- 25
- Apr
บทนำของอีควอไลเซอร์แบบพาสซีฟและแอกทีฟอีควอไลเซอร์ของบอร์ดป้องกันแบตเตอรี่ Li-ion
1.อีควอไลเซอร์แบบพาสซีฟ
โดยทั่วไปแล้ว อีควอไลเซอร์แบบพาสซีฟจะคายประจุแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่มีแรงดันไฟฟ้าสูงออกโดยใช้การคายประจุแบบรีซิทีฟ ปล่อยพลังงานในรูปของความร้อนเพื่อซื้อเวลาในการชาร์จสำหรับแบตเตอรี่อื่นๆ วิธีนี้จะทำให้พลังของทั้งระบบถูกจำกัดด้วยแบตเตอรี่ที่มีความจุน้อยที่สุด ในระหว่างการชาร์จ โดยทั่วไปแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนจะมีค่าแรงดันไฟฟ้าป้องกันขีดจำกัดการชาร์จ เมื่อแบตเตอรี่ถึงค่าแรงดันไฟฟ้านี้ แผงวงจรป้องกันแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนจะตัดวงจรการชาร์จและหยุดชาร์จ หากแรงดันไฟฟ้าในการชาร์จเกินค่านี้ ซึ่งเรียกกันทั่วไปว่าชาร์จเกิน แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนอาจไหม้หรือระเบิดได้ ดังนั้น แผงป้องกันแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนจึงมักติดตั้งระบบป้องกันการชาร์จไฟเกินเพื่อป้องกันไม่ให้แบตเตอรี่ชาร์จไฟเกิน
ข้อดีของอีควอไลเซอร์แบบพาสซีฟคือต้นทุนต่ำและการออกแบบวงจรอย่างง่าย และข้อเสียคือแบตเตอรี่ที่เหลือขั้นต่ำใช้เป็นเกณฑ์มาตรฐานสำหรับการปรับสมดุล ดังนั้นจึงเป็นไปไม่ได้ที่จะเพิ่มความจุของแบตเตอรี่โดยเหลือน้อย และพลังงานที่เท่ากัน 100% จะสูญเปล่าในรูปของความร้อน
2. การปรับสมดุลที่ใช้งานอยู่
การปรับสมดุลแบบแอ็คทีฟคือการทำให้เท่าเทียมกันโดยการถ่ายโอนพลังงานที่มีประสิทธิภาพสูงและมีการสูญเสียต่ำ วิธีการจะแตกต่างกันไปในแต่ละผู้ผลิต และกระแสอีควอไลเซอร์จะแตกต่างกันไปตั้งแต่ 1 ถึง 10?A เทคโนโลยีอีควอไลเซอร์แบบแอ็คทีฟจำนวนมากที่มีอยู่ในปัจจุบันในตลาดยังไม่บรรลุนิติภาวะ ซึ่งนำไปสู่การคายประจุมากเกินไปและการสลายตัวของแบตเตอรี่แบบเร่งขึ้น อีควอไลเซอร์แบบแอ็คทีฟส่วนใหญ่ในตลาดใช้หลักการของแรงดันไฟฟ้าแบบแปรผัน โดยอาศัยชิปที่มีราคาแพงของผู้ผลิตชิป และด้วยวิธีนี้ นอกเหนือจากชิปอีควอไลเซอร์แล้ว แต่ยังรวมถึงหม้อแปลงราคาแพงและอุปกรณ์ต่อพ่วงอื่นๆ ที่ใหญ่กว่าและมีราคาแพงกว่า
ประโยชน์ของการปรับสมดุลแบบแอคทีฟนั้นชัดเจน: ประสิทธิภาพสูง พลังงานถูกถ่ายโอน การสูญเสียเป็นเพียงการสูญเสียขดลวดของหม้อแปลงไฟฟ้า คิดเป็นเปอร์เซ็นต์เล็กน้อย กระแสอีควอไลเซอร์สามารถออกแบบให้ถึงระดับไม่กี่แอมป์หรือแม้แต่ระดับ 10A เอฟเฟกต์อีควอไลเซอร์นั้นรวดเร็ว แม้จะมีประโยชน์เหล่านี้ แต่การปรับสมดุลแบบแอคทีฟยังนำมาซึ่งปัญหาใหม่ๆ ประการแรก โครงสร้างมีความซับซ้อน โดยเฉพาะวิธีหม้อแปลง วิธีการออกแบบเมทริกซ์สวิตชิ่งสำหรับแบตเตอรี่หลายสิบหรือหลายร้อยสาย และวิธีควบคุมไดรเวอร์นั้นเป็นเรื่องที่น่าปวดหัว ตอนนี้ราคาของ BMS ที่มีฟังก์ชันอีควอไลเซอร์แบบแอ็คทีฟจะสูงกว่าค่าอีควอไลเซอร์แบบพาสซีฟมาก ซึ่งยังจำกัดการส่งเสริม BMS ของการปรับแอคทีฟให้มากขึ้นหรือน้อยลงด้วย
อีควอไลเซอร์แบบพาสซีฟเหมาะสำหรับแอพพลิเคชั่นแพ็คแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนรุ่นความจุขนาดเล็ก ในขณะที่แอคทีฟอีควอไลเซอร์เหมาะสำหรับแอพพลิเคชั่นแพ็คแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนพลังงานความจุสูงซีรีย์สูง สำหรับ BMS นอกจากฟังก์ชันอีควอไลเซอร์มีความสำคัญมากแล้ว กลยุทธ์อีควอไลเซอร์ที่อยู่เบื้องหลังก็สำคัญกว่า
หลักการปรับสมดุลของบอร์ดป้องกันแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน
เทคนิคการชาร์จอีควอไลเซอร์ที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ การชาร์จอีควอไลเซอร์ตัวต้านทาน shunt คงที่, การชาร์จอีควอไลเซอร์ตัวต้านทานแบบเปิด-ปิด, การชาร์จอิควอไลเซอร์แรงดันไฟฟ้าของเซลล์โดยเฉลี่ย, การชาร์จอีควอไลเซอร์ตัวเก็บประจุแบบสวิตช์, การชาร์จอีควอไลเซอร์ตัวแปลงบั๊ก, การชาร์จอีควอไลเซอร์ตัวเหนี่ยวนำ ฯลฯ เมื่อชาร์จแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนในซีรีย์ ในกลุ่มควรรับประกันว่าแบตเตอรี่แต่ละก้อนจะได้รับการชาร์จอย่างเท่าเทียมกัน มิฉะนั้น ประสิทธิภาพและอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ทั้งหมดจะได้รับผลกระทบระหว่างการใช้งาน