Бастаҳои батареяҳои литийӣ ба муҳаррикҳое монанданд, ки нигоҳдорӣ надоранд; аBMSбидуни вазифаи мувозинат танҳо як коллексияи маълумот аст ва онро системаи идоракунӣ ҳисоб кардан мумкин нест. Ҳам мувозинати фаъол ва ҳам ғайрифаъол ҳадафи бартараф кардани номувофиқатии дохили бастаи батареяро доранд, аммо принсипҳои татбиқи онҳо ба куллӣ фарқ мекунанд.
Барои равшанӣ, ин мақола мувозинатеро, ки аз ҷониби BMS тавассути алгоритмҳо оғоз шудааст, ҳамчун мувозинати фаъол муайян мекунад, дар ҳоле ки мувозинат, ки резисторҳоро барои пароканда кардани энергия истифода мебарад, мувозинати ғайрифаъол номида мешавад. Тавозуни фаъол интиқоли энергияро дар бар мегирад, дар ҳоле ки мувозинати ғайрифаъол паҳншавии энергияро дар бар мегирад.
Принсипҳои тарҳрезии бастаи батареяҳои асосӣ
- Вақте ки ҳуҷайраи якум пурра пур мешавад, пуркунии барқ бояд қатъ шавад.
- Боркашӣ бояд ҳангоми тамом шудани ҳуҷайраи аввал ба охир расад.
- Ҳуҷайраҳои заиф назар ба ҳуҷайраҳои қавӣ зудтар пир мешаванд.
- - ҳуҷайраи дорои заряди заифтарин дар ниҳоят бастаи батареяро маҳдуд мекунад'иќтидори истифодашаванда (пайванди заифтарин).
- Градиенти ҳарорати система дар бастаи батарея ҳуҷайраҳоро дар ҳарорати миёнаи баландтар заифтар мекунад.
- Бе мувозинат, фарқияти шиддат байни ҳуҷайраҳои заифтарин ва қавӣ бо ҳар як давраи заряд ва разряд зиёд мешавад. Дар ниҳоят, як ҳуҷайра ба шиддати максималӣ наздик мешавад ва дигаре ба шиддати ҳадди аққал наздик мешавад, ки ба қобилияти барқ ва разряди баста халал мерасонад.
Аз сабаби номувофиқ будани ҳуҷайраҳо бо мурури замон ва шароити гуногуни ҳарорат аз насб, мувозинати ҳуҷайра муҳим аст.
Батареяҳои литий-ионӣ пеш аз ҳама бо ду намуди номувофиқӣ рӯбарӯ мешаванд: номутобиқатии барқ ва номутобиқатии иқтидор. Нобаробаркунии барқ вақте рух медиҳад, ки ҳуҷайраҳои иқтидори якхела тадриҷан дар заряд фарқ мекунанд. Ҳангоми якҷоя истифода бурдани ҳуҷайраҳои дорои иқтидори ибтидоии гуногун номувофиқи иқтидор ба амал меояд. Гарчанде ки ҳуҷайраҳо умуман мувофиқат мекунанд, агар онҳо тақрибан дар як вақт бо равандҳои шабеҳи истеҳсолӣ истеҳсол карда шаванд, номувофиқӣ метавонад аз ҳуҷайраҳои дорои манбаъҳои номаълум ё фарқиятҳои назарраси истеҳсолӣ ба вуҷуд ояд.
Мувозинати фаъол ва мувозинати ғайрифаъол
1. Мақсад
Бастаҳои батарея аз бисёр ҳуҷайраҳои ба силсила пайваст иборатанд, ки ба гумон аст, ки якхела бошанд. Мувозинат кафолат медиҳад, ки инҳирофҳои шиддати ҳуҷайра дар доираи пешбинишуда нигоҳ дошта шаванд, қобили истифода ва идорашавандагии умумӣ нигоҳ дошта шаванд ва ба ин васила пешгирӣ кардани осеб ва дароз кардани мӯҳлати батареяро таъмин кунанд.
2. Муқоисаи тарҳрезӣ
- Мувозинати ғайрифаъол: Одатан ҳуҷайраҳои шиддати баландтарро бо истифода аз резисторҳо холӣ мекунанд ва энергияи зиёдатиро ба гармӣ табдил медиҳанд. Ин усул вақти пуркунии ҳуҷайраҳои дигарро дароз мекунад, аммо самаранокии камтар дорад.
- Мувозинати фаъол: Техникаи мураккабе, ки зарядро дар дохили ҳуҷайраҳо дар давоми давраҳои барқ ва разряд аз нав тақсим мекунад, вақти пуркунии барқро кам мекунад ва давомнокии разрядро дароз мекунад. Он одатан стратегияҳои мувозинати поёнро ҳангоми разряд ва стратегияҳои мувозинати болоиро ҳангоми пуркунӣ истифода мебарад.
- Муқоисаи мусбат ва манфии: Мувозинати ғайрифаъол соддатар ва арзонтар аст, вале камсамар аст, зеро он энергияро ҳамчун гармӣ сарф мекунад ва таъсири мутавозуни сусттар дорад. Тавозуни фаъол самараноктар буда, энергияро байни ҳуҷайраҳо интиқол медиҳад, ки самаранокии истифодаи умумиро беҳтар мекунад ва мувозинатро зудтар ба даст меорад. Аммо, он сохторҳои мураккаб ва хароҷоти баландро дар бар мегирад ва мушкилот дар ҳамгироии ин системаҳо ба IC-ҳои махсус.
Хулоса
Консепсияи BMS дар аввал дар хориҷа таҳия шуда буд ва тарҳҳои аввали IC ба муайянкунии шиддат ва ҳарорат тамаркуз мекарданд. Баъдтар мафҳуми мувозинат ҷорӣ карда шуд, ки дар аввал бо истифода аз усулҳои резистивии разряди ба IC муттаҳидшуда. Ин равиш ҳоло васеъ паҳн шудааст ва ширкатҳои монанди TI, MAXIM ва LINEAR ин гуна чипҳоро истеҳсол мекунанд, баъзеҳо драйверҳои коммутаторро ба чипҳо муттаҳид мекунанд.
Аз принсипҳо ва диаграммаҳои мувозинати ғайрифаъол, агар бастаи батареяро бо баррел муқоиса кунем, ҳуҷайраҳо ба сутунҳо монанданд. Ҳуҷайраҳои дорои энергияи баланд тахтаҳои дароз ва онҳое, ки энергияи камтар доранд, тахтаҳои кӯтоҳ мебошанд. Мувозинати ғайрифаъол танҳо тахтаҳои дарозро "кӯтоҳ" мекунад, ки дар натиҷа энергияи беҳуда сарфшуда ва бесамарӣ мегардад. Ин усул дорои маҳдудиятҳо, аз ҷумла паҳншавии назарраси гармӣ ва таъсири сусти мувозинат дар бастаҳои иқтидори калон мебошад.
Мувозинати фаъол, баръакс, "тахтаҳои кӯтоҳро пур мекунад", энергияро аз ҳуҷайраҳои энергияи баландтар ба ҳуҷайраҳои кам энергия интиқол медиҳад, ки дар натиҷа самаранокии баланд ва зудтар ба даст овардани мувозинат оварда мерасонад. Бо вуҷуди ин, он мушкилоти мураккабӣ ва хароҷотро бо мушкилот дар тарҳрезии матритсаҳои коммутатсионӣ ва идоракунии дискҳо пешниҳод мекунад.
Бо назардошти муомилаҳо, мувозинати ғайрифаъол метавонад барои ҳуҷайраҳои дорои мувофиқати хуб мувофиқ бошад, дар ҳоле ки мувозинати фаъол барои ҳуҷайраҳои ихтилофи бештар мувофиқ аст.
Вақти интишор: 27 август-2024
