Creo que todo el mundo ha conocido el concepto de equilibrio celular, principalmente porque la consistencia actual de las células no es lo suficientemente buena y es necesario mejorarla mediante el equilibrio. Al igual que en el mundo, no podemos encontrar dos hojas idénticas y no podemos encontrar dos células idénticas. En última instancia, el equilibrio tiene como objetivo solucionar las deficiencias de las celdas de batería y es un medio de compensación. A continuación se muestra una breve introducción al equilibrio pasivo y activo de baterías de litio:
01 Equilibrio Pasivo
El equilibrio pasivo generalmente descarga baterías con voltaje más alto mediante descarga de resistencia, liberando electricidad en forma de calor para ganar más tiempo de carga para otras baterías. De esta forma, la potencia de todo el sistema está limitada por la batería de menor capacidad. Durante el proceso de carga, las baterías de litio generalmente tienen un valor de voltaje de protección límite superior de carga. Cuando una determinada serie de baterías alcanza este valor de voltaje, la placa de protección de la batería de litio cortará el circuito de carga y detendrá la carga. Por lo tanto, las ventajas del equilibrio pasivo son el bajo costo y el diseño simple del circuito; La desventaja es que el equilibrio se basa en la capacidad restante más baja de la batería, lo que no puede aumentar la capacidad de las baterías con baja capacidad residual, y el 100% de la energía equilibrada se desperdicia en forma de calor. Los tableros de protección de baterías de litio generalmente tienen una función de protección contra sobrecargas para evitar la sobrecarga de la batería.
Como se muestra en la Figura 2, durante el proceso de carga, la segunda batería se carga primero al valor de voltaje de protección, lo que activa el mecanismo de protección del tablero de protección de la batería de litio y detiene la carga del sistema de batería, lo que conduce directamente a la incapacidad de cargar completamente. Cargue la primera y tercera batería. La carga completa de todo el sistema está limitada por la segunda batería, que es la pérdida del sistema. Para aumentar la potencia del sistema de batería, la placa de protección de la batería de litio equilibrará la batería durante la carga. Como se muestra en la Figura 3, después del arranque equilibrado, la placa de protección de la batería de litio descargará la segunda batería, retrasando el tiempo para que alcance el valor de voltaje de protección. Esto también ampliará el tiempo de carga de la primera y tercera batería, aumentando así la potencia general del sistema de batería. Sin embargo, el 100% de la energía descargada de la batería No. 2 se convierte en liberación de calor, lo que genera un desperdicio significativo (la disipación de calor de la batería No. 2 es una pérdida del sistema y también un desperdicio de energía).
Como se muestra en la Figura 4, además del grave impacto de la sobrecarga en la batería, la descarga excesiva también puede causar daños graves a la batería. De manera similar, la placa de protección de la batería de litio tiene una función de protección contra sobrecarga. Al descargarse, cuando el voltaje de la segunda batería alcanza el valor de protección de descarga, el mecanismo de protección del tablero de protección de la batería de litio se activa, deteniendo la descarga del sistema, provocando directamente que la capacidad restante de la batería de la primera y tercera batería no pueda ser totalmente usado. Después de un arranque equilibrado, se mejorará la sobredescarga del sistema.
02 Equilibrio Activo
El equilibrio activo se logra mediante la transferencia de electricidad, que es altamente eficiente y produce pérdidas mínimas. Los diferentes fabricantes tienen diferentes métodos y la corriente equilibrada varía de 1 a 10 A.
El equilibrio pasivo es adecuado para aplicaciones de paquetes de baterías de litio con pequeña capacidad y un bajo número de cadenas, mientras que el equilibrio activo es adecuado para aplicaciones de baterías de litio de tipo potencia con un alto número de cadenas y gran capacidad. Para BMS, además de la función de equilibrio, la estrategia de equilibrio subyacente es aún más importante.
Como se muestra en la Figura 5, cada 6 series de baterías forman un grupo y la potencia total de las 6 series de baterías se transfiere a la batería con menor capacidad. El equilibrio activo inductivo se basa en la conversión física, integrando interruptores de potencia y microinductores. Utiliza un método de equilibrio bidireccional para equilibrar las baterías mediante la transferencia de carga entre baterías adyacentes o vecinas, y puede lograr el equilibrio independientemente de si la batería está descargada, cargada o en estado estático. La eficiencia de equilibrio llega al 92%.
El principio de funcionamiento de descarga y carga se muestra en las Figuras 6 y 7, donde la Batería 2 transfiere energía a las Baterías 1 y 3. La transferencia de carga eficiente garantiza que el voltaje de las tres baterías permanezca equilibrado durante la carga, lo que permite que todas las baterías estén completamente cargadas. La placa de protección de la batería de litio también puede equilibrar la batería durante la descarga. La primera y la tercera batería transfieren su energía a la segunda batería, y el voltaje de las tres baterías se descarga constantemente en un estado equilibrado, de modo que se pueda consumir toda la energía de la batería.