальна безпека акумулятора підвищується.

Якщо у вас є додаткові запитання щодо балансування елементів живлення, літієвих батарей або будь-чого іншого, будь ласка, не соромтеся зв'яжіться з нами .