1.Equalizzazione passiva

L’equalizzazione passiva generalmente scarica la batteria agli ioni di litio a tensione più elevata mediante scarica resistiva, rilasciando potenza sotto forma di calore per acquistare più tempo di ricarica per altre batterie. In questo modo la potenza dell’intero sistema è limitata dalla batteria con la minore capacità. Durante la carica, le batterie agli ioni di litio hanno generalmente un valore di tensione di protezione del limite di carica, quando una serie di batterie raggiunge questo valore di tensione, la scheda di protezione della batteria agli ioni di litio interromperà il circuito di carica e interromperà la carica. Se la tensione di carica supera questo valore, comunemente noto come sovraccarico, la batteria agli ioni di litio potrebbe bruciarsi o esplodere. Pertanto, i pannelli di protezione della batteria agli ioni di litio sono generalmente dotati di protezione da sovraccarico per evitare che la batteria venga sovraccaricata.

Il vantaggio dell’equalizzazione passiva è il basso costo e la semplice progettazione del circuito; e lo svantaggio è che il residuo minimo della batteria viene utilizzato come riferimento per l’equalizzazione, quindi è impossibile aumentare la capacità della batteria con meno residuo e il 100% della potenza equalizzata viene sprecato sotto forma di calore.

2. Equalizzazione attiva

L’equalizzazione attiva è l’equalizzazione mediante trasferimento di potenza con alta efficienza e basse perdite. Il metodo varia da produttore a produttore e la corrente di equalizzazione varia da 1 a 10?A. Molte delle tecnologie di equalizzazione attiva attualmente disponibili sul mercato sono immature, con conseguente scarica eccessiva e decadimento accelerato della batteria. La maggior parte dell’equalizzazione attiva sul mercato utilizza il principio della tensione variabile, basandosi sui costosi chip dei produttori di chip. E così, oltre al chip di equalizzazione, anche trasformatori costosi e altre parti periferiche, più grandi e costose.

I vantaggi dell’equalizzazione attiva sono evidenti: alta efficienza, energia trasferita, la perdita è solo la perdita della bobina del trasformatore, che rappresenta una piccola percentuale; la corrente di equalizzazione può essere progettata per raggiungere un livello di pochi ampere o addirittura 10 A, l’effetto di equalizzazione è veloce. Nonostante questi vantaggi, l’equalizzazione attiva porta anche nuovi problemi. Innanzitutto, la struttura è complessa, in particolare il metodo del trasformatore. Come progettare la matrice di commutazione per dozzine o addirittura centinaia di stringhe di batterie e come controllare il conducente sono tutti grattacapi. Ora il prezzo del BMS con funzione di equalizzazione attiva sarà molto più alto di quello dell’equalizzazione passiva, il che limita più o meno anche la promozione dell’equalizzazione attiva BMS.

L’equalizzazione passiva è adatta per le applicazioni di batterie agli ioni di litio di piccola capacità e serie bassa, mentre l’equalizzazione attiva è adatta per le applicazioni di batterie agli ioni di litio di potenza di serie alta e ad alta capacità. Per BMS, oltre alla funzione di equalizzazione è molto importante, la strategia di equalizzazione che sta dietro è più importante.

Principio di equalizzazione della scheda di protezione della batteria agli ioni di litio

Le tecniche di carica di equalizzazione comunemente utilizzate includono la carica di equalizzazione del resistore shunt costante, la carica di equalizzazione del resistore shunt on-off, la carica di equalizzazione della tensione media della cella, la carica di equalizzazione del condensatore commutato, la carica di equalizzazione del convertitore buck, la carica di equalizzazione dell’induttore, ecc. Quando si caricano batterie agli ioni di litio in serie in gruppi, ogni batteria dovrebbe essere caricata allo stesso modo, altrimenti le prestazioni e la durata dell’intera batteria ne risentiranno durante l’uso.