Cumu l'equilibriu cellulare allunga a vita di a batteria Po4?

Quandu i dispusitivi anu bisognu di una longa durata è di alte prestazioniPacchettu di batterie LifePo4, anu bisognu di equilibrà ogni cellula. Perchè a batteria LifePo4 hà bisognu di equilibrà a batteria? E batterie LifePo4 sò sottumesse à parechje caratteristiche cum'è a sovratensione, a sottotensione, a sovraccarica è a corrente di scarica, a fuga termica è u squilibriu di a tensione di a batteria. Unu di i fattori più impurtanti hè u squilibriu di e cellule, chì cambia a tensione di ogni cellula in u pacchettu cù u tempu, riducendu cusì rapidamente a capacità di a batteria. Quandu u pacchettu di batterie LifePo4 hè cuncipitu per aduprà parechje cellule in serie, hè impurtante cuncepisce e caratteristiche elettriche per equilibrà in modu coerente e tensioni di e cellule. Questu ùn hè micca solu per e prestazioni di u pacchettu di batterie, ma ancu per ottimizà u ciclu di vita. A necessità di duttrina hè chì u bilanciamentu di a batteria si faci prima è dopu chì a batteria sia custruita è deve esse fattu durante tuttu u ciclu di vita di a batteria per mantene prestazioni ottimali di a batteria! L'usu di l'equilibratura di a batteria ci permette di cuncepisce batterie cù una capacità più alta per l'applicazioni perchè l'equilibratura permette à a batteria di ottene un statu di carica (SOC) più altu. Pudete imaginà di cunnette parechje unità di celle LifePo4 in serie cum'è s'è vo tirassi una slitta cù parechji cani da slitta. A slitta pò esse tirata solu cù a massima efficienza s'è tutti i cani da slitta correnu à a listessa velocità. Cù quattru cani da slitta, s'è un cane da slitta corre pianu pianu, allora l'altri trè cani da slitta devenu ancu riduce a so velocità, riducendu cusì l'efficienza, è s'è un cane da slitta corre più veloce, finirà per tirà u pesu di l'altri trè cani da slitta è ferisce si. Dunque, quandu parechje celle LifePo4 sò cunnesse in serie, i valori di tensione di tutte e celle devenu esse uguali per ottene un paccu di batterie LifePo4 più efficiente. A batteria LifePo4 nominale hè valutata à solu circa 3,2 V, ma insistemi di almacenamiento di energia domestica, alimentatori portatili, applicazioni industriali, di telecomunicazioni, di veiculi elettrici è di microrete, avemu bisognu di una tensione assai più alta di a tensione nominale. In l'ultimi anni, e batterie ricaricabili LifePo4 anu ghjucatu un rolu cruciale in e batterie di putenza è in i sistemi di accumulazione di energia per via di a so leggerezza, l'alta densità di energia, a longa durata, l'alta capacità, a carica rapida, i bassi livelli di autoscarica è u rispettu di l'ambiente. L'equilibriu di e cellule assicura chì a tensione è a capacità di ogni cellula LifePo4 sianu à u listessu livellu, altrimenti, l'autonomia è a durata di vita di u paccu di batterie LiFePo4 saranu assai ridutte, è e prestazioni di a batteria saranu degradate! Dunque, l'equilibriu di e cellule LifePo4 hè unu di i fattori più impurtanti per determinà a qualità di a batteria. Durante u funziunamentu, si verificarà una piccula lacuna di tensione, ma pudemu mantene la in un intervallu accettabile per mezu di l'equilibriu di e cellule. Durante l'equilibramentu, e cellule di capacità più alta subiscenu un ciclu cumpletu di carica/scarica. Senza l'equilibramentu di e cellule, a cellula cù a capacità più lenta hè un puntu debule. L'equilibramentu di e cellule hè una di e funzioni principali di u BMS, inseme cù u monitoraghju di a temperatura, a carica è altre funzioni chì aiutanu à massimizà a vita di u paccu. Altre ragioni per l'equilibriu di a batteria: Batteria LifePo4 pcak cunsumu energeticu incompletu Assorbe più corrente di quella chì a batteria hè cuncipita o mette in cortocircuitu a batteria hè più prubabile di causà un guastu prematuru di a batteria. Quandu una batteria LifePo4 si scarica, e cellule più debuli si scaricanu più velocemente di e cellule sane, è ghjunghjenu à a tensione minima più velocemente di l'altre cellule. Quandu una cellula ghjunghje à a tensione minima, ancu tutta a batteria hè scollegata da u caricu. Questu si traduce in una capacità inutilizata di energia di a batteria. Degradazione cellulare Quandu una cellula LifePo4 hè sovraccaricata ancu un pocu sopra à u so valore cunsigliatu, l'efficacità è ancu u prucessu di vita di a cellula sò ridutti. Per esempiu, un picculu aumentu di a tensione di carica da 3,2 V à 3,25 V romperà a batteria più rapidamente di u 30%. Dunque, se u bilanciamentu di e cellule ùn hè micca precisu, ancu una ligera sovraccarica diminuirà a durata di vita di a batteria. Caricamentu incompletu di un pacchettu cellulare E batterie LifePo4 sò fatturate à una corrente cuntinua trà 0,5 è 1,0 tassi. A tensione di a batteria LifePo4 aumenta mentre a carica procede per ghjunghje à un puntu culminante quandu hè cumpletamente caricata è dopu diminuisce di cunsiguenza. Pensate à trè cellule cù 85 Ah, 86 Ah è 87 Ah rispettivamente è 100% SoC, è tutte e cellule sò dopu liberate è u so SoC diminuisce. Pudete scopre rapidamente chì a cellula 1 finisce per esse a prima à esaurisce l'energia postu chì hà a capacità più bassa. Quandu l'alimentazione hè cunnessa à i pacchetti di cellule è a listessa corrente scorre per e cellule, torna, a cellula 1 si blocca durante a carica è pò esse cunsiderata cumpletamente carica postu chì l'altre duie cellule sò cumpletamente cariche. Questu significa chì e cellule 1 anu una efficacia coulometrica (CE) più bassa per via di l'autoriscaldamentu di a cellula chì provoca una disuguaglianza cellulare. Fuga termica U puntu u più terribile chì pò accade hè a fuga termica. Cum'è sapemucellule di litiusò assai sensibili à a sovraccarica è ancu à a sovrascarica. In un pacchettu di 4 cellule, se una cellula hè 3,5 V mentre l'altre sò 3,2 V, a carica caricherà tutte e cellule inseme perchè sò in serie è caricherà a cellula di 3,5 V à una tensione più alta di quella cunsigliata perchè l'altre batterie anu sempre bisognu di carica. Questu porta à una fuga termica quandu a velocità di generazione di calore internu supera a velocità à a quale u calore pò esse liberatu. Questu face chì u pacchettu di batterie LifePo4 diventi termicamente incontrollatu. Chì sò e cause di u squilibriu cellulare in i pacchi batteria? Avà capimu perchè mantene tutte e cellule equilibrate in una batteria hè essenziale. Eppuru, per risolve u prublema in modu adattatu, duvemu sapè perchè e cellule si sbilancianu in prima persona. Cum'è dettu prima, quandu una batteria hè creata mettendu e cellule in serie, si assicura chì tutte e cellule restinu à i stessi livelli di tensione. Cusì, una batteria nova avarà sempre cellule equilibrate. Eppuru, quandu a batteria hè messa in usu, e cellule si sbilancianu per via di i seguenti fattori. Discrepanza SOC Misurà u SOC di una cellula hè cumplicatu; dunque hè assai intricatu di valutà u SOC di cellule specifiche in una batteria. Un metudu ottimale di armonizazione di e cellule deve currisponde à e cellule di u listessu SOC invece di i stessi gradi di tensione (OCV). Ma postu chì hè guasi impussibile chì e cellule sianu currispundenti solu in termini di tensione quandu si face un pacchettu, a variante in SOC pò purtà à una mudificazione in OCV à tempu debitu. Variante di resistenza interna Hè estremamente difficiule di truvà cellule di a listessa resistenza interna (IR) è cù l'invechjamentu di a batteria, l'IR di a cellula si altera ancu di più, dunque in un paccu di batterie micca tutte e cellule averanu u listessu IR. Cum'è sapemu, l'IR aghjusta à l'insuscettibilità interna di a cellula chì determina a corrente chì scorre attraversu una cellula. Siccomu l'IR hè variatu, a corrente attraversu a cellula è ancu a so tensione diventanu diverse. Livellu di temperatura A capacità di carica è di liberazione di a cellula dipende ancu da a temperatura intornu. In un pacchettu di batterie significativu cum'è in i veiculi elettrici o in i pannelli solari, e cellule sò distribuite annantu à una zona di scarto è ci pò esse una differenza di temperatura trà u pacchettu stessu, ciò chì face chì una cellula si carichi o si scarichi più velocemente di e cellule rimanenti, causendu una disuguaglianza. Da i fattori sopra menzionati, hè chjaru chì ùn pudemu micca impedisce chì e cellule sianu squilibrate durante a prucedura. Dunque, l'unicu rimediu hè di utilizà un sistema esternu chì richiede chì e cellule sianu equilibrate di novu dopu chì si sò squilibrate. Stu sistema hè chjamatu Sistema di Equilibriu di a Batteria. Cumu ottene l'equilibriu di a batteria LiFePo4? Sistema di Gestione di a Batteria (BMS) In generale, a batteria LiFePo4 ùn pò micca ottene l'equilibriu di a batteria da sola, pò esse ottenuta dasistema di gestione di a batteria(BMS). U fabricatore di a batteria integrerà a funzione di bilanciamentu di a batteria è altre funzioni di prutezzione cum'è a prutezzione di sovratensione, l'indicatore SOC, l'allarme / prutezzione di sovratemperatura, ecc. nantu à sta scheda BMS. Caricatore di batteria Li-ion cù funzione di bilanciamentu Cunnisciutu ancu cum'è "caricatore di batteria equilibratu", u caricatore integra una funzione di equilibriu per supportà diverse batterie cù diversi numeri di stringa (per esempiu 1 ~ 6S). Ancu s'è a vostra batteria ùn hà micca una scheda BMS, pudete caricà a vostra batteria Li-ion cù questu caricatore di batteria per ottene l'equilibriu. Tavola d'equilibriu Quandu aduprate un caricatore di batteria equilibratu, duvete ancu cunnette u caricatore è a vostra batteria à a scheda di equilibratura selezziunendu una presa specifica da a scheda di equilibratura. Modulu di Circuitu di Prutezzione (PCM) A scheda PCM hè una scheda elettronica cunnessa à a batteria LiFePo4 è a so funzione principale hè di prutege a batteria è l'utente da malfunzionamenti. Per assicurà un usu sicuru, a batteria LiFePo4 deve funziunà sottu parametri di tensione assai stretti. Sicondu u fabricatore di a batteria è a chimica, questu parametru di tensione varieghja trà 3,2 V per cellula per e batterie scariche è 3,65 V per cellula per e batterie ricaricabili. A scheda PCM surveglia questi parametri di tensione è scollega a batteria da u caricu o da u caricatore s'elli sò superati. In u casu di una sola batteria LiFePo4 o di parechje batterie LiFePo4 cunnesse in parallelu, questu hè facilmente realizatu perchè a scheda PCM monitorizza e tensioni individuali. Tuttavia, quandu parechje batterie sò cunnesse in serie, a scheda PCM deve monitorizà a tensione di ogni batteria. Tipi di equilibramentu di a batteria Diversi algoritmi di bilanciamentu di batterie sò stati sviluppati per u paccu di batterie LiFePo4. Hè divisu in metudi di bilanciamentu di batterie passivi è attivi basati nantu à a tensione di a batteria è u SOC. Equilibramentu passivu di a batteria A tecnica di equilibramentu passivu di a batteria separa a carica eccessiva da una batteria LiFePo4 cumpletamente energizzata per mezu di elementi resistivi è dà à tutte e cellule una carica simile à a carica di batteria LiFePo4 più bassa. Sta tecnica hè più affidabile è usa menu cumpunenti, riducendu cusì u costu generale di u sistema. Tuttavia, a tecnulugia riduce l'efficienza di u sistema postu chì l'energia hè dissipata in forma di calore chì genera perdita di energia. Dunque, sta tecnulugia hè adatta per applicazioni di bassa putenza. Equilibriu attivu di a batteria L'equilibriu attivu di a carica hè una suluzione à i sfidi assuciati à e batterie LiFePo4. A tecnica di equilibriu attivu di e cellule scarica a carica da a batteria LiFePo4 di più alta energia è a trasferisce à a batteria LiFePo4 di più bassa energia. In paragone cù a tecnulugia di equilibriu passivu di e cellule, sta tecnica risparmia energia in u modulu di batteria LiFePo4, aumentendu cusì l'efficienza di u sistema, è richiede menu tempu per equilibrà trà e cellule di u pacchettu di batterie LiFePo4, permettendu correnti di carica più elevate. Ancu quandu u pacchettu di batterie LiFePo4 hè à riposu, ancu e batterie LiFePo4 perfettamente abbinate perdenu a carica à velocità diverse perchè a velocità di autoscarica varia secondu u gradiente di temperatura: un aumentu di 10°C di a temperatura di a batteria raddoppia digià a velocità di autoscarica. Tuttavia, l'equilibriu attivu di a carica pò ristabilisce l'equilibriu di e cellule, ancu s'elle sò à riposu. Tuttavia, sta tecnica hà circuiti cumplessi, chì aumentanu u costu generale di u sistema. Dunque, l'equilibriu attivu di e cellule hè adattatu per applicazioni di alta putenza. Ci sò diverse topologie di circuiti di equilibriu attivi classificate secondu i cumpunenti di almacenamiento di energia, cum'è condensatori, induttori/trasformatori è convertitori elettronichi. In generale, u sistema di gestione attiva di a batteria riduce u costu generale di u pacchettu di batterie LiFePo4 perchè ùn richiede micca un sovradimensionamentu di e cellule per cumpensà a dispersione è l'invecchiamentu irregulare trà e batterie LiFePo4. A gestione attiva di a batteria diventa critica quandu e cellule vechje sò rimpiazzate da cellule nove è ci hè una variazione significativa in u pacchettu di batterie LiFePo4. Siccomu i sistemi di gestione attiva di a batteria permettenu l'installazione di cellule cù grandi variazioni di parametri in i pacchetti di batterie LiFePo4, i rendimenti di pruduzzione aumentanu mentre i costi di garanzia è di manutenzione diminuiscenu. Dunque, i sistemi di gestione attiva di a batteria beneficianu e prestazioni, l'affidabilità è a sicurezza di u pacchettu di batterie, aiutendu à riduce i costi. Riassume Per minimizà l'effetti di a deriva di a tensione di e cellule, i squilibri devenu esse moderati currettamente. L'obiettivu di ogni suluzione di equilibramentu hè di permette à u pacchettu di batterie LiFePo4 di funziunà à u so livellu di prestazioni previstu è di allargà a so capacità dispunibile. L'equilibriu di a batteria ùn hè micca solu impurtante per migliurà e prestazioni èciclu di vita di e batterie, aghjusta ancu un fattore di sicurezza à u pacchettu di batterie LiFePo4. Una di e tecnulugie emergenti per migliurà a sicurezza di a batteria è allargà a vita di a batteria. Siccomu a nova tecnulugia di bilanciamentu di a batteria traccia a quantità di bilanciamentu necessaria per e singole cellule LiFePo4, allunga a vita di u pacchettu di batterie LiFePo4 è migliora a sicurezza generale di a batteria.