1. Passiver Ausgleich

Der passive Ausgleich entlädt im Allgemeinen die Lithium-Ionen-Batterie mit höherer Spannung durch Widerstandsentladung, wobei Energie in Form von Wärme freigesetzt wird, um mehr Ladezeit für andere Batterien zu gewinnen. Auf diese Weise wird die Leistung des gesamten Systems durch die Batterie mit der geringsten Kapazität begrenzt. Während des Ladevorgangs haben Lithium-Ionen-Batterien im Allgemeinen einen Ladegrenzschutz-Spannungswert. Wenn eine Reihe von Batterien diesen Spannungswert erreicht, unterbricht die Lithium-Ionen-Batterie-Schutzplatine den Ladestromkreis und stoppt den Ladevorgang. Wenn die Ladespannung diesen Wert überschreitet, was allgemein als Überladung bezeichnet wird, kann der Lithium-Ionen-Akku brennen oder explodieren. Daher sind Lithium-Ionen-Akku-Schutzbleche in der Regel mit einem Überladeschutz ausgestattet, um ein Überladen des Akkus zu verhindern.

Der Vorteil der passiven Entzerrung liegt in den geringen Kosten und dem einfachen Schaltungsdesign; und der Nachteil besteht darin, dass der minimale Batterierest als Maßstab für den Ausgleich verwendet wird, sodass es unmöglich ist, die Kapazität des Akkus mit weniger Rest zu erhöhen, und 100 % der ausgeglichenen Leistung in Form von Wärme verschwendet wird.

2. Aktiver Ausgleich

Aktive Entzerrung ist Entzerrung durch Leistungsübertragung mit hohem Wirkungsgrad und geringen Verlusten. Die Methode variiert von Hersteller zu Hersteller und der Ausgleichsstrom variiert von 1 bis 10?A. Viele der derzeit auf dem Markt erhältlichen aktiven Ausgleichstechnologien sind unausgereift und führen zu Tiefentladung und beschleunigtem Batterieverfall. Die meisten aktiven Entzerrer auf dem Markt verwenden das Prinzip der variablen Spannung und verlassen sich dabei auf die teuren Chips der Chiphersteller. Und auf diese Weise werden neben dem Entzerrungschip auch teure Übertrager und andere Peripherieteile größer und teurer.

Die Vorteile der aktiven Entzerrung liegen auf der Hand: hoher Wirkungsgrad, Energie wird übertragen, der Verlust ist nur der Transformatorspulenverlust und macht einen kleinen Prozentsatz aus; Der Ausgleichsstrom kann so ausgelegt werden, dass er einige Ampere oder sogar 10 A erreicht, der Ausgleichseffekt ist schnell. Trotz dieser Vorteile bringt die aktive Entzerrung auch neue Probleme mit sich. Erstens ist die Struktur komplex, insbesondere das Transformatorverfahren. Das Entwerfen der Schaltmatrix für Dutzende oder sogar Hunderte von Batteriesträngen und die Steuerung des Treibers bereiten Kopfzerbrechen. Jetzt wird der Preis von BMS mit aktiver Entzerrungsfunktion viel höher sein als der von passiver Entzerrung, was auch die Förderung von aktiver Entzerrungs-BMS mehr oder weniger einschränkt.

Der passive Ausgleich ist für Lithium-Ionen-Akkupack-Anwendungen mit kleiner Kapazität und niedriger Serie geeignet, während der aktive Ausgleich für Lithium-Ionen-Akkupack-Anwendungen mit hoher Serienleistung und hoher Kapazität geeignet ist. Für BMS ist nicht nur die Ausgleichsfunktion sehr wichtig, sondern auch die Ausgleichsstrategie dahinter.

Ausgleichsprinzip der Lithium-Ionen-Batterie-Schutzplatine

Zu den häufig verwendeten Ausgleichsladetechniken gehören das Ausgleichsladen mit konstantem Shunt-Widerstand, das Ein-Aus-Shunt-Widerstandsausgleichsladen, das Ausgleichsladen mit durchschnittlicher Zellenspannung, das Ausgleichsladen mit geschalteten Kondensatoren, das Abwärtswandler-Ausgleichsladen, das Induktor-Ausgleichsladen usw. Beim Laden von Lithium-Ionen-Batterien in Reihe in Gruppen sollte sichergestellt werden, dass jeder Akku gleichmäßig geladen wird, da sonst die Leistung und Lebensdauer des gesamten Akkus während des Gebrauchs beeinträchtigt wird.