리튬 배터리 팩은 유지 보수가 부족한 엔진과 같습니다. 에이BMS밸런싱 기능이 없으면 데이터 수집가 일뿐 아니라 관리 시스템으로 간주 될 수 없습니다. 활성 및 수동 밸런싱은 배터리 팩 내에서 불일치를 제거하는 것을 목표로하지만 구현 원칙은 근본적으로 다릅니다.
명확성을 위해,이 기사는 알고리즘을 통해 BMS가 시작한 밸런싱을 활성 밸런싱으로 정의하는 반면, 저항을 사용하여 에너지를 소산하는 밸런싱은 수동 밸런싱이라고합니다. 능동적 균형은 에너지 전달을 포함하는 반면, 수동 밸런싱은 에너지 소산과 관련이 있습니다.
기본 배터리 팩 설계 원리
- 첫 번째 셀이 완전히 충전되면 충전이 중지되어야합니다.
- 첫 번째 셀이 고갈되면 배출이 종료되어야합니다.
- 세포가 약한 세포는 더 강한 세포보다 더 빠릅니다.
- -가장 약한 전하가있는 셀은 궁극적으로 배터리 팩을 제한합니다.'사용 가능한 용량 (가장 약한 링크).
- 배터리 팩 내의 시스템 온도 구배는 셀이 평균 온도가 약해지게 만듭니다.
- 균형을 맞추지 않고, 가장 약한 세포와 가장 강한 세포 사이의 전압 차이는 각 충전 및 방전주기마다 증가합니다. 결국, 한 셀은 최대 전압에 접근하는 반면, 다른 셀은 최소 전압에 가깝고 팩의 충전 및 배출 기능을 방해합니다.
시간이 지남에 따라 세포의 불일치와 설치로 인한 온도 조건으로 인해 셀 밸런싱이 필수적입니다.
리튬 이온 배터리는 주로 두 가지 유형의 불일치, 즉 충전 불일치 및 용량 불일치에 직면합니다. 충전 불일치가 동일한 용량의 셀이 점차적으로 충전 할 때 발생합니다. 용량 불일치는 초기 용량이 다른 셀이 함께 사용될 때 발생합니다. 비록 세포는 일반적으로 유사한 제조 공정으로 동시에 생산되는 경우 일반적으로 잘 일치하지만, 불일치는 알려지지 않은 공급원 또는 상당한 제조 차이가있는 세포에서 발생할 수 있습니다.
활성 밸런싱 대 수동 밸런싱
1. 목적
배터리 팩은 많은 시리즈 연결 셀로 구성되며 동일하지는 않습니다. 밸런싱은 셀 전압 편차가 예상 범위 내에서 유지되도록하여 전반적인 유용성 및 제어 성을 유지하여 손상을 방지하고 배터리 수명을 확장시킵니다.
2. 디자인 비교
- 수동 밸런싱 : 일반적으로 저항을 사용하여 더 높은 전압 셀을 배출하여 과도한 에너지를 열로 변환합니다. 이 방법은 다른 셀의 충전 시간을 연장하지만 효율이 낮습니다.
- 활성 밸런싱 : 전하 및 방전 사이클 동안 셀 내에서 충전을 재분배하여 충전 시간을 줄이고 배출 기간을 연장하는 복잡한 기술. 일반적으로 퇴원 중에 하단 균형 전략을 사용하고 충전 중에 최고 밸런싱 전략을 사용합니다.
- 장단점 비교 : 수동 밸런싱은 열로 에너지를 낭비하고 균형 효과가 느리기 때문에 더 간단하고 저렴하지만 덜 효율적입니다. 활성 밸런싱은 더 효율적이며 세포 간 에너지를 전달하여 전반적인 사용 효율을 향상시키고 균형을보다 빠르게 달성합니다. 그러나 복잡한 구조와 더 높은 비용이 포함되며 이러한 시스템을 전용 IC에 통합하는 데 어려움이 있습니다.
결론
BMS의 개념은 초기 해외에서 개발되었으며 초기 IC 설계는 전압 및 온도 감지에 중점을 둡니다. 밸런싱 개념은 나중에 IC에 통합 된 저항 방전 방법을 사용하여 나중에 도입되었습니다. 이 접근법은 이제 Ti, Maxim 및 선형 생산 칩을 생산하는 회사를 칩에 통합하는 선형을 생산하는 회사와 함께 이제는 널리 퍼져 있습니다.
수동 밸런싱 원리 및 다이어그램에서 배터리 팩이 배럴과 비교되면 셀은 스테이브와 같습니다. 에너지가 높은 세포는 널빤지가 길고 에너지가 낮은 세포는 짧은 판자입니다. 수동 밸런싱은 긴 판자를 "단축"하여 에너지와 비 효율성을 낭비합니다. 이 방법은 대용량 팩의 상당한 열 소산 및 느린 밸런싱 효과를 포함하여 한계가 있습니다.
대조적으로, 활성 밸런싱은 "짧은 판자를 채워서"고 에너지 세포에서 에너지가 적은 세포로 에너지를 전달하여 효율성이 높아지고 균형이 빠릅니다. 그러나 스위치 매트릭스 설계 및 제어 드라이브에 어려움을 겪고 복잡성과 비용 문제를 도입합니다.
트레이드 오프가 주어지면, 수동 밸런싱은 일관성이 우수한 세포에 적합 할 수 있지만, 불일치가 더 큰 세포에는 활성 균형이 바람직하다.
후 시간 : 8 월 27-2024 년
