چرا تعادل باتری برای بسته های باتری مهم است؟

سیستم های باتری قدرت خودرو از سلول های فردی متعدد تشکیل شده اند که به صورت سری به یکدیگر متصل شده اند تا نیازهای ولتاژ و قدرت خاص را برآورده کنند.به دلیل تغییرات بین سلول های فردی، ظرفیت کل باتری با ظرفیت ضعیف ترین سلول محدود می شود. در یک بسته سری متصل، اگرچه جریان جریان از طریق هر سلول یکسان است،تفاوت در ظرفیت منجر به عمق های مختلف تخلیه می شودسلول های با ظرفیت بالا معمولاً کم شارژ و کم تخلیه می شوند، در حالی که سلول های با ظرفیت پایین مستعد شارژ و تخلیه بیش از حد هستند.سلول های با ظرفیت بالا به آرامی تخریب می شوند و طولانی تر دوام می آورند، در حالی که سلول های کم ظرفیت سریعتر تخریب می شوند و طول عمر کوتاه تری دارند.در نهایت منجر به شکست زودرس کل باتری بسته به دلیل شکست سلول های کم ظرفیت.

ACEYتست کننده باتریمی تواند ظرفیت، عمر چرخه و عملکرد شارژ-افزایش باتری را اندازه گیری کند.

هدف اساسی تعادل "حلاقه کردن قله ها و پر کردن دره ها" است. این شامل استفاده از مدارهای خارجی برای تنظیم جریان شارژ و تخلیه در طول شارژ، تخلیه،یا دوره های بیکار برای اطمینان از ولتاژ ثابت در سراسر سلول ها در طول کار، در نتیجه برد رانندگی خودرو و عمر باتری را افزایش می دهد.

پدیده ای که در آن عملکرد باتری بسته به دلیل تغییرات عملکرد بین سلول های فردی کاهش می یابد، به طور معمول به عنوان "ناباخت سلول" یا "ناتوازن" شناخته می شود.این عدم تعادل ناشی از نقص در فرآیند تولید و روش های آزمایش است نه تغییرات در خواص شیمیایی ذاتی سلول هاحتی هنگامی که سلول ها پس از تولید مرتب و تطبیق می شوند، عدم تعادل هنوز هم ممکن است رخ دهد. به عنوان مثال، نرخ های مختلف خود تخلیه می تواند باعث عدم تعادل ظرفیت در طول دوره های بیکار شود.در حالی که مقاومت های داخلی متفاوت می تواند منجر به شارژ بیش از حد سلول های خاص در طول فرآیند شارژ شود.
برای دستیابی به کنترل تعادل برای سلول های فردی، تعادل کننده به عنوان یک جزء اصلی سیستم مدیریت باتری (BMS) عمل می کند؛ بدون تعادل کننده،سیستم مدیریت حتی با دسترسی به داده های اندازه گیری قادر به انجام اقدامات اصلاحی نخواهد بود، مفهوم "مدیریت" را بی معنی می کند.

I. مدل اساسی مدیریت کنترل تعادل

مدل کنترل تعادل مورد بحث در این فصل برای بسته های باتری با پیکربندی سری اعمال می شود، با فرض وجود کل سلول های * n * در بسته.ظرفیت و حالت شارژ (SOC) سلول های فردی در بسته ممکن است در هر زمان مشخصی متفاوت باشد.برای وسایل نقلیه الکتریکی، ناسازگاری بین سلول های باتری قدرت اجتناب ناپذیر است، عمدتا به دلیل دو عامل زیر:

• عدم سازگاری ناشی از فرآیند تولید باتری
• عدم سازگاری ناشی از محیط های عملیاتی.

II. طبقه بندی مدیریت کنترل تعادل

انواع مختلفی از روش های کنترل تعادل باتری وجود دارد و به طور مداوم روش های جدید در حال ظهور هستند.طبقه بندی این روش ها چالش برانگیز است زیرا معیارهای طبقه بندی مختلف نتایج متفاوتی را به دست می آورند.جدول زیر معیارهای طبقه بندی مشترک و انواع مربوطه را خلاصه می کند.

III. اهمیت مدیریت کنترل تعادل

1مدیریت کنترل تعادل به افزایش ظرفیت کلی باتری کمک می کند.
یک بسته باتری متشکل از چهار سلول (B1، B2، B3، B4) را در نظر بگیرید. فرض کنید ظرفیت نامی آنها یکسان است (C1=C2=C3=C4=Cmax) ؛ با این حال، با توجه به عواملی مانند نرخ خود تخلیه متفاوت،ظرفیت های اولیه آنها قبل از یک چرخه شارژ متفاوت استاز آنجا که سلول ها به صورت سری متصل می شوند، ظرفیت باقی مانده بسته به طور یکنواخت کاهش می یابد؛ با گذشت زمان، یک عدم تعادل ایجاد می شود.کنترل تعادل امکان افزایش کل ظرفیت قابل استفاده را فراهم می کند.

2مدیریت کنترل تعادل به تنظیم عمق شارژ و تخلیه برای سلول های باتری قدرت کمک می کند.
اول، مدیریت تعادل ایمنی باتری را افزایش می دهد. بدون مدیریت تعادل شارژ، این سناریو را در نظر بگیرید: از میان چهار سلول، یکی (B2) به شارژ کامل نزدیک می شود (به عنوان مثال، حالت شارژ یا SOC،بیش از 95 درصد)به دلیل نیروی الکتروموتوری و ویژگی های مقاومت داخلی، ولتاژ کار آن به سرعت افزایش می یابد، و باعث می شود که آن را مستعد شارژ بیش از حد باشد.

دوم، مدیریت تعادل طول عمر باتری را افزایش می دهد. سوم، مدیریت تعادل امکان پیری یکنواخت باتری را فراهم می کند و در نتیجه ثبات وضعیت سلامت (SOH) را بهبود می بخشد.عدم انسجام در SOH مشکلات را برای سیستم مدیریت باتری ایجاد می کند· این کار کار دشوار برآورد بار باقیمانده باتری را پیچیده می کند (یا حالت شارژ،SOC) و مانع از اجرای استراتژی های شارژ بهینه شده برای بسته باتری می شود.برای افزایش ثبات SOH در سراسر بسته، عواملی که بر پیری باتری تأثیر می گذارند باید هر سلول فردی را تا حد ممکن به طور مساوی تحت تاثیر قرار دهند.اجرای کنترل تعادل برای اطمینان از عمق تخلیه ثابت (DOD) در سراسر سلول ها یک روش موثر برای دستیابی به پیری یکنواخت استکنترل تعادل عمق تخلیه ثابت را در طول کار حفظ می کند.که نه تنها طول عمر چرخه کلی باتری را افزایش می دهد، بلکه همچنین تخریب یکنواخت را تضمین می کند.، که منجر به مقادیر SOH می شود که نسبتاً در تمام سلول ها مشابه هستند.

ما رو مسح کن

انرژی جدیدمتخصص در تحقیق و تولید تجهیزات پیشرفته برای باتری های لیتیوم یون است.ما می توانیم یک راه حل متوقف برای خط تولید باتری لیتیوم یون برای باتری استوانه ای / پرزماتیک ارائه دهیماگر شما علاقه مند به تست کننده باتری یا معادل کننده باتری هستید، لطفا با ما تماس بگیرید.