1. Пассивная эквализация

Пассивное выравнивание обычно разряжает литий-ионную батарею с более высоким напряжением посредством резистивного разряда, высвобождая энергию в виде тепла, чтобы выиграть больше времени для зарядки других батарей. Таким образом, мощность всей системы ограничивается батареей с наименьшей емкостью. Во время зарядки литий-ионные аккумуляторы обычно имеют значение напряжения защиты от ограничения заряда, когда ряд аккумуляторов достигает этого значения напряжения, плата защиты литий-ионных аккумуляторов отключает цепь зарядки и прекращает зарядку. Если зарядное напряжение превышает это значение, что обычно называют перезарядкой, литий-ионный аккумулятор может сгореть или взорваться. Поэтому панели защиты литий-ионных аккумуляторов обычно оснащены защитой от перезарядки, чтобы предотвратить перезаряд аккумулятора.

Преимуществом пассивного выравнивания является низкая стоимость и простота схемотехники; а недостатком является то, что минимальный остаток батареи используется в качестве эталона для выравнивания, поэтому невозможно увеличить емкость батареи с меньшим остатком, и 100% выровненной мощности тратится в виде тепла.

2. Активное выравнивание

Активное выравнивание — это выравнивание путем передачи мощности с высокой эффективностью и малыми потерями. Метод варьируется от производителя к производителю, а ток выравнивания варьируется от 1 до 10 мкА. Многие технологии активного выравнивания, доступные в настоящее время на рынке, являются незрелыми, что приводит к чрезмерному разряду и ускоренному выходу из строя батареи. Большинство активных выравнивателей на рынке используют принцип переменного напряжения, полагаясь на дорогие микросхемы производителей микросхем. И таким образом, в дополнение к микросхеме выравнивания, а также дорогим трансформаторам и другим периферийным частям, более крупным и дорогостоящим.

Преимущества активного выравнивания очевидны: высокая эффективность, передача энергии, потери составляют только потери в катушках трансформатора, что составляет небольшой процент; ток выравнивания может достигать нескольких ампер или даже уровня 10 А, эффект выравнивания быстрый. Несмотря на эти преимущества, активное выравнивание также приносит новые проблемы. Во-первых, структура сложная, особенно метод трансформатора. Как спроектировать коммутационную матрицу для десятков или даже сотен комплектов аккумуляторов и как управлять драйвером — все это головная боль. Теперь цена BMS с активной функцией выравнивания будет намного выше, чем у пассивного выравнивания, что также более или менее ограничивает продвижение BMS с активным выравниванием.

Пассивная коррекция подходит для маломощных литий-ионных аккумуляторов малой мощности, в то время как активная коррекция подходит для мощных литий-ионных аккумуляторов большой емкости. Для BMS, кроме функции выравнивания, очень важна стратегия выравнивания, стоящая за ней.

Принцип выравнивания платы защиты литий-ионного аккумулятора

Обычно используемые методы выравнивающей зарядки включают в себя выравнивающую зарядку с постоянным шунтирующим резистором, выравнивающую зарядку с шунтирующим резистором, выравнивающую зарядку по среднему напряжению элемента, выравнивающую зарядку с коммутируемым конденсатором, выравнивающую зарядку с понижающим преобразователем, выравнивающую зарядку с индуктивностью и т. д. При последовательной зарядке литий-ионных аккумуляторов в группах каждая батарея должна быть гарантированно заряжена одинаково, в противном случае производительность и срок службы всей батареи будут затронуты во время использования.