Батареяҳои литийӣ ба муҳаррикҳое монанданд, ки нигоҳдорӣ надоранд; аBMSбе функсияи мувозинат танҳо як ҷамъкунандаи маълумот аст ва онро системаи идоракунӣ ҳисобидан мумкин нест. Ҳам мувозинаткунии фаъол ва ҳам ғайрифаъол барои бартараф кардани номувофиқатиҳо дар дохили батарея равона карда шудаанд, аммо принсипҳои амалисозии онҳо аз ҳамдигар комилан фарқ мекунанд.
Барои равшанӣ, дар ин мақола мувозинаткунӣ, ки аз ҷониби BMS тавассути алгоритмҳо оғоз мешавад, ҳамчун мувозинати фаъол муайян карда мешавад, дар ҳоле ки мувозинаткунӣ, ки аз резисторҳо барои пароканда кардани энергия истифода мебарад, мувозинати ғайрифаъол номида мешавад. Мувозинати фаъол интиқоли энергияро дар бар мегирад, дар ҳоле ки мувозинати ғайрифаъол парокандагии энергияро дар бар мегирад.
Принсипҳои асосии тарроҳии бастаи батарея
- Пуркунии батарея бояд пас аз пурра пур шудани элементи аввал қатъ шавад.
- Раҳоӣ бояд ҳангоми тамом шудани ҳуҷайраи аввал ба охир расад.
- Ҳуҷайраҳои заифтар нисбат ба ҳуҷайраҳои қавитар тезтар пир мешаванд.
- - ҳуҷайрае, ки заряди аз ҳама заиф дорад, дар ниҳоят батареяро маҳдуд мекунад'иқтидори истифодашаванда (заифтарин ҳалқа).
- Градиенти ҳарорати система дар дохили батарея боиси суст шудани кори ҳуҷайраҳо дар ҳарорати миёнаи баланд мегардад.
- Бе мувозинат, фарқияти шиддат байни ҳуҷайраҳои заифтарин ва қавитарин бо ҳар як давраи пуркунӣ ва холӣкунӣ меафзояд. Дар ниҳоят, як ҳуҷайра ба шиддати ҳадди аксар мерасад ва дигаре ба шиддати ҳадди ақал наздик мешавад, ки ба қобилияти пуркунӣ ва холӣкунии батарея халал мерасонад.
Аз сабаби номувофиқатии ҳуҷайраҳо дар тӯли вақт ва шароити гуногуни ҳарорат аз насб, мувозинати ҳуҷайраҳо муҳим аст.
Батареяҳои литий-ион асосан бо ду намуди номувофиқатӣ рӯбарӯ мешаванд: номувофиқатии пуркунӣ ва номувофиқатии иқтидор. Номувофиқатии пуркунӣ вақте рух медиҳад, ки заряди ҳуҷайраҳои дорои иқтидори якхела тадриҷан фарқ мекунад. Номувофиқатии иқтидор вақте рух медиҳад, ки ҳуҷайраҳо бо иқтидорҳои ибтидоии гуногун якҷоя истифода мешаванд. Гарчанде ки ҳуҷайраҳо одатан хуб мувофиқанд, агар онҳо тақрибан дар як вақт бо равандҳои истеҳсолии монанд истеҳсол карда шаванд, номувофиқатиҳо метавонанд аз ҳуҷайраҳои дорои манбаъҳои номаълум ё фарқиятҳои назарраси истеҳсолӣ ба вуҷуд оянд.
Мувозинати фаъол ва мувозинати ғайрифаъол
1. Мақсад
Бастаҳои батарея аз бисёр элементҳои пайвастшудаи силсилавӣ иборатанд, ки эҳтимолан якхела нестанд. Мувозинат кафолат медиҳад, ки инҳирофи шиддати элементҳо дар доираи диапазонҳои пешбинишуда нигоҳ дошта мешавад ва қобилияти истифода ва идорашавандагии умумиро нигоҳ медорад ва бо ин роҳ аз вайроншавӣ пешгирӣ мекунад ва мӯҳлати кори батареяро дароз мекунад.
2. Муқоисаи тарроҳӣ
- Мувозинати ғайрифаъол: Одатан, батареяҳои шиддати баландтарро бо истифода аз резисторҳо холӣ мекунад ва энергияи зиёдатиро ба гармӣ табдил медиҳад. Ин усул вақти пуркунии батареяҳои дигарро дароз мекунад, аммо самаранокии пасттар дорад.
- Мувозинати фаъол: Техникаи мураккабе, ки зарядро дар дохили ҳуҷайраҳо ҳангоми давраҳои пуркунӣ ва холӣкунӣ аз нав тақсим мекунад, вақти пуркуниро кам мекунад ва мӯҳлати холӣкуниро дароз мекунад. Он одатан стратегияҳои мувозинати поёнро ҳангоми холӣкунӣ ва стратегияҳои мувозинати болоро ҳангоми пуркунӣ истифода мебарад.
- Муқоисаи ҷиҳатҳои мусбат ва манфӣ: Мувозинати ғайрифаъол соддатар ва арзонтар аст, аммо самаранокии он камтар аст, зеро он энергияро ҳамчун гармӣ беҳуда сарф мекунад ва таъсири сусттари мувозинат дорад. Мувозинати фаъол самараноктар буда, интиқоли энергияро байни ҳуҷайраҳо таъмин мекунад, ки самаранокии умумии истифодабариро беҳтар мекунад ва мувозинатро зудтар ба даст меорад. Аммо, он сохторҳои мураккаб ва хароҷоти баландтарро дар бар мегирад, ки дар ҳамгироии ин системаҳо ба микросхемаҳои махсус мушкилот эҷод мекунад.
Хулоса
Консепсияи BMS дар аввал дар хориҷа таҳия шуда буд ва тарҳҳои аввалини IC ба муайян кардани шиддат ва ҳарорат нигаронида шуда буданд. Баъдтар консепсияи мувозинаткунӣ ҷорӣ карда шуд, ки дар аввал усулҳои разряди муқовиматиро, ки ба IC дохил карда шудаанд, истифода мебурд. Ин равиш ҳоло васеъ паҳн шудааст ва ширкатҳо ба монанди TI, MAXIM ва LINEAR чунин чипҳоро истеҳсол мекунанд, ки баъзеи онҳо драйверҳои коммутаторро ба чипҳо дохил мекунанд.
Аз принсипҳо ва диаграммаҳои мувозинати ғайрифаъол, агар батареяро бо як баррел муқоиса кунем, ҳуҷайраҳо ба монанди чӯбчаҳо мебошанд. Ҳуҷайраҳои дорои энергияи баландтар тахтаҳои дароз ва онҳое, ки дорои энергияи камтар мебошанд, тахтаҳои кӯтоҳ мебошанд. Мувозинати ғайрифаъол танҳо тахтаҳои дарозро "кӯтоҳ" мекунад, ки боиси беҳуда сарф шудани энергия ва бесамарӣ мегардад. Ин усул маҳдудиятҳо дорад, аз ҷумла парокандагии назарраси гармӣ ва таъсири мувозинати суст дар батареяҳои иқтидори калон.
Баръакс, мувозинати фаъол "тахтаҳои кӯтоҳро пур мекунад" ва энергияро аз ҳуҷайраҳои дорои энергияи баландтар ба ҳуҷайраҳои дорои энергияи пасттар интиқол медиҳад, ки боиси самаранокии баландтар ва ба даст овардани мувозинати зудтар мегардад. Аммо, он мушкилоти мураккабӣ ва хароҷотро ба вуҷуд меорад ва дар тарҳрезии матритсаҳои гузариш ва идоракунии дискҳо мушкилот эҷод мекунад.
Бо назардошти ин мувозинатҳо, мувозинати ғайрифаъол метавонад барои ҳуҷайраҳое, ки мутобиқати хуб доранд, мувофиқ бошад, дар ҳоле ки мувозинати фаъол барои ҳуҷайраҳое, ки тафовутҳои бештар доранд, афзалтар аст.
Вақти нашр: 27 августи соли 2024
