Wanneer toestelle 'n langdurige, hoë werkverrigting benodigLifePo4-batterypak, hulle moet elke sel balanseer. 
Waarom moet die LifePo4-batterypak gebalanseer word? LifePo4-batterye is onderhewig aan baie eienskappe soos oorspanning, onderspanning, oorlaai- en ontlaaistroom, termiese weghol en batteryspanningswanbalans. Een van die belangrikste faktore is selwanbalans, wat die spanning van elke sel in die pak oor tyd verander, waardeur die batterykapasiteit vinnig verminder word. Wanneer die LifePo4-batterypak ontwerp is om verskeie selle in serie te gebruik, is dit belangrik om die elektriese eienskappe te ontwerp om die selspannings konsekwent te balanseer. Dit is nie net vir die werkverrigting van die batterypak nie, maar ook om die lewensiklus te optimaliseer. Die behoefte aan leerstelling is dat batterybalansering plaasvind voor en na die battery gebou is en dwarsdeur die battery se lewensiklus gedoen moet word om optimale batterywerkverrigting te handhaaf! Die gebruik van batterybalansering stel ons in staat om batterye met hoër kapasiteit vir toepassings te ontwerp, want balansering laat die battery toe om 'n hoër ladingstoestand (SOC) te bereik. Jy kan jou voorstel dat jy baie LifePo4-seleenhede in serie koppel asof jy 'n slee met baie sleehonde trek. Die slee kan slegs met maksimum doeltreffendheid getrek word as al die sleehonde teen dieselfde spoed loop. Met vier sleehonde, as een sleehond stadig hardloop, moet die ander drie sleehonde ook hul spoed verminder, wat die doeltreffendheid verminder, en as een sleehond vinniger hardloop, sal dit uiteindelik die las van die ander drie sleehonde trek en homself seermaak. Daarom, wanneer verskeie LifePo4-selle in serie gekoppel word, moet die spanningswaardes van alle selle gelyk wees om 'n meer doeltreffende LifePo4-batterypak te verkry. 
Die nominale LifePo4-battery word op slegs ongeveer 3.2V gegradeer, maar inhuishoudelike energiebergingstelsels, draagbare kragbronne, industriële, telekommunikasie-, elektriese voertuig- en mikronetwerktoepassings, benodig ons baie hoër as die nominale spanning. In onlangse jare het herlaaibare LifePo4-batterye 'n kritieke rol gespeel in kragbatterye en energiebergingstelsels as gevolg van hul ligte gewig, hoë energiedigtheid, lang lewensduur, hoë kapasiteit, vinnige laai, lae selfontladingsvlakke en omgewingsvriendelikheid. Selbalansering verseker dat die spanning en kapasiteit van elke LifePo4-sel op dieselfde vlak is, andersins sal die reikwydte en lewensduur van die LiFePo4-batterypak aansienlik verminder word, en die batteryprestasie sal agteruitgaan! Daarom is LifePo4-selbalans een van die belangrikste faktore om die kwaliteit van die battery te bepaal. Tydens werking sal 'n klein spanningsgaping voorkom, maar ons kan dit binne 'n aanvaarbare reeks hou deur middel van selbalansering. Tydens balansering ondergaan die selle met die hoër kapasiteit 'n volle laai-/ontlaaisiklus. Sonder selbalansering is die sel met die stadigste kapasiteit 'n swak punt. Selbalansering is een van die kernfunksies van die BMS, saam met temperatuurmonitering, laai en ander funksies wat help om die pak se lewensduur te maksimeer. Ander redes vir batterybalansering: LifePo4 battery pkak onvolledige energieverbruik Om meer stroom te absorbeer as waarvoor die battery ontwerp is, of om die battery kort te sluit, sal heel waarskynlik voortydige batteryversaking veroorsaak. Wanneer 'n LifePo4-batterypak ontlaai, sal swakker selle vinniger ontlaai as gesonde selle, en hulle sal die minimum spanning vinniger bereik as ander selle. Wanneer 'n sel die minimum spanning bereik, word die hele batterypak ook van die las ontkoppel. Dit lei tot 'n ongebruikte kapasiteit van batterypak-energie. Seldegradasie Wanneer 'n LifePo4-sel selfs net effens bo die aanbevole waarde oorlaai word, word die doeltreffendheid en ook die lewensduur van die sel verminder. Byvoorbeeld, 'n geringe toename in laaispanning van 3.2V na 3.25V sal die battery vinniger met 30% afbreek. Dus, as die selbalansering nie akkuraat is nie, sal geringe oorlading ook die battery se lewensduur verkort. Onvolledige laai van 'n selpak LifePo4-batterye word teen 'n deurlopende stroom van tussen 0.5 en 1.0 gehef. Die LifePo4-batteryspanning styg soos die laaiproses voortduur en bereik 'n hoogtepunt wanneer dit volledig gehef is, en daal gevolglik. Dink aan drie selle met onderskeidelik 85 Ah, 86 Ah en 87 Ah en 100 persent SoC, en al die selle word dan afgelaai en hul SoC neem af. Jy kan vinnig agterkom dat sel 1 die eerste is wat sonder energie opraak, aangesien dit die laagste kapasiteit het. Wanneer krag op die selpakke geplaas word en dieselfde stroom deur die selle vloei, bly sel 1 weer eens terug tydens laai en kan dit as volledig gelaai beskou word, aangesien die ander twee selle volledig gelaai is. Dit beteken dat sel 1 'n laer Coulometriese Effektiwiteit (CE) het as gevolg van die sel se selfverhitting wat tot sel-ongelykheid lei. Termiese Weglopie Die verskriklikste punt wat kan plaasvind, is termiese weghol. Soos ons verstaanlitiumselleis baie sensitief vir oorlading sowel as oorontlading. In 'n pak van 4 selle, as een sel 3.5 V is terwyl die ander 3.2 V is, sal die lading al die selle saam laai omdat hulle in serie is en dit sal die 3.5 V-sel tot 'n hoër as aanbevole spanning laai omdat die ander batterye steeds gelaai moet word. Dit lei tot termiese weghol wanneer die tempo van interne hitteopwekking die tempo oorskry waarteen die hitte vrygestel kan word. Dit veroorsaak dat die LifePo4-battery termies onbeheerd raak. Wat veroorsaak sel-onbalans in batterypakke? Nou verstaan ons waarom dit noodsaaklik is om al die selle in 'n batterypak gebalanseerd te hou. Om die probleem egter behoorlik aan te spreek, moet ons eerstehands weet waarom die selle ongebalanseerd raak. Soos vroeër genoem, word verseker dat al die selle in dieselfde spanningsvlakke bly wanneer 'n batterypak geskep word deur die selle in serie te plaas. Dus sal 'n nuwe batterypak altyd gebalanseerde selle hê. Maar soos die batterypak in gebruik geneem word, raak die selle ongebalanseerd as gevolg van die volgende faktore. SOC-teenstrydigheid Dit is ingewikkeld om die SOC van 'n sel te meet; daarom is dit baie ingewikkeld om die SOC van spesifieke selle in 'n battery te meet. 'n Optimale selharmoniseringsmetode moet die selle van dieselfde SOC pas in plaas van presies dieselfde spanningsgrade (OCV). Maar aangesien dit byna onmoontlik is om selle slegs op spanningsterme te pas wanneer 'n battery gemaak word, kan die variant in SOC mettertyd 'n verandering in OCV tot gevolg hê. Binneweerstandsvariant Dit is uiters moeilik om selle met dieselfde interne weerstand (IR) te vind, en soos die battery ouer word, verander die IR van die sel ook, en daarom sal nie alle selle in 'n batterypak dieselfde IR hê nie. Soos ons verstaan, dra die IR by tot die interne weerstand van die sel, wat die stroom wat deur 'n sel vloei, bepaal. Omdat die IR gevarieer word, verander die stroom deur die sel en ook die spanning daarvan. Temperatuurvlak Die fakturerings- en ontladingsvermoë van die sel hang ook af van die temperatuur rondom dit. In 'n beduidende batterypak soos in elektriese voertuie of sonkragaanlegte, is die selle versprei oor 'n afvalarea en daar kan 'n temperatuurverskil tussen die pak self wees, wat veroorsaak dat een sel vinniger laai of ontlaai as die oorblywende selle, wat 'n ongelykheid veroorsaak. Uit bogenoemde faktore is dit duidelik dat ons nie kan verhoed dat selle tydens die proses ongebalanseerd raak nie. Die enigste oplossing is dus om 'n eksterne stelsel te gebruik wat vereis dat die selle weer gebalanseer word nadat hulle ongebalanseerd geraak het. Hierdie stelsel word die Battery Balanseringstelsel genoem. 
Hoe om 'n balans in die LiFePo4-battery te bereik? Batterybestuurstelsel (BMS) Oor die algemeen kan 'n LiFePo4-batterypak nie self batterybalansering bereik nie, dit kan bereik word deurbatterybestuurstelsel(BMS). Die batteryvervaardiger sal die batterybalanseringsfunksie en ander beskermingsfunksies soos oorspanningsbeskerming teen lading, SOC-aanwyser, oortemperatuuralarm/beskerming, ens. op hierdie BMS-bord integreer. Li-ioon batterylaaier met balanseringsfunksie Ook bekend as 'n "balansbatterylaaier", integreer die laaier 'n balansfunksie om verskillende batterye met verskillende stringtellings (bv. 1~6S) te ondersteun. Selfs al het jou battery nie 'n BMS-bord nie, kan jy jou Li-ioonbattery met hierdie batterylaaier laai om balansering te verkry. Balanseringsbord Wanneer jy 'n gebalanseerde batterylaaier gebruik, moet jy ook die laaier en jou battery aan die balanseringsbord koppel deur 'n spesifieke sok van die balanseringsbord te kies. Beskermingskringmodule (PCM) Die PCM-bord is 'n elektroniese bord wat aan die LiFePo4-batterypak gekoppel is en die hoofdoel daarvan is om die battery en die gebruiker teen wanfunksie te beskerm. Om veilige gebruik te verseker, moet die LiFePo4-battery onder baie streng spanningsparameters werk. Afhangende van die batteryvervaardiger en chemie, wissel hierdie spanningsparameter tussen 3.2 V per sel vir ontlaaide batterye en 3.65 V per sel vir herlaaibare batterye. Die PCM-bord monitor hierdie spanningsparameters en ontkoppel die battery van die las of laaier indien dit oorskry word. In die geval van 'n enkele LiFePo4-battery of veelvuldige LiFePo4-batterye wat parallel gekoppel is, word dit maklik bereik omdat die PCM-bord die individuele spannings monitor. Wanneer veelvuldige batterye egter in serie gekoppel word, moet die PCM-bord die spanning van elke battery monitor. Tipes batterybalansering Verskeie batterybalanseringsalgoritmes is ontwikkel vir LiFePo4-batterypakke. Dit word verdeel in passiewe en aktiewe batterybalanseringsmetodes gebaseer op batteryspanning en SOC. 
Passiewe Batterybalansering Die passiewe batterybalanseringstegniek skei die oortollige lading van 'n volledig geaktiveerde LiFePo4-battery deur middel van weerstandselemente en gee alle selle 'n soortgelyke lading as die laagste LiFePo4-batterylading. Hierdie tegniek is meer betroubaar en gebruik minder komponente, wat die algehele stelselkoste verminder. Die tegnologie verminder egter die doeltreffendheid van die stelsel, aangesien energie in die vorm van hitte verkwis word wat energieverlies genereer. Daarom is hierdie tegnologie geskik vir lae-krag toepassings. 
Aktiewe batterybalansering Aktiewe ladingbalansering is 'n oplossing vir die uitdagings wat met LiFePo4-batterye geassosieer word. Die aktiewe selbalanseringstegniek ontlaai die lading van die hoër-energie LiFePo4-battery en dra dit oor na die laer-energie LiFePo4-battery. In vergelyking met passiewe selbalanseringstegnologie, bespaar hierdie tegniek energie in die LiFePo4-batterymodule, wat die doeltreffendheid van die stelsel verhoog, en benodig minder tyd om tussen LiFePo4-batterypakselle te balanseer, wat hoër laaistrome moontlik maak. Selfs wanneer die LiFePo4-batterypak in rus is, verloor selfs perfek gepaarde LiFePo4-batterye lading teen verskillende tempo's omdat die tempo van selfontlading wissel na gelang van die temperatuurgradiënt: 'n 10°C-toename in batterytemperatuur verdubbel reeds die tempo van selfontlading. Aktiewe ladingbalansering kan egter selle na ewewig herstel, selfs al is hulle in rus. Hierdie tegniek het egter komplekse stroombane, wat die algehele stelselkoste verhoog. Daarom is aktiewe selbalansering geskik vir hoëkragtoepassings. Daar is verskeie aktiewe balanseringsstroombaantopologieë wat geklassifiseer word volgens energiebergingskomponente, soos kapasitors, induktors/transformators en elektroniese omsetters. Oor die algemeen verminder die aktiewe batterybestuurstelsel die totale koste van die LiFePo4-batterypak omdat dit nie oorgrootte selle vereis om te kompenseer vir verspreiding en ongelyke veroudering tussen die LiFePo4-batterye nie. Aktiewe batterybestuur word krities wanneer ou selle met nuwe selle vervang word en daar beduidende variasie binne die LiFePo4-batterypak is. Aangesien aktiewe batterybestuurstelsels dit moontlik maak om selle met groot parametervariasies in LiFePo4-batterypakke te installeer, neem produksie-opbrengste toe terwyl waarborg- en onderhoudskoste afneem. Daarom bevoordeel aktiewe batterybestuurstelsels die werkverrigting, betroubaarheid en veiligheid van die batterypak, terwyl dit help om koste te verminder. Som op Om die gevolge van selspanningsdrywing te verminder, moet wanbalanse behoorlik gemodereer word. Die doel van enige balanseringsoplossing is om die LiFePo4-batterypak toe te laat om teen sy beoogde vlak van prestasie te werk en sy beskikbare kapasiteit uit te brei. Batterybalansering is nie net belangrik vir die verbetering van die werkverrigting nie, enlewensiklus van batterye, dit voeg ook 'n veiligheidsfaktor by die LiFePo4-batterypak. Een van die opkomende tegnologieë vir die verbetering van batteryveiligheid en die verlenging van batterylewe. Aangesien die nuwe batterybalanseringstegnologie die hoeveelheid balansering wat vir individuele LiFePo4-selle benodig word, dophou, verleng dit die lewensduur van die LiFePo4-batterypak en verbeter dit die algehele batteryveiligheid.
Plasingstyd: 8 Mei 2024