リチウムバッテリーパックは、メンテナンスのないエンジンのようなものです。 aBMSバランス機能がないと、単なるデータコレクターであり、管理システムと見なすことはできません。アクティブバランスとパッシブバランスの両方が、バッテリーパック内の矛盾を排除することを目的としていますが、その実装原則は根本的に異なります。
明確にするために、この記事では、アルゴリズムを介してBMSによって開始されたバランスがアクティブバランスとして定義されていますが、抵抗器を使用してエネルギーを消費するバランスはパッシブバランスと呼ばれます。アクティブバランスにはエネルギー移動が含まれますが、パッシブバランスにはエネルギー散逸が含まれます。
基本的なバッテリーパックの設計原則
- 充電は、最初のセルが完全に充電されたときに停止する必要があります。
- 最初のセルが枯渇すると、放電が終了する必要があります。
- 弱い細胞は、より強い細胞よりも速く老化しています。
- - 最も弱い充電のセルは最終的にバッテリーパックを制限します'使用可能な容量（最も弱いリンク）。
- バッテリーパック内のシステム温度勾配により、セルはより高い平均温度で動作します。
- バランスをとることなく、最も弱いセルと最強のセル間の電圧の差は、各電荷と排出サイクルとともに増加します。最終的に、あるセルは最大電圧に近づき、別のセルが最小電圧に近づき、パックの充電機能と放電能力を妨げます。
時間の経過に伴う細胞の不一致と、設置による温度条件の変化により、細胞のバランスが不可欠です。
リチウムイオンバッテリーは、主に2種類の不一致に直面しています：充電ミスマッチと容量の不一致。充電の不一致は、同じ容量のセルが徐々に担当が異なる場合に発生します。容量の不一致は、異なる初期容量のセルが一緒に使用されると発生します。同様の製造プロセスとほぼ同じ時期に生成されると、細胞は一般的によく一致していますが、不一致は未知のソースまたは有意な製造の違いを持つ細胞から生じる可能性があります。
アクティブバランスとパッシブバランス
1。目的
バッテリーパックは、多くのシリーズ接続セルで構成されていますが、これは同一ではありません。バランスをとることで、セル電圧偏差が予想される範囲内に保持され、全体的な使いやすさと制御性を維持し、それにより損傷を防ぎ、バッテリー寿命を延ばします。
2。設計比較
- パッシブバランス：通常、抵抗器を使用して高電圧セルを排出し、過剰なエネルギーを熱に変換します。この方法は、他のセルの充電時間を延長しますが、効率が低くなります。
- アクティブバランス：充電および放電サイクル中にセル内で充電を再分配する複雑な手法で、充電時間を短縮し、放電期間を延長します。通常、退院中および充電中のトップバランス戦略中の底部のバランス戦略を採用しています。
- 長所と短所の比較： パッシブバランスは、よりシンプルで安価ですが、エネルギーを熱として無駄にし、バランスをより遅くするため、効率が低くなります。 アクティブバランスはより効率的であり、セル間でエネルギーを伝達し、全体的な使用効率を改善し、より迅速にバランスを達成します。ただし、これらのシステムを専用のICに統合する際の課題がある複雑な構造とより高いコストが含まれます。
結論
BMSの概念は当初海外で開発され、初期のIC設計は電圧と温度検出に焦点を当てています。バランスの概念は後に導入され、最初はICSに統合された抵抗排出方法を使用しました。このアプローチは現在、Ti、Maxim、Linearなどの企業がこのようなチップを生成し、一部の統合スイッチドライバーをチップに統合しています。
パッシブバランスの原則と図から、バッテリーパックがバレルと比較される場合、セルは階段のようなものです。エネルギーが高い細胞は長い厚板であり、エネルギーが低い人は短い板です。パッシブバランスは長い板を「短くする」だけで、無駄なエネルギーと非効率性をもたらします。この方法には、大幅な熱散逸や大容量パックでのバランスのゆえ効果など、制限があります。
対照的に、アクティブバランスは、「短い板を埋める」、エネルギーを高エネルギー細胞から低エネルギー細胞に移し、より高い効率とバランスの達成を速くします。ただし、複雑さとコストの問題を導入し、スイッチマトリックスの設計とドライブの制御に課題があります。
トレードオフを考えると、パッシブバランスは一貫性の良い細胞に適している可能性がありますが、能動的なバランスは、より大きな矛盾を持つ細胞には望ましいです。
投稿時間：AUG-27-2024
