Lityum batareyalarda hujayra balansining qo'llanilishi nima?

Men deyarli 12 yildan beri batareya paketini yirtib tashlash va BMS dizayni bilan shug'ullanaman. Har safar kimdir mendan "muvozanat nima qiladi?" deb so'raganda, men ularga ikkita suratni ko'rsataman: biri 2-y- 36 V e-velosiped to'plami, hech qanday muvozanat o'rnatilmagan (yarmi hujayralar 1,8 V, qolganlari 4,18 V), ikkinchisi esa 100 mA passiv balansga ega bo'lgan bir xil partiya (uch yildan so'ng 12 yil ichida passiv hujayralar). Bitta suratda hamma narsa shu.

Haqiqiy paketlarda hujayralar hech qachon teng tug'ilmaydi. Xuddi shu lagandadan 100 ta yangi Samsung 50E xujayralarini oling: sig'im odatda ±30 mA / soat, o'z-o'zidan zaryadsizlanish tezligi 2–3 baravar, ichki qarshilik esa 3–5 mOm o'zgarishi mumkin. 200 tsikldan keyin zaiflar yanada ko'proq orqada qoladilar. Balanslashtirmasdan, paketning sig'imi zaryaddagi eng zaif hujayra va zaryadsizlangan eng kuchli hujayra tomonidan belgilanadi. Faqat birinchi yilda siz 20-40% foydalanish imkoniyatini yo'qotasiz.

Active Cell Balancing

Odamlar ishlab chiqarishda muvozanatni saqlashning faqat ikkita usuli mavjud:

20 kVt/soatdan past bo'lgan paketlarning 95 foizi shu narsadan foydalanadi.
Doskada ko'rishingiz mumkin bo'lgan haqiqiy chiplar:

TI BQ769x2 / BQ769x3 / BQ78z100

Analog qurilmalar LTC6804 / LTC6811 / LTC6813

Maksim MAX14920 / MAX14921

NXP MC33771 / MC33772

Odatda qon ketish oqimi: 80–150 mA (agar siz ikkita pinni parallel qo'ysangiz, BQ76952 220 mA ni surishi mumkin).
Ommaviy ishlab chiqarishda qarshilik qiymati: deyarli har doim 27 Ō yoki 33 Ō 2512 1 Vt paket.
Men aslida foydalanadigan trigger sozlamalari:
CV davomida o'rtacha ko'rsatkichdan 15-25 mV yuqori qon ketishni boshlang, delta 6-8 mV dan pastga tushganda to'xtating.
Agar siz 2 mV ni ta'qib qilmoqchi bo'lsangiz, siz shunchaki taxtani abadiy pishirasiz.

Issiqlik - bu haqiqiy muammo. 100 mA qon ketishiga ega 16 soniyali skuter to'plami 7–8 Vt quvvatni to'g'ridan-to'g'ri BMS PCBga tashlashi mumkin. Shuning uchun 20-dollarlik arzon elektron velosiped taxtalari quyoshda bir yozdan keyin egilib, yorilib ketadi.

~30 kVt/soatdan oshganingizdan so'ng deyarli hamma faol rejimga o'tadi.

Men yirtib tashlagan haqiqiy-dunyo misollari:

Tesla Model S/X (2012–2021): HVJB ustidagi kichik DC{2}}DC g‘ishtlari, har bir modul uchun ~1 A

BMW i3 (barcha yillar): induktiv transformator moduli, 24-1 nisbat, taxminan 2 A

BYD Blade paketlari: Infineon TLF35568 mos yozuvlar dizayniga asoslangan{0}}uchuvchi kondansatör platalari

Xitoyning statsionar saqlash hayvonlari: izolyatsiyalangan DC{0}}DC modullari butun 700 V sim bo'ylab 15–20 A harakatlanadi

Odamlar haqiqatan ham sotib oladigan--taxtalar:

1–2 yashil AliExpress uchuvchi{2}}kondensator platalari (8–16 ta kichik relelilar)

Heltec / Orion BMS Gen4 / REC Q / Dilitium: yaxshi sovutish bilan 5–8 A

Cell Balancing

Aksariyat OEMlar faqat SoC ning eng yuqori 10-15% da muvozanatlashadi, chunki kuchlanish egri chizig'i 3,45 V (NMC) yoki 3,40 V (LFP) dan past darajada tekis.
Tesla waits until >90% SoC va faqat oxirgi 30–60 daqiqa zaryadlash uchun muvozanat ishlaydi.
Mening 2017 yilgi BMW i3 jurnallari induktiv balanslagich faqat delta > 30 mV va to'plam oqimi < 5 A bo'lganda uyg'onishini ko'rsatadi.

Menda materik Xitoydan 2016–2018 yillardagi past tezlikdagi EV to‘plamlari bilan to‘la tortma bor, ular qon ketish rezistorlarini o‘chirish orqali 0,80 dollar tejagan. 18 oydan so'ng zaif hujayralar har oqindi salbiy bo'ladi, mis eriydi, dendritlar o'sadi, separator eriydi, olov. Men 72 V 20 Ah to‘plamlar 14 oy ichida foydalanish mumkin bo‘lgan 8–9 Ah ga tushishini kuzatdim. Ularga 12 dollarlik faol balanserni uring va ular 18–19 Ah ga qaytadilar. Dars qiyin yo'ldan o'rganildi.

15 kVt soatdan past → passiv yaxshi va abadiy qoladi (skuterlar, elektr asboblar, dronlar)

400 V+ or >50 kVt/soat → faol yoki har yili modullarni almashtirasiz

Bugungi kunda sotiladigan har bir to'g'ri EV balansga ega. Yagona o'zgaruvchi - bu 33 Ō rezistormi yoki 300 dollarlik faol platami.

Bu hujayra muvozanati. Hech narsa sehrli emas. Tezroq qarishga qaror qilgan bir dangasa birodar tomonidan yaxshi hujayralarni sudrab tushishini to'xtatish.

Cell Balancing