Լիթիումային մարտկոցները նման են շարժիչների, որոնք կարիք ունեն սպասարկման։ԲԲՍԱռանց հավասարակշռման ֆունկցիայի այն պարզապես տվյալների հավաքագրող է և չի կարող համարվել կառավարման համակարգ: Ե՛վ ակտիվ, և՛ պասիվ հավասարակշռումը նպատակ ունեն վերացնել մարտկոցի ներսում առկա անհամապատասխանությունները, սակայն դրանց իրականացման սկզբունքները հիմնարարորեն տարբեր են:
Պարզության համար, այս հոդվածը BMS-ի կողմից ալգորիթմների միջոցով նախաձեռնված հավասարակշռումը սահմանում է որպես ակտիվ հավասարակշռում, մինչդեռ այն հավասարակշռումը, որն օգտագործում է դիմադրություններ էներգիան ցրելու համար, կոչվում է պասիվ հավասարակշռում: Ակտիվ հավասարակշռումը ենթադրում է էներգիայի փոխանցում, մինչդեռ պասիվ հավասարակշռումը ներառում է էներգիայի ցրում:
Մարտկոցի նախագծման հիմնական սկզբունքները
- Լիցքավորումը պետք է դադարեցվի, երբ առաջին մարտկոցը լիովին լիցքավորվի։
- Լիցքաթափումը պետք է ավարտվի, երբ առաջին բջիջը սպառվի։
- Ավելի թույլ բջիջները ավելի արագ են ծերանում, քան ուժեղները։
- -ամենաթույլ լիցք ունեցող բջիջը, ի վերջո, կսահմանափակի մարտկոցի լիցքը«օգտագործելի հզորություն (ամենաթույլ օղակը):
- Մարտկոցի ներսում համակարգի ջերմաստիճանի գրադիենտը ավելի թույլ է դարձնում ավելի բարձր միջին ջերմաստիճաններում աշխատող բջիջները։
- Առանց հավասարակշռման, ամենաթույլ և ամենաուժեղ մարտկոցների միջև լարման տարբերությունը մեծանում է յուրաքանչյուր լիցքավորման և լիցքաթափման ցիկլի հետ։ Ի վերջո, մեկ մարտկոց կմոտենա առավելագույն լարմանը, մինչդեռ մյուսը՝ նվազագույնին, ինչը կխոչընդոտի մարտկոցի լիցքավորման և լիցքաթափման հնարավորությունները։
Ժամանակի ընթացքում բջիջների անհամապատասխանության և տեղադրումից հետո ջերմաստիճանի տատանումների պատճառով բջիջների հավասարակշռումը կարևոր է։
Լիթիում-իոնային մարտկոցները հիմնականում բախվում են երկու տեսակի անհամապատասխանության՝ լիցքավորման անհամապատասխանության և տարողության անհամապատասխանության։ Լիցքավորման անհամապատասխանություն է առաջանում, երբ նույն տարողության մարտկոցները աստիճանաբար տարբերվում են լիցքով։ Տարողության անհամապատասխանություն է առաջանում, երբ տարբեր սկզբնական տարողություն ունեցող մարտկոցներ են օգտագործվում միասին։ Չնայած մարտկոցները, որպես կանոն, լավ են համապատասխանում, եթե դրանք արտադրվում են մոտավորապես նույն ժամանակ՝ նմանատիպ արտադրական գործընթացներով, անհամապատասխանություններ կարող են առաջանալ անհայտ աղբյուրներ ունեցող մարտկոցներից կամ արտադրական զգալի տարբերություններից։
Ակտիվ հավասարակշռում ընդդեմ պասիվ հավասարակշռման
1. Նպատակ
Մարտկոցները բաղկացած են բազմաթիվ շարքով միացված բջիջներից, որոնք, հավանաբար, նույնական չեն։ Հավասարակշռումը ապահովում է, որ բջիջների լարման շեղումները պահվեն սպասվող միջակայքերում՝ պահպանելով ընդհանուր օգտագործելիությունը և կառավարելիությունը, այդպիսով կանխելով վնասը և երկարացնելով մարտկոցի կյանքը։
2. Դիզայնի համեմատություն
- Պասիվ հավասարակշռում. Սովորաբար լիցքաթափում է բարձր լարման մարտկոցները՝ օգտագործելով դիմադրություններ, ավելորդ էներգիան վերածելով ջերմության: Այս մեթոդը երկարացնում է մյուս մարտկոցների լիցքավորման ժամանակը, բայց ունի ավելի ցածր արդյունավետություն:
- Ակտիվ հավասարակշռում. Բարդ տեխնիկա, որը վերաբաշխում է լիցքը բջիջների ներսում լիցքավորման և լիցքաթափման ցիկլերի ընթացքում՝ կրճատելով լիցքավորման ժամանակը և երկարացնելով լիցքաթափման տևողությունը: Այն սովորաբար կիրառում է ներքևի հավասարակշռման ռազմավարություններ լիցքաթափման ժամանակ և վերևի հավասարակշռման ռազմավարություններ լիցքավորման ժամանակ:
- Առավելությունների և թերությունների համեմատություն. Պասիվ հավասարակշռումը ավելի պարզ և էժան է, բայց պակաս արդյունավետ, քանի որ այն էներգիա է վատնում ջերմության տեսքով և ունի ավելի դանդաղ հավասարակշռման ազդեցություն։ Ակտիվ հավասարակշռումն ավելի արդյունավետ է՝ փոխանցելով էներգիան բջիջների միջև, ինչը բարելավում է ընդհանուր օգտագործման արդյունավետությունը և ավելի արագ է հասնում հավասարակշռության: Այնուամենայնիվ, այն ներառում է բարդ կառուցվածքներ և ավելի բարձր ծախսեր, ինչպես նաև դժվարություններ է առաջացնում այս համակարգերը նվիրված ինտեգրալ սխեմաների մեջ ինտեգրելու հարցում:
Եզրակացություն
BMS հայեցակարգը սկզբնապես մշակվել է արտասահմանում, վաղ ինտեգրալ սխեմաների նախագծերը կենտրոնացած էին լարման և ջերմաստիճանի հայտնաբերման վրա: Հավասարակշռման հայեցակարգը ավելի ուշ ներդրվեց՝ սկզբնապես օգտագործելով ինտեգրալ սխեմաներում ինտեգրված դիմադրողական լիցքաթափման մեթոդներ: Այս մոտեցումն այժմ լայնորեն տարածված է, TI, MAXIM և LINEAR ընկերությունների կողմից նման չիպերի արտադրության մեջ, որոնցից որոշները չիպերի մեջ ինտեգրում են անջատիչների դրայվերներ:
Պասիվ հավասարակշռման սկզբունքներից և դիագրամներից ելնելով, եթե մարտկոցը համեմատենք տակառի հետ, բջիջները նման են ձողերին։ Ավելի բարձր էներգիա ունեցող բջիջները երկար տախտակներ են, իսկ ավելի ցածր էներգիա ունեցողները՝ կարճ տախտակներ։ Պասիվ հավասարակշռումը միայն «կարճացնում» է երկար տախտակները, ինչը հանգեցնում է էներգիայի վատնման և անարդյունավետության։ Այս մեթոդն ունի սահմանափակումներ, այդ թվում՝ մեծ տարողունակության մարտկոցներում ջերմության զգալի ցրման և դանդաղ հավասարակշռման էֆեկտների։
Ակտիվ հավասարակշռումը, ընդհակառակը, «լցնում է կարճ տախտակները», փոխանցելով էներգիան բարձր էներգիայի բջիջներից ցածր էներգիայի բջիջների, ինչը հանգեցնում է ավելի բարձր արդյունավետության և ավելի արագ հավասարակշռության հասնելու: Այնուամենայնիվ, այն առաջացնում է բարդության և ծախսերի խնդիրներ, ինչպես նաև մարտահրավերներ անջատիչների մատրիցների նախագծման և շարժիչների կառավարման մեջ:
Հաշվի առնելով փոխզիջումները, պասիվ հավասարակշռումը կարող է հարմար լինել լավ հետևողականություն ունեցող բջիջների համար, մինչդեռ ակտիվ հավասարակշռումը նախընտրելի է ավելի մեծ անհամապատասխանություններ ունեցող բջիջների համար։
Հրապարակման ժամանակը. Օգոստոսի 27-2024
