Uvođenje pasivnog i aktivnog izjednačavanja zaštitne ploče Li-ion baterije

1. Pasivno izjednačavanje

Pasivno izjednačavanje općenito prazni litij-ionsku bateriju višeg napona pomoću otpornog pražnjenja, oslobađajući snagu u obliku topline kako bi se kupilo više vremena punjenja za druge baterije. Na taj je način snaga cijelog sustava ograničena baterijom najmanjeg kapaciteta. Tijekom punjenja, litij-ionske baterije općenito imaju graničnu vrijednost napona punjenja, kada niz baterija dosegne ovu vrijednost napona, zaštitna ploča litij-ionske baterije će prekinuti krug punjenja i prestati se puniti. Ako napon punjenja premašuje ovu vrijednost, što je uobičajeno poznato kao prekomjerno punjenje, litij-ionska baterija može izgorjeti ili eksplodirati. Stoga su zaštitne ploče za litij-ionske baterije općenito opremljene zaštitom od prekomjernog punjenja kako bi se spriječilo prekomjerno punjenje baterije.

Prednost pasivnog izjednačavanja je niska cijena i jednostavan dizajn kruga; a nedostatak je što se minimalni ostatak baterije koristi kao mjerilo za izjednačavanje, pa je nemoguće povećati kapacitet baterije s manje ostatka, a 100% izjednačene snage se gubi u obliku topline.

2. Aktivno izjednačavanje

Aktivno izjednačavanje je izjednačavanje prijenosom snage s visokom učinkovitošću i malim gubicima. Metoda se razlikuje od proizvođača do proizvođača, a struja izjednačavanja varira od 1 do 10?A. Mnoge tehnologije aktivne ekvilizacije koje su trenutno dostupne na tržištu su nezrele, što dovodi do prekomjernog pražnjenja i ubrzanog propadanja baterije. Većina aktivnih izjednačavanja na tržištu koristi princip promjenjivog napona, oslanjajući se na skupe čipove proizvođača čipova. I ovako, osim ekvilizacijskog čipa, ali i skupih transformatora i ostalih perifernih dijelova, veći i skuplji.

Prednosti aktivnog izjednačavanja su očite: visoka učinkovitost, energija se prenosi, gubitak je samo gubitak zavojnice transformatora, što čini mali postotak; struja ekvilizacije može biti dizajnirana da dosegne razinu od nekoliko ampera ili čak 10A, učinak izjednačavanja je brz. Unatoč tim prednostima, aktivno izjednačavanje donosi i nove probleme. Prvo, struktura je složena, posebno metoda transformatora. Glavobolje su kako dizajnirati sklopnu matricu za desetke ili čak stotine nizova baterija i kako kontrolirati upravljački program. Sada će cijena BMS-a s aktivnom funkcijom ekvilizacije biti mnogo viša od one pasivne ekvilizacije, što također ograničava promociju BMS-a aktivne ekvilizacije više ili manje.

Pasivna ekvilizacija je prikladna za aplikacije litij-ionskih baterija malog kapaciteta, niske serije, dok je aktivna ekvilizacija prikladna za aplikacije litij-ionskih baterija visokog kapaciteta visokog kapaciteta. Za BMS, osim što je funkcija ekvilizacije vrlo važna, važnija je strategija izravnanja iza.

Princip izjednačavanja ploče zaštite litij-ionske baterije

Uobičajeno korištene tehnike ekvilizacijskog punjenja uključuju izjednačavanje konstantnog shunt otpornika, on-off izjednačavanje shunt otpornika, izjednačavanje prosječnog napona ćelije, ekvilizacijsko punjenje s uključenim kondenzatorom, izravnačko punjenje pretvornika, punjenje induktivnog izjednačavanja, itd. Prilikom serijskog punjenja litij-ionskih baterija u skupinama, svaka baterija treba biti zajamčena jednako napunjena, inače će tijekom korištenja utjecati na performanse i vijek trajanja cijele baterije.