Aħbarijiet

Kif il-Bilanċjar taċ-Ċelloli Jtawwal il-Ħajja tal-Pakkett tal-Batterija Po4?

Ħin tal-posta: Mejju-08-2024

  • sns04
  • sns01
  • sns03
  • twitter
  • YouTube

Meta l-apparati jeħtieġu prestazzjoni għolja u li ddum fit-tulPakkett tal-batterija LifePo4, jeħtieġ li jibbilanċjaw kull ċellula. Għaliex il-pakkett tal-batterija LifePo4 jeħtieġ bilanċjar tal-batterija? Il-batteriji LifePo4 huma soġġetti għal ħafna karatteristiċi bħal vultaġġ żejjed, vultaġġ baxx, kurrent ta' ċċarġjar żejjed u skarika, ħarba termali u żbilanċ fil-vultaġġ tal-batterija. Wieħed mill-aktar fatturi importanti huwa l-iżbilanċ taċ-ċelloli, li jibdel il-vultaġġ ta' kull ċellola fil-pakkett maż-żmien, u b'hekk inaqqas malajr il-kapaċità tal-batterija. Meta l-pakkett tal-batterija LifePo4 ikun iddisinjat biex juża ċelloli multipli f'serje, huwa importanti li l-karatteristiċi elettriċi jiġu ddisinjati biex jibbilanċjaw b'mod konsistenti l-vultaġġi taċ-ċelloli. Dan mhux biss għall-prestazzjoni tal-pakkett tal-batterija, iżda wkoll biex jiġi ottimizzat iċ-ċiklu tal-ħajja. Il-ħtieġa għad-duttrina hija li l-ibbilanċjar tal-batterija jseħħ qabel u wara li tinbena l-batterija u għandu jsir matul iċ-ċiklu tal-ħajja tal-batterija sabiex tinżamm prestazzjoni ottimali tal-batterija! L-użu tal-ibbilanċjar tal-batteriji jippermettilna niddisinjaw batteriji b'kapaċità ogħla għall-applikazzjonijiet għaliex l-ibbilanċjar jippermetti lill-batterija tikseb stat ta' ċarġ (SOC) ogħla. Tista' timmaġina li tqabbad ħafna unitajiet taċ-Ċelloli LifePo4 f'serje bħallikieku qed tiġbed slitta b'ħafna klieb tal-islitta. L-islitta tista' tinġibed biss bl-akbar effiċjenza jekk il-klieb tal-islitta kollha jkunu qed jiġru bl-istess veloċità. B'erba' klieb tal-islitta, jekk kelb tal-islitta wieħed jimxi bil-mod, allura t-tliet klieb tal-islitta l-oħra jridu wkoll inaqqsu l-veloċità tagħhom, u b'hekk inaqqsu l-effiċjenza, u jekk kelb tal-islitta wieħed jimxi aktar malajr, jispiċċa jiġbed it-tagħbija tat-tliet klieb tal-islitta l-oħra u jweġġa' lilu nnifsu. Għalhekk, meta ċelloli multipli LifePo4 ikunu konnessi f'serje, il-valuri tal-vultaġġ taċ-ċelloli kollha għandhom ikunu ugwali sabiex jinkiseb pakkett ta' batteriji LifePo4 aktar effiċjenti. Il-batterija LifePo4 nominali hija kklassifikata għal madwar 3.2V biss, iżda fisistemi ta' ħażna tal-enerġija fid-dar, provvisti tal-enerġija portabbli, applikazzjonijiet industrijali, tat-telekomunikazzjoni, tal-vetturi elettriċi u tal-mikrogrid, neħtieġu vultaġġ ferm ogħla min-nominali. Fi snin reċenti, il-batteriji LifePo4 rikarikabbli kellhom rwol kritiku fil-batteriji tal-enerġija u fis-sistemi tal-ħażna tal-enerġija minħabba l-piż ħafif tagħhom, id-densità għolja tal-enerġija, il-ħajja twila, il-kapaċità għolja, l-iċċarġjar veloċi, il-livelli baxxi ta' awto-skariku u l-kompatibbiltà mal-ambjent. Il-bilanċjar taċ-ċelloli jiżgura li l-vultaġġ u l-kapaċità ta' kull ċellula LifePo4 ikunu fl-istess livell, inkella, il-firxa u l-ħajja tal-pakkett tal-batterija LiFePo4 jitnaqqsu ħafna, u l-prestazzjoni tal-batterija tiddegrada! Għalhekk, il-bilanċ taċ-ċelloli LifePo4 huwa wieħed mill-aktar fatturi importanti fid-determinazzjoni tal-kwalità tal-batterija. Waqt it-tħaddim, se jkun hemm ftit differenza fil-vultaġġ, iżda nistgħu nżommuha f'medda aċċettabbli permezz tal-bilanċjar taċ-ċelloli. Waqt il-bilanċjar, iċ-ċelloli b'kapaċità ogħla jgħaddu minn ċiklu sħiħ ta' ċċarġjar/skarikar. Mingħajr bilanċjar taċ-ċelloli, iċ-ċellola bl-inqas kapaċità hija punt dgħajjef. Il-bilanċjar taċ-ċelloli huwa waħda mill-funzjonijiet ewlenin tal-BMS, flimkien mal-monitoraġġ tat-temperatura, l-iċċarġjar u funzjonijiet oħra li jgħinu biex jimmassimizzaw il-ħajja tal-pakkett. Raġunijiet oħra għall-ibbilanċjar tal-batterija: Batterija LifePo4 pcak użu mhux komplut tal-enerġija Li tassorbi aktar kurrent milli hija ddisinjata għalih il-batterija jew li tagħmel short circuit fil-batterija x'aktarx li jikkawża ħsara prematura tal-batterija. Meta pakkett ta' batterija LifePo4 ikun qed jiskarika, ċelloli aktar dgħajfa jiskarikaw aktar malajr minn ċelloli b'saħħithom, u jilħqu l-vultaġġ minimu aktar malajr minn ċelloli oħra. Meta ċellula tilħaq il-vultaġġ minimu, il-pakkett tal-batterija kollu jiġi wkoll skonnettjat mit-tagħbija. Dan jirriżulta f'kapaċità mhux użata tal-enerġija tal-pakkett tal-batterija. Degradazzjoni taċ-ċelluli Meta ċellula LifePo4 tiġi ċċarġjata żżejjed anke ftit aktar mill-valur issuġġerit tagħha, l-effettività u wkoll il-proċess tal-ħajja taċ-ċellula jitnaqqsu. Bħala eżempju, żieda żgħira fil-vultaġġ tal-iċċarġjar minn 3.2V għal 3.25V se tkisser il-batterija aktar malajr bi 30%. Għalhekk, jekk il-bilanċjar taċ-ċelloli mhux preċiż, anke ċċarġjar żejjed żgħir se jnaqqas il-ħajja tal-batterija. Iċċarġjar Mhux Komplut ta' Pakkett taċ-Ċelluli Il-batteriji LifePo4 jiġu ċċarġjati b'kurrent kontinwu ta' bejn 0.5 u 1.0 rati. Il-vultaġġ tal-batterija LifePo4 jiżdied hekk kif l-iċċarġjar jipproċedi biex jilħaq il-quċċata meta jiġi ċċarġjat kompletament u konsegwentement jonqos. Aħseb dwar tliet ċelloli b'85 Ah, 86 Ah, u 87 Ah rispettivament u 100 fil-mija SoC, u ċ-ċelloli kollha mbagħad jiġu rilaxxati u s-SoC tagħhom jonqos. Tista' tiskopri malajr li ċ-ċella 1 tispiċċa l-ewwel waħda li tispiċċa l-enerġija peress li għandha l-inqas kapaċità. Meta l-enerġija titqiegħed fuq il-pakketti taċ-ċelloli u l-istess kurrent ikun għaddej miċ-ċelloli, għal darb'oħra, iċ-ċellula 1 tibqa' lura waqt l-iċċarġjar u tista' titqies iċċarġjata kompletament hekk kif iż-żewġ ċelloli l-oħra jkunu ċċarġjati kompletament. Dan ifisser li ċ-ċelloli 1 għandhom Effiċjenza Kulometrika (CE) aktar baxxa minħabba t-tisħin awtomatiku taċ-ċellula li jirriżulta f'inugwaljanza fiċ-ċelloli. Ħarba Termali L-iktar punt orribbli li jista' jseħħ huwa t-tkexkix termali. Kif nifhmuċelloli tal-litjuhuma sensittivi ħafna għall-iċċarġjar żejjed kif ukoll għall-iskarikar żejjed. F'pakkett ta' 4 ċelloli jekk ċellula waħda hija 3.5 V filwaqt li l-oħrajn huma 3.2 V, l-iċċarġjar żgur se jiċċarġja ċ-ċelloli kollha flimkien għax huma f'serje u se jiċċarġja ċ-ċellula ta' 3.5 V għal vultaġġ ogħla milli rakkomandat għax il-batteriji l-oħra xorta jeħtieġu li jiċċarġjaw. Dan iwassal għal ħruġ termali meta l-veloċità tal-ġenerazzjoni tas-sħana interna taqbeż ir-rata li biha s-sħana tista' tiġi rilaxxata. Dan jikkawża li l-pakkett tal-batterija LifePo4 isir termalment mhux kontrollat. X'jikkawża żbilanċ taċ-ċelloli fil-pakketti tal-batteriji? Issa nifhmu għaliex huwa essenzjali li ż-ċelloli kollha jinżammu bbilanċjati f'pakkett ta' batteriji. Madankollu, biex nindirizzaw il-problema b'mod xieraq, irridu nkunu nafu għaliex iċ-ċelloli jsiru żbilanċjati mill-ewwel. Kif intqal qabel, meta pakkett ta' batteriji jinħoloq billi ċ-ċelloli jitqiegħdu f'serje, jiġi żgurat li ċ-ċelloli kollha jibqgħu fl-istess livelli ta' vultaġġ. Għalhekk, pakkett ta' batteriji ġdid dejjem ikollu ċelloli bbilanċjati. Iżda hekk kif il-pakkett jibda jintuża, iċ-ċelloli joħorġu mill-bilanċ minħabba l-fatturi li ġejjin. Diskrepanza tas-SOC Il-kejl tas-SOC ta' ċellula huwa kkumplikat; għalhekk huwa kumpless ħafna li titkejjel is-SOC ta' ċelloli speċifiċi f'batterija. Metodu ottimali ta' armonizzazzjoni taċ-ċelloli għandu jaqbel maċ-ċelloli tal-istess SOC minflok l-istess gradi eżatti ta' vultaġġ (OCV). Iżda peress li kważi mhux possibbli li ċ-ċelloli jitqabblu biss fuq termini ta' vultaġġ meta jsir pakkett, il-varjant fis-SOC jista' jirriżulta f'modifika fl-OCV maż-żmien. Varjant tar-reżistenza interna Huwa estremament diffiċli li ssib ċelloli bl-istess Reżistenza Interna (IR) u hekk kif il-batterija tixjieħ, l-IR taċ-ċellola tinbidel ukoll u għalhekk f'pakkett ta' batteriji mhux iċ-ċelloli kollha jkollhom l-istess IR. Kif nifhmu, l-IR iżid mal-insuċċettibilità interna taċ-ċellola li tiddetermina l-kurrent li jgħaddi minn ġo ċellola. Minħabba li l-IR ivarja, il-kurrent permezz taċ-ċellola u wkoll il-vultaġġ tagħha jsiru wkoll differenti. Livell tat-temperatura Il-kapaċità tal-iċċarġjar u r-rilaxx taċ-ċellula tiddependi wkoll mit-temperatura ta' madwarha. F'pakkett ta' batteriji sinifikanti bħal f'EVs jew matriċi solari, iċ-ċelloli huma mqassma fuq żona ta' skart u jista' jkun hemm differenza fit-temperatura fost il-pakkett innifsu li tikkawża li ċellula waħda tiċċarġja jew tiskarika aktar malajr miċ-ċelloli l-oħra u tikkawża inugwaljanza. Mill-fatturi ta’ hawn fuq, huwa ċar li ma nistgħux nipprevjenu ċ-ċelloli milli jiġu żbilanċjati matul il-proċedura. Għalhekk, l-uniku rimedju huwa li nużaw sistema esterna li teħtieġ li ċ-ċelloli jerġgħu jiġu bbilanċjati wara li jiġu żbilanċjati. Din is-sistema tissejjaħ is-Sistema tal-Ibbilanċjar tal-Batterija. Kif tikseb bilanċ fil-pakkett tal-batterija LiFePo4? Sistema ta' Ġestjoni tal-Batterija (BMS) Ġeneralment il-pakkett tal-batterija LiFePo4 ma jistax jikseb bilanċjar tal-batterija waħdu, jista' jinkiseb billisistema ta' ġestjoni tal-batterija(BMS). Il-manifattur tal-batterija se jintegra l-funzjoni tal-ibbilanċjar tal-batterija u funzjonijiet oħra ta' protezzjoni bħall-protezzjoni kontra l-vultaġġ żejjed tal-iċċarġjar, l-indikatur SOC, l-allarm/protezzjoni kontra t-temperatura żejda, eċċ. fuq din il-bord tal-BMS. Ċarġer tal-batterija tal-jone tal-litju b'funzjoni ta' bilanċjar Magħruf ukoll bħala "ċarġer tal-batterija tal-bilanċ", il-ċarġer jintegra funzjoni ta' bilanċ biex jappoġġja batteriji differenti b'għadd ta' kordi differenti (eż. 1~6S). Anke jekk il-batterija tiegħek m'għandhiex bord BMS, tista' tiċċarġja l-batterija Li-ion tiegħek b'dan il-ċarġer tal-batterija biex tikseb bilanċ. Bord tal-Ibbilanċjar Meta tuża ċarġer tal-batterija bbilanċjat, trid tqabbad ukoll iċ-ċarġer u l-batterija tiegħek mal-bord tal-bilanċ billi tagħżel sokit speċifiku mill-bord tal-bilanċ. Modulu taċ-Ċirkwit ta' Protezzjoni (PCM) Il-bord PCM huwa bord elettroniku li huwa konness mal-pakkett tal-batterija LiFePo4 u l-funzjoni ewlenija tiegħu hija li jipproteġi l-batterija u lill-utent minn malfunzjonament. Biex jiġi żgurat użu sikur, il-batterija LiFePo4 trid topera taħt parametri ta' vultaġġ stretti ħafna. Skont il-manifattur u l-kimika tal-batterija, dan il-parametru tal-vultaġġ ivarja bejn 3.2 V għal kull ċellula għal batteriji skarikati u 3.65 V għal kull ċellula għal batteriji rikarikabbli. Il-bord tal-PCM jimmonitorja dawn il-parametri tal-vultaġġ u jiskonnettja l-batterija mit-tagħbija jew mill-ċarġer jekk jinqabżu. Fil-każ ta' batterija LiFePo4 waħda jew batteriji LiFePo4 multipli konnessi b'mod parallel, dan isir faċilment għaliex il-bord tal-PCM jimmonitorja l-vultaġġi individwali. Madankollu, meta batteriji multipli jkunu konnessi f'serje, il-bord tal-PCM irid jimmonitorja l-vultaġġ ta' kull batterija. Tipi ta' Bilanċjar tal-Batteriji Ġew żviluppati diversi algoritmi ta' bbilanċjar tal-batteriji għall-pakkett tal-batteriji LiFePo4. Dan huwa maqsum f'metodi ta' bbilanċjar tal-batteriji passivi u attivi bbażati fuq il-vultaġġ tal-batterija u s-SOC. Bilanċjar Passiv tal-Batterija It-teknika tal-ibbilanċjar passiv tal-batterija tissepara l-ċarġ żejjed minn batterija LiFePo4 kompletament enerġizzata permezz ta' elementi reżistivi u tagħti liċ-ċelloli kollha ċarġ simili għall-inqas ċarġ tal-batterija LiFePo4. Din it-teknika hija aktar affidabbli u tuża inqas komponenti, u b'hekk tnaqqas l-ispiża ġenerali tas-sistema. Madankollu, it-teknoloġija tnaqqas l-effiċjenza tas-sistema hekk kif l-enerġija tinħela fil-forma ta' sħana li tiġġenera telf ta' enerġija. Għalhekk, din it-teknoloġija hija adattata għal applikazzjonijiet ta' enerġija baxxa. Bilanċjar attiv tal-batterija Il-bilanċjar attiv taċ-ċarġ huwa soluzzjoni għall-isfidi assoċjati mal-batteriji LiFePo4. It-teknika tal-bilanċjar attiv taċ-ċelloli tarmi ċ-ċarġ mill-batterija LiFePo4 b'enerġija ogħla u tittrasferih għall-batterija LiFePo4 b'enerġija aktar baxxa. Meta mqabbla mat-teknoloġija tal-bilanċjar passiv taċ-ċelloli, din it-teknika tiffranka l-enerġija fil-modulu tal-batterija LiFePo4, u b'hekk iżżid l-effiċjenza tas-sistema, u teħtieġ inqas ħin biex tibbilanċja bejn iċ-ċelloli tal-pakkett tal-batterija LiFePo4, u b'hekk tippermetti kurrenti ta' ċċarġjar ogħla. Anke meta l-pakkett tal-batterija LiFePo4 ikun mistrieħ, anke batteriji LiFePo4 imqabbla perfettament jitilfu ċ-ċarġ b'rati differenti għaliex ir-rata ta' awto-skariku tvarja skont il-gradjent tat-temperatura: żieda ta' 10°C fit-temperatura tal-batterija diġà tirdoppja r-rata ta' awto-skariku. Madankollu, il-bilanċjar attiv taċ-ċarġ jista' jirrestawra ċ-ċelloli għall-ekwilibriju, anke jekk ikunu mistrieħa. Madankollu, din it-teknika għandha ċirkwiti kumplessi, li jżidu l-ispiża ġenerali tas-sistema. Għalhekk, il-bilanċjar attiv taċ-ċelloli huwa adattat għal applikazzjonijiet ta' qawwa għolja. Hemm diversi topoloġiji ta' ċirkwiti ta' bilanċjar attiv ikklassifikati skont il-komponenti tal-ħażna tal-enerġija, bħal capacitors, indutturi/transformers, u konvertituri elettroniċi. B'mod ġenerali, is-sistema attiva ta' ġestjoni tal-batterija tnaqqas l-ispiża ġenerali tal-pakkett tal-batteriji LiFePo4 għaliex ma teħtieġx daqs żejjed taċ-ċelloli biex tikkumpensa għat-tixrid u t-tixjiħ irregolari fost il-batteriji LiFePo4. Il-ġestjoni attiva tal-batterija ssir kritika meta ċ-ċelloli qodma jiġu sostitwiti b'ċelloli ġodda u jkun hemm varjazzjoni sinifikanti fil-pakkett tal-batteriji LiFePo4. Peress li s-sistemi attivi ta' ġestjoni tal-batterija jagħmluha possibbli li jiġu installati ċelloli b'varjazzjonijiet kbar ta' parametri fil-pakketti tal-batteriji LiFePo4, ir-rendimenti tal-produzzjoni jiżdiedu filwaqt li l-ispejjeż tal-garanzija u l-manutenzjoni jonqsu. Għalhekk, is-sistemi attivi ta' ġestjoni tal-batterija jibbenefikaw il-prestazzjoni, l-affidabbiltà u s-sikurezza tal-pakkett tal-batteriji, filwaqt li jgħinu biex jitnaqqsu l-ispejjeż. Sommarizza Sabiex jiġu minimizzati l-effetti tat-tbegħid tal-vultaġġ taċ-ċelloli, l-iżbilanċi għandhom jiġu moderati kif suppost. L-għan ta' kwalunkwe soluzzjoni ta' bbilanċjar huwa li tippermetti lill-pakkett tal-batteriji LiFePo4 jopera fil-livell ta' prestazzjoni maħsub tiegħu u li jestendi l-kapaċità disponibbli tiegħu. Il-bilanċjar tal-batterija mhux biss importanti għat-titjib tal-prestazzjoni uċiklu tal-ħajja tal-batteriji, iżżid ukoll fattur ta' sigurtà mal-pakkett tal-batteriji LiFePo4. Waħda mit-teknoloġiji emerġenti għat-titjib tas-sigurtà tal-batterija u l-estensjoni tal-ħajja tal-batterija. Hekk kif it-teknoloġija l-ġdida tal-ibbilanċjar tal-batteriji ssegwi l-ammont ta' bbilanċjar meħtieġ għaċ-ċelloli LiFePo4 individwali, testendi l-ħajja tal-pakkett tal-batteriji LiFePo4 u ttejjeb is-sigurtà ġenerali tal-batterija.


Ħin tal-posta: Mejju-08-2024