Αναγκαιότητα εξισορρόπησης μπαταρίας ισχύος λιθίου και χαρακτηριστικά κυκλώματος φόρτισης παθητικής εξισορρόπησης
1. Ο ορισμός της χρέωσης εξισορρόπησης και η αναγκαιότητα της εξισορρόπησης
1. Ορισμός του εξισωτικού φορτίου:
Η εξισορρόπηση φόρτισης συντομεύεται ως φόρτιση εξισορρόπησης, η οποία είναι η φόρτιση των χαρακτηριστικών της μπαταρίας εξισορρόπησης. Αναφέρεται στην ανισορροπία τάσης στον ακροδέκτη της μπαταρίας λόγω μεμονωμένων διαφορών στην μπαταρία, διαφορές θερμοκρασίας και άλλους λόγους κατά τη χρήση της μπαταρίας. Προκειμένου να αποφευχθεί η επιδείνωση αυτής της τάσης ανισορροπίας, είναι απαραίτητο να αυξήσετε την τάση φόρτισης της μπαταρίας και να φορτίσετε την μπαταρία με ισορροπημένο τρόπο, ώστε να εξισορροπηθούν τα χαρακτηριστικά κάθε στοιχείου μπαταρίας στη μπαταρία και να παραταθεί η διάρκεια ζωής της μπαταρίας.
Η φόρτιση εξισορρόπησης βρίσκεται στο μέσο και στο τελευταίο στάδιο της διαδικασίας φόρτισης της μπαταρίας ισχύος. Όταν η τάση του στοιχείου της μπαταρίας ισχύος φτάσει ή υπερβαίνει την τάση διακοπής, το κύκλωμα εξισορρόπησης αρχίζει να λειτουργεί για να μειώσει το ρεύμα της μπαταρίας τροφοδοσίας, προκειμένου να περιοριστεί η τάση της μπαταρίας ισχύος ώστε να μην είναι υψηλότερη από την τάση διακοπής φόρτισης . Η μόνη λειτουργία της εξισορρόπησης της φόρτισης είναι να αποτρέψει την υπερφόρτιση και θα έχει αρνητικά αποτελέσματα κατά τη χρήση αποφόρτισης.
Όταν χρησιμοποιείτε φόρτιση εξισορρόπησης, το στοιχείο μπαταρίας μικρής χωρητικότητας δεν υπερφορτίζεται και η ποσότητα ισχύος που μπορεί να απελευθερωθεί είναι μικρότερη από την ισχύ που μπορεί να απελευθερωθεί όταν ο ισοσταθμιστής δεν χρησιμοποιείται για ελαφριά υπερφόρτιση, με αποτέλεσμα να αποφορτίζεται το στοιχείο της μπαταρίας ισχύος Συντομότερος χρόνος και πιθανή υπερφόρτιση Το σεξ είναι ακόμη μεγαλύτερο.
2. Αναγκαιότητα εξισορρόπησης φόρτισης:
Με το τρέχον επίπεδο και την τεχνολογία κατασκευής μπαταριών λιθίου ισχύος, στη διαδικασία παραγωγής των κυψελών μπαταρίας ισχύος λιθίου, θα υπάρχουν λεπτές διαφορές μεταξύ κάθε στοιχείου μπαταρίας ισχύος λιθίου, το οποίο είναι το πρόβλημα συνέπειας. Η ασυνέπεια εκδηλώνεται κυρίως στην κυψέλη της μπαταρίας ισχύος λιθίου. Χωρητικότητα, εσωτερική αντίσταση, ρυθμός αυτοεκφόρτισης, απόδοση φόρτισης-εκφόρτισης, κ.λπ. Η ασυνέπεια των στοιχείων της μπαταρίας ισχύος λιθίου μεταδίδεται στο πακέτο μπαταρίας ισχύος λιθίου, γεγονός που αναπόφευκτα θα επιφέρει την απώλεια του πακέτου μπαταρίας ισχύος λιθίου&Η χωρητικότητα του #39, η οποία με τη σειρά της οδηγεί σε μείωση της ζωής.
Στη διαδικασία χρήσης της συναρμολογημένης μπαταρίας λιθίου, η ασυνέπεια των μονομερών θα εμφανιστεί επίσης λόγω του βαθμού αυτοεκφόρτισης και της θερμοκρασίας των εξαρτημάτων. Η ασυνέπεια των μονομερών της μπαταρίας ισχύος λιθίου επηρεάζει τη φόρτιση και την αποφόρτιση της μπαταρίας λιθίου ισχύος. χαρακτηριστικό γνώρισμα. Μελέτες έχουν δείξει ότι μια διαφορά 20% στη χωρητικότητα των κυψελών μπαταριών ισχύος λιθίου θα επιφέρει περίπου το 40% της απώλειας χωρητικότητας των πακέτων μπαταριών ισχύος λιθίου.
Η έννοια του ισοζυγίου μπαταρίας ισχύος λιθίου είναι η χρήση ηλεκτρονικής τεχνολογίας ισχύος για τη διατήρηση της απόκλισης τάσης του στοιχείου μπαταρίας ισχύος λιθίου ιόντων λιθίου ή της τάσης της μπαταρίας ισχύος λιθίου εντός του αναμενόμενου εύρους, έτσι ώστε να διασφαλίζεται ότι κάθε μεμονωμένη μπαταρία ισχύος λιθίου διατηρείται κατά την κανονική χρήση. Η ίδια κατάσταση για να αποφευχθεί η εμφάνιση υπερφόρτισης και υπερφόρτισης. Εάν δεν πραγματοποιηθεί ο έλεγχος ισορροπίας, καθώς αυξάνονται οι κύκλοι φόρτισης και εκφόρτισης, η τάση κάθε μεμονωμένης μπαταρίας λιθίου θα διαφοροποιείται σταδιακά και η διάρκεια ζωής θα μειωθεί σημαντικά.
Η ασυνέπεια των στοιχείων μπαταρίας λιθίου θα επιδεινωθεί περαιτέρω με την πάροδο του χρόνου υπό την επίδραση τυχαίων παραγόντων όπως η θερμοκρασία. Υπό κανονικές συνθήκες, όταν η θερμοκρασία περιβάλλοντος λειτουργίας της μπαταρίας ισχύος λιθίου είναι 10°C υψηλότερη από τη βέλτιστη θερμοκρασία της, η διάρκεια ζωής της μπαταρίας λιθίου ισχύος θα μειωθεί στο μισό. Λόγω του μεγάλου αριθμού συστημάτων μπαταριών λιθίου οχημάτων σε σειρά, γενικά μεταξύ 88 και 100 σειρών, η χωρητικότητά τους είναι γενικά 20 έως 60 kWh και η θέση κάθε σειράς μπαταριών λιθίου είναι διαφορετική, γεγονός που θα προκαλέσει διαφορά θερμοκρασίας.
Ακόμη και στο ίδιο κουτί μπαταρίας ισχύος, θα υπάρχει διαφορά θερμοκρασίας λόγω της θέσης και της θέρμανσης της μπαταρίας λιθίου και αυτή η διαφορά θερμοκρασίας θα έχει σημαντικό αρνητικό αντίκτυπο στη διάρκεια ζωής της μπαταρίας λιθίου, προκαλώντας την μπαταρία λιθίου να εμφανίζεται μη ισορροπημένη και το εύρος πλεύσης θα μειωθεί. , Η διάρκεια ζωής του κύκλου μειώνεται. Ακριβώς λόγω αυτών των προβλημάτων, η χωρητικότητα ολόκληρου του συστήματος μπαταρίας δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί πλήρως, προκαλώντας απώλειες στο σύστημα μπαταρίας και ο μετριασμός τέτοιων απωλειών συστήματος θα επεκτείνει επίσης σημαντικά τη διάρκεια ζωής του συστήματος μπαταρίας.
Η συνοχή μεταξύ των κυψελών μπαταρίας ισχύος λιθίου είναι η πιο άμεση και πιο σημαντική επίδραση στη χωρητικότητα της μπαταρίας λιθίου, επειδή η χωρητικότητα της μπαταρίας λιθίου είναι μια παράμετρος που δεν μπορεί να μετρηθεί άμεσα σε σύντομο χρονικό διάστημα, αλλά η χωρητικότητα της μπαταρίας ισχύος λιθίου είναι Υπάρχει μια αντιστοιχία ένα προς ένα μεταξύ των τάσεων ανοιχτού κυκλώματος. Η τάση μιας κυψέλης μπαταρίας ισχύος λιθίου μπορεί να μετρηθεί online σε πραγματικό χρόνο, γεγονός που την καθιστά ευνοϊκή συνθήκη για τη μέτρηση του επιπέδου συνοχής μιας κυψέλης μπαταρίας ισχύος λιθίου. Στη στρατηγική διαχείρισης του συστήματος διαχείρισης μπαταρίας, υπάρχουν συνθήκες τερματισμού εκφόρτισης, συνθήκες τερματισμού φόρτισης κ.λπ., όπου η τιμή τάσης του στοιχείου μπαταρίας ισχύος λιθίου χρησιμοποιείται ως συνθήκη ενεργοποίησης.
Για μια παράμετρο σε αυτή τη θέση, η υπερβολική διαφορά στη συνοχή της τάσης των κυψελών μπαταρίας ισχύος λιθίου περιορίζει άμεσα την ισχύ φόρτισης και εκφόρτισης της μπαταρίας ισχύος λιθίου. Με βάση αυτό, η χρήση της μεθόδου εξισορρόπησης μπαταρίας λιθίου για την επίλυση του προβλήματος της υπερβολικής διαφοράς τάσης της μπαταρίας ισχύος λιθίου που είναι ήδη σε λειτουργία είναι ένα αποτελεσματικό μέτρο για την αύξηση της χωρητικότητας της μπαταρίας ισχύος λιθίου και την παράταση της διάρκειας ζωής της η μπαταρία λιθίου.
Δεύτερον, τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα της παθητικής ισορροπίας
Στη διαχείριση εξισορρόπησης πακέτων μπαταριών ισχύος λιθίου, οι τρέχουσες μέθοδοι για την εξισορρόπηση τάσης σειριακών-παράλληλων πακέτων μπαταριών ισχύος λιθίου χωρίζονται σε παθητική εξισορρόπηση και ενεργητική εξισορρόπηση. Γενικά, το ισοζύγιο τύπου κατανάλωσης ενέργειας ορίζεται ως παθητικό ισοζύγιο. Η παθητική ισορροπία χρησιμοποιεί αντιστάσεις για να καταναλώσει την ενέργεια των μπαταριών υψηλής τάσης ή υψηλής φόρτισης για να επιτευχθεί ο σκοπός της μείωσης του χάσματος μεταξύ των διαφορετικών μπαταριών. Είναι τύπος που καταναλώνει ενέργεια. ισορροπημένη. Επί του παρόντος, υπάρχουν πολλά συστήματα διαχείρισης μπαταριών που υιοθετούν παθητική ισορροπία στην αγορά. Επειδή η τεχνολογία παθητικής ισορροπίας εφαρμόζεται στην αγορά μπαταριών ισχύος λιθίου πριν από την ενεργή ισορροπία, η τεχνολογία είναι σχετικά ώριμη και η δομή παθητικής ισορροπίας είναι απλούστερη και ευρύτερα χρησιμοποιούμενη.
Η διαχείριση ισορροπίας των πακέτων μπαταριών ισχύος λιθίου περιλαμβάνει ισορροπία τάσης, ισορροπία ρεύματος και ισορροπία θερμοκρασίας. Μεταξύ αυτών, η ισορροπία τάσης των πακέτων μπαταριών ισχύος λιθίου είναι η πιο βασική, δηλαδή η ισορροπία τάσης των στοιχείων μπαταρίας ισχύος λιθίου σε σειρές μπαταριών ισχύος λιθίου. Ομοίως, το ισοζύγιο ρεύματος αναφέρεται στην ισορροπία του ρεύματος κάθε κυψέλης μπαταρίας ισχύος λιθίου στο πακέτο μπαταρίας ισχύος λιθίου παράλληλα.
Στα πακέτα μπαταριών λιθίου ισχύος, ο λόγος για τον οποίο η απόδοση των στοιχείων μπαταρίας λιθίου μειώνεται πολύ γρήγορα είναι ότι το ρεύμα είναι ασυνεπές και τα μεμονωμένα στοιχεία λειτουργούν σε συνθήκες υπερτιμολόγησης, με αποτέλεσμα την υπερβολική μείωση της απόδοσης. Η διαφορά θερμοκρασίας των στοιχείων της μπαταρίας λιθίου προκαλείται από ασυνεπή παραγωγή θερμότητας και ασυνεπή απαγωγή θερμότητας. Επί του παρόντος, η ισορροπία θερμοκρασίας των πακέτων μπαταριών ισχύος λιθίου επιλύεται γενικά με φυσικές μεθόδους όπως η φυσική ψύξη αέρα, η εξαναγκασμένη ψύξη αέρα και η υγρή ψύξη.
Επειδή η παθητική εξισορρόπηση χρησιμοποιεί αντιστάσεις για την κατανάλωση ενέργειας, παράγεται θερμότητα και το ρεύμα εξισορρόπησης είναι μικρό, γεγονός που μειώνει την απόδοση ολόκληρου του συστήματος. Με βάση τις απαιτήσεις της θερμικής διαχείρισης, η παθητική εξισορρόπηση μπορεί να εξισωθεί μόνο τμήμα προς ενότητα. Οι μπαταρίες λιθίου είναι πολύ ευαίσθητες στη θερμότητα και είναι απαραίτητο να αποφευχθεί απολύτως η αύξηση της εξωτερικής θερμοκρασίας. Η παθητική εξισορρόπηση θα προκαλέσει τοπική θέρμανση της μπαταρίας λιθίου ισχύος και η υψηλή θερμοκρασία θα αυξήσει το ποσοστό αστοχίας των εξαρτημάτων. Για το λόγο αυτό, ενόψει της θερμότητας που παράγεται από την παθητική ισορροπία, προβάλλονται ειδικές απαιτήσεις για την ασφάλεια και τη δομική σχεδίαση των μπαταριών λιθίου.
3. Η αρχή λειτουργίας της παθητικής ισορροπίας
Η παθητική εξισορρόπηση γενικά αποφορτίζει τις μπαταρίες λιθίου με υψηλότερη τάση μέσω της εκφόρτισης αντίστασης και απελευθερώνει ηλεκτρισμό με τη μορφή θερμότητας, έτσι ώστε να κερδίσει περισσότερο χρόνο φόρτισης για άλλες μπαταρίες λιθίου ισχύος. Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας φόρτισης, η μπαταρία λιθίου έχει γενικά μια τιμή τάσης προστασίας ανώτερου ορίου φόρτισης. Εάν η τάση κατά τη φόρτιση υπερβαίνει αυτήν την τιμή, η οποία είναι κοινώς γνωστή ως"overcharge", η μπαταρία λιθίου μπορεί να καεί ή να εκραγεί.
Επομένως, η πλακέτα προστασίας της μπαταρίας λιθίου έχει γενικά μια λειτουργία προστασίας από υπερφόρτιση για να αποτρέψει την υπερφόρτιση της μπαταρίας ισχύος λιθίου. Δηλαδή, όταν μια σειρά από μπαταρίες λιθίου φτάσει σε αυτήν την τιμή τάσης, η πλακέτα προστασίας της μπαταρίας ισχύος λιθίου θα κόψει το κύκλωμα φόρτισης και θα σταματήσει τη φόρτιση.
Η εξισορρόπηση φόρτισης βρίσκεται στο μέσο και στα τελευταία στάδια της διαδικασίας φόρτισης της μπαταρίας ισχύος, όταν η τάση της μπαταρίας ισχύος φτάσει ή υπερβαίνει την τάση διακοπής, το κύκλωμα εξισορρόπησης αρχίζει να λειτουργεί για να μειώσει το ρεύμα της μπαταρίας ισχύος, προκειμένου να περιοριστεί η Η τάση της μπαταρίας τροφοδοσίας να μην είναι υψηλότερη από την τάση διακοπής φόρτισης. Η μόνη λειτουργία της εξισορρόπησης φόρτισης είναι να αποτρέπει την υπερφόρτιση και θα έχει αρνητικά αποτελέσματα κατά τη χρήση αποφόρτισης. Όταν χρησιμοποιείτε εξισορρόπηση φόρτισης, το στοιχείο μπαταρίας μικρής χωρητικότητας δεν υπερφορτίζεται και η ποσότητα ισχύος που μπορεί να απελευθερωθεί είναι μικρότερη από την ισχύ που μπορεί να απελευθερωθεί όταν ο ισοσταθμιστής δεν χρησιμοποιείται για ελαφριά υπερφόρτιση, καθιστώντας την αποφόρτιση του στοιχείου της μπαταρίας ισχύος Συντομότερος χρόνος και πιθανή υπερφόρτιση Το σεξ είναι ακόμη μεγαλύτερο.
Το σχηματικό διάγραμμα της απώλειας χωρητικότητας της μπαταρίας ισχύος λιθίου κατά τη φόρτιση φαίνεται στο Σχήμα 1. Στο Σχήμα 1, η τάση ακροδεκτών της μπαταρίας ισχύος λιθίου 2# φορτίζεται πρώτα στην καθορισμένη τιμή τάσης προστασίας, η οποία ενεργοποιεί τον μηχανισμό προστασίας του κυκλώματος προστασίας της μπαταρίας ισχύος λιθίου και σταματά το λίθιο Η φόρτιση της μπαταρίας τροφοδοσίας κάνει απευθείας τις μπαταρίες λιθίου 1#, 3## και 4 να μην μπορούν να φορτιστούν πλήρως. Η χωρητικότητα πλήρους φόρτισης ολόκληρου του πακέτου μπαταριών λιθίου ισχύος περιορίζεται στην μπαταρία λιθίου ισχύος 2#, με αποτέλεσμα η μπαταρία λιθίου να μην είναι πλήρως φορτισμένη. Για να φορτιστεί πλήρως η μπαταρία λιθίου, πρέπει να χρησιμοποιείται ένα κύκλωμα φόρτισης εξισορρόπησης κατά τη φόρτιση.
Κατά τη διαδικασία φόρτισης της μπαταρίας λιθίου, κάθε μπαταρία λιθίου είναι εξοπλισμένη με ένα κύκλωμα εξισορρόπησης όπως φαίνεται στο σχήμα 2 (κάθε μπαταρία λιθίου συνδέεται με ένα παράλληλο κύκλωμα εξισορρόπησης σταθεροποίησης τάσης) και κάθε μπαταρία ισχύος λιθίου ελέγχεται από το κύκλωμα εξισορρόπησης κατά τη φόρτιση. Η τάση της μπαταρίας λιθίου διατηρεί κάθε σειρά μπαταριών ισχύος λιθίου στην ίδια κατάσταση, διασφαλίζοντας την απόδοση και τη διάρκεια ζωής της μπαταρίας λιθίου.
Εάν η τάση που έχει ρυθμιστεί από το κύκλωμα εξισορρόπησης μπαταρίας λιθίου είναι 4,2 V, όταν η μπαταρία λιθίου δεν φτάνει τα 4,2 V, το κύκλωμα του παράλληλου ρυθμιστή τάσης δεν λειτουργεί, κάθε μπαταρία λιθίου συνεχίζει να φορτίζεται και το ρεύμα φόρτισης συνεχίζει να περάστε από την μπαταρία λιθίου. Όπως φαίνεται στο Σχήμα 3.
Όταν η τάση ακροδέκτη της μπαταρίας λιθίου 2# φτάσει τα 4,2V, το κύκλωμα εξισορρόπησης αρχίζει να λειτουργεί και θα σταθεροποιήσει την τάση στα 4,2V, δηλαδή, το ρεύμα φόρτισης δεν θα διέρχεται πλέον από την μπαταρία λιθίου 2#, όπως φαίνεται στο Σχήμα 4. Με αυτόν τον τρόπο, ο χρόνος φόρτισης των μπαταριών λιθίου 1#, 3# και 4# επεκτείνεται αντίστοιχα, αυξάνοντας έτσι την ισχύ ολόκληρου του πακέτου μπαταριών λιθίου ισχύος. Ωστόσο, το 100% της εκφορτιζόμενης ισχύος της μπαταρίας λιθίου Νο. 2 μετατρέπεται σε απελευθέρωση θερμότητας, προκαλώντας μεγάλη σπατάλη (η απαγωγή θερμότητας της μπαταρίας λιθίου Νο. 2 είναι απώλεια του συστήματος και σπατάλη ισχύος ).
Η αρχή λειτουργίας του κυκλώματος ρυθμιστή διακλάδωσης που φαίνεται στο Σχήμα 2 είναι: Το TL431 είναι η τάση αναφοράς και η τάση ρυθμίζεται στα 4,2 V ρυθμίζοντας τη μεταβλητή αντίσταση. Εάν τα δύο άκρα της μπαταρίας λιθίου είναι λιγότερα από 4,2 V, το TL431 δεν απορροφά ρεύμα, δηλαδή Ib=0 κάτω, οπότε Ic=0, το τρανζίστορ διακόπτεται και το ρεύμα φόρτισης εξακολουθεί να περνά μέσα από το λίθιο μπαταρία τροφοδοσίας. Εάν και τα δύο άκρα της μπαταρίας λιθίου φτάσουν τα 4,2 V, το TL431 αρχίζει να απορροφά ρεύμα, Ib>0, και το ρεύμα φόρτισης (δηλ. Ic) διέρχεται από την τρίοδο και δεν διέρχεται από την μπαταρία λιθίου, δηλαδή , η μπαταρία λιθίου δεν είναι πλέον φορτισμένη.
Οι τρεις δίοδοι IN4001 που συνδέονται σε σειρά στο κύκλωμα λειτουργούν ως διαιρέτης τάσης, ο οποίος μπορεί να μειώσει την ισχύ που καταναλώνεται στο τρανζίστορ TIP42. Εάν αυτές οι τρεις δίοδοι IN4001 δεν είναι συνδεδεμένες, η ισχύς που καταναλώνεται στο τρανζίστορ TIP42: P=4,2V×ρεύμα φόρτισης, μετά την προσθήκη της διόδου IN4001, P=(4,2V-3×0,7V)×ρεύμα φόρτισης. Η δίοδος εκπομπής φωτός στο άκρο δεξιά έχει λειτουργία ένδειξης. Η λυχνία είναι αναμμένη, υποδεικνύοντας ότι η τάση έχει φτάσει τα 4,2 V, δηλαδή η μπαταρία που αντιστοιχεί σε αυτό το κύκλωμα εξισορρόπησης είναι πλήρως φορτισμένη.
Τέταρτον, τα χαρακτηριστικά του κυκλώματος φόρτισης εξισορρόπησης με βάση την αντίσταση διακλάδωσης
Το απλούστερο κύκλωμα ισορροπίας είναι το ισοζύγιο κατανάλωσης φορτίου, δηλαδή, μια αντίσταση συνδέεται παράλληλα με κάθε μπαταρία λιθίου και ένας διακόπτης συνδέεται σε σειρά για έλεγχο. Όταν η τάση μιας μπαταρίας ισχύος λιθίου είναι πολύ υψηλή, ο διακόπτης είναι ενεργοποιημένος και το ρεύμα φόρτισης περνά μέσα από την αντίσταση. Με αυτόν τον τρόπο, η μπαταρία λιθίου υψηλής τάσης έχει μικρό ρεύμα φόρτισης και η μπαταρία λιθίου χαμηλής τάσης έχει μεγάλο ρεύμα φόρτισης. Με αυτόν τον τρόπο, η τάση της μπαταρίας ισχύος λιθίου μπορεί να εξισορροπηθεί, αλλά αυτή η μέθοδος μπορεί να εφαρμοστεί μόνο σε μπαταρίες λιθίου μικρής χωρητικότητας. Δεν είναι ρεαλιστικό για την χωρητικότητα της μπαταρίας ισχύος λιθίου.
Συνδέστε αντιστάσεις παράλληλα και στα δύο άκρα της κυψέλης της μπαταρίας ισχύος λιθίου για να επιτρέψετε στην αντίσταση να καταναλώσει μέρος της ενέργειας της μπαταρίας ισχύος λιθίου. Υπάρχουν δύο μορφές παράλληλης αντίστασης. Το ένα είναι μια σταθερή σύνδεση. Η αντίσταση συνδέεται παράλληλα και στα δύο άκρα της μπαταρίας λιθίου για μεγάλο χρονικό διάστημα. Η τάση του στοιχείου μπαταρίας ισχύος λιθίου Όταν είναι υψηλή, το ρεύμα μέσω της αντίστασης είναι μεγάλο και καταναλώνει περισσότερη ισχύ. Όταν η τάση της μπαταρίας ισχύος λιθίου είναι χαμηλή, η αντίσταση καταναλώνει λιγότερη ενέργεια. Μέσω του ευαίσθητου στην πίεση χαρακτηριστικό της αντίστασης, επιτυγχάνεται η ισορροπία τάσης του ακροδέκτη της μπαταρίας ισχύος λιθίου. Αυτή είναι μια θεωρητικά εφικτή μέθοδος και σπάνια χρησιμοποιείται στην πράξη.
Αναλύστε την αναγκαιότητα εξισορρόπησης της μπαταρίας ισχύος λιθίου και τα χαρακτηριστικά του κυκλώματος φόρτισης παθητικής εξισορρόπησης
Ένας άλλος τρόπος για να συνδέσετε αντιστάσεις παράλληλα είναι να συνδέσετε αντιστάσεις παράλληλα και στα δύο άκρα της κυψέλης μέσω ενός βρόχου διακόπτη. Ο διακόπτης ενεργοποιείται από ένα σήμα από το σύστημα διαχείρισης. Όταν το σύστημα καθορίζει ποια τάση κυψέλης ή SOC είναι υψηλή, συνδέει την παράλληλη αντίστασή του για να καταναλώσει την ενέργειά του.
Η αρχή της ισορροπημένης φόρτισης με βάση την αντίσταση διακλάδωσης φαίνεται στο Σχήμα 5, δηλαδή, κάθε στοιχείο μπαταρίας ισχύος λιθίου συνδέεται παράλληλα με μια αντίσταση διακλάδωσης. Από το κύκλωμα που φαίνεται στο Σχήμα 5, μπορεί να φανεί ότι το ρεύμα διακλάδωσης στην αντίσταση πρέπει να είναι πολύ μεγαλύτερο από αυτό της μπαταρίας ισχύος λιθίου. Το ρεύμα αυτοεκφόρτισης μπορεί να επιτύχει το αποτέλεσμα της ισορροπημένης φόρτισης. Γενικά, το ρεύμα αυτοεκφόρτισης μιας μπαταρίας λιθίου είναι περίπου C/20000, επομένως το C/200 είναι πιο κατάλληλο για το ρεύμα που ρέει μέσω της αντίστασης διακλάδωσης. Επιπλέον, η απόκλιση κάθε αντίστασης διακλάδωσης είναι επίσης ένας σημαντικός παράγοντας που επηρεάζει το αποτέλεσμα εξισορρόπησης. Μετά από έναν ορισμένο αριθμό κύκλων φόρτισης και εκφόρτισης, η απόκλιση της μπαταρίας ισχύος λιθίου μπορεί να προσδιοριστεί από τον ακόλουθο τύπο:
Αναλύστε την αναγκαιότητα εξισορρόπησης της μπαταρίας ισχύος λιθίου και τα χαρακτηριστικά του κυκλώματος φόρτισης παθητικής εξισορρόπησης
Όπου: VC είναι η απόκλιση τάσης της μπαταρίας λιθίου. R είναι η αντίσταση διακλάδωσης. I είναι το ρεύμα αυτοεκφόρτισης της μπαταρίας λιθίου. VD είναι η τάση του στοιχείου μπαταρίας ισχύος λιθίου. K είναι η απόκλιση αντίστασης.
Εάν η αντίσταση διακλάδωσης είναι 20Ω±0,05%, η απόκλιση τάσης της μπαταρίας ισχύος λιθίου μπορεί να ελεγχθεί εντός της περιοχής των 50mV. Η μέση ισχύς κάθε αντίστασης είναι 0,72 W, αλλά η αντίσταση shunt καταναλώνει πάντα ισχύ ανεξάρτητα από τη διαδικασία φόρτισης ή τη διαδικασία εκφόρτισης της μπαταρίας ισχύος λιθίου.
Η αρχή της ισορροπημένης φόρτισης με βάση την αντίσταση διακλάδωσης με την προσθήκη ενός διακόπτη on-off φαίνεται στο σχήμα 6. Η διαφορά μεταξύ της ισορροπημένης φόρτισης με αντίσταση διακλάδωσης on-off και της ισορροπημένης φόρτισης διακλάδωσης αντίστασης είναι η προσθήκη ενός διακόπτη on-off, ο οποίος μπορεί να ελεγχθεί από το λογισμικό του συστήματος ελέγχου, μπορεί επίσης να πραγματοποιηθεί με απλά λογικά κυκλώματα. Το κύκλωμα εξισορρόπησης που υιοθετεί αυτήν τη λειτουργία ελέγχου λειτουργεί μόνο στο τμήμα φόρτισης σταθερής τάσης της φόρτισης μπαταρίας λιθίου και ο διακόπτης on-off είναι πάντα απενεργοποιημένος σε άλλες στιγμές, έτσι ώστε όταν αποφορτιστεί το πακέτο μπαταρίας ισχύος λιθίου, η αντίσταση διακλάδωσης δεν καταναλώνουν ενέργεια. Αλλά το κύριο μειονέκτημα αυτού του κυκλώματος είναι ότι το ποσοστό αστοχίας του διακόπτη on-off είναι σχετικά υψηλό και απαιτούνται περιττά μέσα.
