Angenrheidrwydd Cydraddoli Batri Pwer Lithiwm a Nodweddion Cylchdaith Codi Tâl Cydraddoli Goddefol
1. Y diffiniad o godi tâl cydraddoli a'r angen am gydraddoli
1. Diffiniad o gydraddoli tâl:
Mae cydraddoli codi tâl yn cael ei dalfyrru fel cydraddoli gwefru, sef codi tâl cydraddoli nodweddion batri. Mae'n cyfeirio at yr anghydbwysedd foltedd wrth derfynell y batri oherwydd gwahaniaethau unigol yn y batri, gwahaniaethau tymheredd a rhesymau eraill yn ystod y defnydd o'r batri. Er mwyn osgoi dirywiad y duedd anghydbwysedd hon, mae angen Cynyddu foltedd gwefru'r pecyn batri, a gwefru'r batri mewn modd cytbwys, er mwyn cydbwyso nodweddion pob cell batri yn y pecyn batri ac ymestyn y bywyd gwasanaeth y batri.
Mae codi tâl cydraddoli yng nghamau canol a hwyr y broses codi tâl batri pŵer. Pan fydd foltedd celloedd y batri pŵer yn cyrraedd neu'n fwy na'r foltedd torri i ffwrdd, mae'r gylched gydbwyso yn dechrau gweithio i leihau cerrynt celloedd batri pŵer er mwyn cyfyngu foltedd celloedd y batri pŵer i beidio â bod yn uwch na'r foltedd torri gwefr. Yr unig swyddogaeth o gydraddoli codi tâl yw atal gor-godi tâl, a bydd yn dod ag effeithiau negyddol wrth ollwng defnydd.
Wrth ddefnyddio gwefru cydraddoli, ni chodir gormod ar y gell batri pŵer gallu bach, ac mae maint y pŵer y gellir ei ryddhau yn llai na'r pŵer y gellir ei ryddhau pan na ddefnyddir y cyfartalwr ar gyfer gordaliad ysgafn, gan wneud i'r gell pŵer gael ei ollwng. gor-ryddhau amser yn fyrrach ac yn bosibl Mae rhyw hyd yn oed yn fwy.
2. Angenrheidrwydd cydraddoli codi tâl:
Gyda lefel a thechnoleg gyfredol gweithgynhyrchu batri pŵer lithiwm, yn y broses gynhyrchu o gelloedd batri pŵer lithiwm, bydd gwahaniaethau cynnil rhwng pob cell batri pŵer lithiwm, sef y broblem cysondeb. Amlygir yr anghysondeb yn bennaf yn y gell batri pŵer lithiwm. Cynhwysedd, gwrthiant mewnol, cyfradd hunan-ollwng, effeithlonrwydd rhyddhau gwefr, ac ati. Mae anghysondeb y celloedd batri pŵer lithiwm yn cael ei drosglwyddo i'r pecyn batri pŵer lithiwm, a fydd yn anochel yn arwain at golli'r pecyn batri pŵer lithiwm&Capasiti # 39; s, sydd yn ei dro yn arwain at ostyngiad mewn bywyd.
Yn y broses o ddefnyddio'r batri pŵer lithiwm wedi'i ymgynnull, bydd anghysondeb y monomerau hefyd yn ymddangos oherwydd graddfa'r hunan-ollwng a thymheredd y rhannau. Mae anghysondeb y monomerau batri pŵer lithiwm yn effeithio ar wefru a gollwng y pecyn batri pŵer lithiwm. nodweddiadol. Mae astudiaethau wedi dangos y bydd gwahaniaeth o 20% yng nghapasiti celloedd batri pŵer lithiwm yn dod â thua 40% o golli capasiti pecynnau batri pŵer lithiwm.
Ystyr cydbwysedd batri pŵer lithiwm yw defnyddio technoleg electronig pŵer i gadw gwyriad foltedd cell batri pŵer lithiwm ïon lithiwm neu foltedd pecyn pŵer pŵer lithiwm o fewn yr ystod ddisgwyliedig, er mwyn sicrhau bod pob batri pŵer lithiwm sengl yn cael ei gynnal. yn ystod defnydd arferol. Yr un wladwriaeth i osgoi gor-godi a gor-godi tâl. Os na chyflawnir y rheolaeth cydbwysedd, wrth i'r cylchoedd gwefru a rhyddhau gynyddu, bydd foltedd pob batri pŵer lithiwm yn gwahaniaethu'n raddol, a bydd oes y gwasanaeth yn cael ei leihau'n fawr.
Bydd anghysondeb celloedd batri pŵer lithiwm yn dirywio ymhellach dros amser o dan ddylanwad ffactorau ar hap fel tymheredd. O dan amgylchiadau arferol, pan fydd tymheredd amgylchedd gweithredu’r batri pŵer lithiwm 10 ° C yn uwch na’i dymheredd gorau posibl, bydd oes y batri pŵer lithiwm yn cael ei leihau hanner. Oherwydd y nifer fawr o systemau batri pŵer lithiwm cerbydau mewn cyfres, rhwng cyfresi 88 a 100 yn gyffredinol, mae eu gallu yn gyffredinol rhwng 20 a 60kWh, ac mae lleoliad pob llinyn o fatris pŵer lithiwm yn wahanol, a fydd yn achosi gwahaniaeth tymheredd.
Hyd yn oed yn yr un blwch batri pŵer, bydd gwahaniaeth tymheredd oherwydd lleoliad a gwres y batri pŵer lithiwm, a bydd y gwahaniaeth tymheredd hwn yn cael effaith negyddol fawr ar fywyd y batri pŵer lithiwm, gan achosi'r batri pŵer lithiwm. i ymddangos yn anghytbwys, a bydd yr ystod mordeithio yn lleihau. , Mae'r bywyd beicio yn cael ei fyrhau. Oherwydd y problemau hyn yn union na ellir defnyddio gallu'r system batri gyfan yn llawn, gan achosi colledion system batri, a bydd lliniaru colledion system o'r fath hefyd yn ymestyn oes gwasanaeth y system batri yn fawr.
Y cysondeb rhwng y celloedd batri pŵer lithiwm yw'r dylanwad mwyaf uniongyrchol a phwysicaf ar allu batri pŵer lithiwm, oherwydd mae gallu batri pŵer lithiwm yn baramedr na ellir ei fesur yn uniongyrchol mewn amser byr, ond mae gallu celloedd batri pŵer lithiwm yn Mae gohebiaeth un i un rhwng folteddau cylched agored. Gellir mesur foltedd cell batri pŵer lithiwm ar-lein mewn amser real, sy'n ei gwneud yn gyflwr ffafriol ar gyfer mesur lefel cysondeb cell batri pŵer lithiwm. Yn strategaeth reoli'r system rheoli batri, mae yna amodau terfynu rhyddhau, amodau terfynu gwefru, ac ati, lle mae gwerth foltedd y gell batri pŵer lithiwm yn cael ei ddefnyddio fel yr amod sbarduno.
Ar gyfer paramedr yn y sefyllfa hon, mae'r gwahaniaeth gormodol yng nghysondeb foltedd y celloedd batri pŵer lithiwm yn cyfyngu'n uniongyrchol ar bŵer gwefru a gollwng y pecyn batri pŵer lithiwm. Yn seiliedig ar hyn, mae defnyddio'r dull cydraddoli batri pŵer lithiwm i ddatrys problem gwahaniaeth foltedd gormodol y pecyn batri pŵer lithiwm sydd eisoes ar waith yn fesur effeithiol i gynyddu gallu'r pecyn batri pŵer lithiwm ac ymestyn oes gwasanaeth y batri pŵer lithiwm.
Yn ail, manteision ac anfanteision ecwilibriwm goddefol
Wrth reoli cydraddoli pecynnau batri pŵer lithiwm, rhennir y dulliau cyfredol ar gyfer cydraddoli foltedd pecynnau batri pŵer lithiwm cyfres-gyfochrog yn gydraddoli goddefol a chydraddoli gweithredol. Yn gyffredinol, diffinnir cydbwysedd math o ddefnydd ynni fel cydbwysedd goddefol. Mae cydbwysedd goddefol yn defnyddio gwrthyddion i ddefnyddio egni batris foltedd uchel neu wefr uchel i gyflawni'r pwrpas o leihau'r bwlch rhwng gwahanol fatris. Mae'n fath sy'n defnyddio ynni. cytbwys. Ar hyn o bryd, mae yna lawer o systemau rheoli batri sy'n mabwysiadu cydbwysedd goddefol yn y farchnad. Oherwydd bod technoleg cydbwysedd goddefol yn cael ei chymhwyso yn y farchnad batri pŵer lithiwm cyn cydbwysedd gweithredol, mae'r dechnoleg yn gymharol aeddfed, ac mae'r strwythur cydbwysedd goddefol yn symlach ac yn cael ei ddefnyddio'n ehangach.
Mae rheolaeth cydbwysedd pecynnau batri pŵer lithiwm yn cynnwys cydbwysedd foltedd, cydbwysedd cyfredol, a chydbwysedd tymheredd. Yn eu plith, cydbwysedd foltedd pecynnau batri pŵer lithiwm yw'r mwyaf sylfaenol, hynny yw, cydbwysedd foltedd celloedd batri pŵer lithiwm mewn pecynnau batri pŵer lithiwm cyfres. Yn yr un modd, mae'r cydbwysedd cyfredol yn cyfeirio at gydbwysedd cerrynt pob cell batri pŵer lithiwm yn y pecyn batri pŵer lithiwm yn gyfochrog.
Mewn pecynnau batri pŵer lithiwm, y rheswm pam mae perfformiad celloedd batri pŵer lithiwm yn dadfeilio yn rhy gyflym yw bod y cerrynt yn anghyson, a bod celloedd unigol yn gweithio mewn amodau rhy fawr, gan arwain at bydredd perfformiad gormodol. Mae gwahaniaeth tymheredd y celloedd batri lithiwm yn cael ei achosi gan gynhyrchu gwres anghyson ac afradu gwres anghyson. Ar hyn o bryd, mae cydbwysedd tymheredd pecynnau batri pŵer lithiwm yn cael ei ddatrys yn gyffredinol trwy ddulliau corfforol fel oeri aer naturiol, oeri aer gorfodol, ac oeri hylif.
Oherwydd bod cydraddoli goddefol yn defnyddio gwrthyddion i ddefnyddio egni, cynhyrchir gwres, ac mae'r cerrynt cydraddoli yn fach, sy'n lleihau effeithlonrwydd y system gyfan. Yn seiliedig ar ofynion rheolaeth thermol, dim ond fesul adran y gellir cydraddoli goddefol. Mae batris pŵer lithiwm yn sensitif iawn i wres, ac mae angen osgoi'r cynnydd mewn tymheredd allanol yn llwyr. Bydd cydraddoli goddefol yn achosi gwres lleol o'r pecyn batri pŵer lithiwm, a bydd tymheredd uchel yn cynyddu cyfradd fethu cydrannau. Am y rheswm hwn, o ystyried y gwres a gynhyrchir gan ecwilibriwm goddefol, cyflwynir gofynion arbennig ar gyfer diogelwch a dyluniad strwythurol batris pŵer lithiwm.
3. Egwyddor weithredol ecwilibriwm goddefol
Yn gyffredinol, mae cydraddoli goddefol yn gollwng batris pŵer lithiwm â foltedd uwch trwy ollwng gwrthiant, ac yn rhyddhau trydan ar ffurf gwres, er mwyn ennill mwy o amser gwefru ar gyfer batris pŵer lithiwm eraill. Yn ystod y broses codi tâl, yn gyffredinol mae gan y batri pŵer lithiwm werth foltedd amddiffyn terfyn uchaf gwefru. Os yw'r foltedd wrth godi tâl yn fwy na'r gwerth hwn, a elwir yn gyffredin fel" gordaliad", gall y batri pŵer lithiwm losgi neu ffrwydro.
Felly, yn gyffredinol mae gan y bwrdd amddiffyn batri pŵer lithiwm swyddogaeth amddiffyn gordal i atal y batri pŵer lithiwm rhag codi gormod. Hynny yw, pan fydd llinyn o fatris pŵer lithiwm yn cyrraedd y gwerth foltedd hwn, bydd y bwrdd amddiffyn batri pŵer lithiwm yn torri'r cylched gwefru ac yn stopio codi tâl.
Mae cydraddoli gwefr yng nghamau canol a hwyr y broses gwefru batri pŵer, pan fydd foltedd celloedd y batri pŵer yn cyrraedd neu'n rhagori ar y foltedd torri i ffwrdd, mae'r gylched cydraddoli yn dechrau gweithio i leihau cerrynt celloedd batri pŵer, er mwyn cyfyngu ar y foltedd celloedd batri pŵer i beidio â bod yn uwch na'r foltedd torri gwefr. Yr unig swyddogaeth o gydraddoli gwefr yw atal gor-godi tâl, a bydd yn dod ag effeithiau negyddol wrth ollwng defnydd. Wrth ddefnyddio cydraddoli gwefr, ni chodir gormod ar y gell batri pŵer gallu bach, ac mae maint y pŵer y gellir ei ryddhau yn llai na'r pŵer y gellir ei ryddhau pan na ddefnyddir y cyfartalwr ar gyfer gordaliad ysgafn, gan wneud i'r gell batri pŵer ollwng. gor-ryddhau amser yn fyrrach ac yn bosibl Mae rhyw hyd yn oed yn fwy.
Dangosir y diagram sgematig o golli capasiti'r pecyn batri pŵer lithiwm wrth godi tâl yn Ffigur 1. Yn Ffigur 1, mae foltedd terfynell y batri pŵer lithiwm 2 # yn cael ei wefru gyntaf i'r gwerth foltedd amddiffyn a osodir, sy'n sbarduno'r mecanwaith amddiffyn. o'r gylched amddiffyn batri pŵer lithiwm ac yn atal y lithiwm Mae codi tâl y pecyn batri pŵer yn achosi i'r batris pŵer 1 #, 3 ## a 4 yn uniongyrchol fethu â gwefru'n llawn. Mae gallu gwefr llawn y pecyn batri pŵer lithiwm cyfan wedi'i gyfyngu i'r batri pŵer lithiwm 2 #, gan beri i'r pecyn batri pŵer lithiwm fethu â chael ei wefru'n llawn. Er mwyn gwefru'r pecyn batri pŵer lithiwm yn llawn, rhaid defnyddio cylched gwefru cydraddoli wrth wefru.
Yn ystod proses wefru'r batri pŵer lithiwm, mae cylched cydraddoli ar bob batri pŵer lithiwm fel y dangosir yn Ffigur 2 (mae pob batri pŵer lithiwm wedi'i gysylltu â chylched cydraddoli sefydlogi foltedd cyfochrog), ac mae pob batri pŵer lithiwm yn cael ei reoli gan y cylched cydraddoli wrth godi tâl. Mae foltedd y batri pŵer lithiwm yn cadw pob llinyn o fatris pŵer lithiwm yn yr un cyflwr, gan sicrhau perfformiad a bywyd y batri pŵer lithiwm.
Os yw'r foltedd a osodir gan gylched cydraddoli'r batri pŵer lithiwm yn 4.2V, pan nad yw'r batri pŵer lithiwm yn cyrraedd 4.2V, nid yw'r cylched rheolydd foltedd cyfochrog yn gweithio, mae pob batri pŵer lithiwm yn parhau i gael ei wefru, ac mae'r cerrynt gwefru yn parhau i pasio trwy'r batri pŵer lithiwm. Fel y dangosir yn Ffigur 3.
Pan fydd foltedd terfynell batri pŵer lithiwm 2 # yn cyrraedd 4.2V, mae'r gylched cydraddoli yn dechrau gweithio, a bydd yn sefydlogi'r foltedd i 4.2V, hynny yw, ni fydd y cerrynt gwefru yn mynd trwy'r batri pŵer lithiwm 2 # mwyach, fel y dangosir yn Ffigur 4. Yn y modd hwn, mae amser gwefru'r batris pŵer lithiwm 1 #, 3 #, a 4 # yn cael ei ymestyn yn gyfatebol, a thrwy hynny gynyddu pŵer y pecyn batri pŵer lithiwm cyfan. Fodd bynnag, mae 100% o bŵer gollwng batri pŵer lithiwm Rhif 2 yn cael ei drawsnewid yn rhyddhau gwres, gan achosi llawer o wastraff (mae afradu gwres batri pŵer lithiwm Rhif 2 yn golled o'r system ac yn wastraff pŵer. ).
Egwyddor weithredol y gylched rheolydd siynt a ddangosir yn Ffigur 2 yw: TL431 yw'r foltedd cyfeirio, ac addasir y foltedd i 4.2V trwy addasu'r gwrthiant newidiol. Os yw dau ben y batri pŵer lithiwm yn llai na 4.2V, nid yw'r TL431 yn amsugno cerrynt, hynny yw, Ib=0 isod, felly Ic=0, mae'r transistor wedi'i dorri i ffwrdd, ac mae'r cerrynt gwefru yn dal i fynd trwy'r lithiwm. batri pŵer. Os yw dau ben y batri pŵer lithiwm yn cyrraedd 4.2V, mae TL431 yn dechrau amsugno cerrynt, Ib> 0, ac mae'r cerrynt gwefru (hy Ic) yn mynd trwy'r triode ac nid yw'n pasio trwy'r batri pŵer lithiwm, hynny yw. , ni chodir tâl bellach ar y batri pŵer lithiwm.
Mae'r tri deuod IN4001 sy'n gysylltiedig mewn cyfres yn y gylched yn gweithredu fel rhannwr foltedd, a all leihau'r pŵer sy'n cael ei afradloni ar y transistor TIP42. Os nad yw'r tri deuod IN4001 hyn wedi'u cysylltu, mae'r pŵer yn cael ei afradloni ar y transistor TIP42: P=4.2V × cerrynt gwefru, ar ôl ychwanegu'r deuod IN4001, P=(4.2V-3 × 0.7V) × cerrynt gwefru. Mae gan y deuod allyrru golau ar y dde eithaf swyddogaeth ddangos. Mae'r golau ymlaen, gan nodi bod y foltedd wedi cyrraedd 4.2V, hynny yw, mae'r batri sy'n cyfateb i'r cylched cydraddoli hon wedi'i wefru'n llawn.
Yn bedwerydd, nodweddion cydraddoli cylched gwefru yn seiliedig ar wrthwynebiad siyntiau
Y cylched cydbwysedd symlaf yw cydbwysedd defnydd llwyth, hynny yw, mae gwrthydd wedi'i gysylltu ochr yn ochr â phob batri pŵer lithiwm, ac mae switsh wedi'i gysylltu mewn cyfres i'w reoli. Pan fydd foltedd batri pŵer lithiwm yn rhy uchel, mae'r switsh yn cael ei droi ymlaen ac mae'r cerrynt gwefru yn cael ei siomi trwy'r gwrthydd. Yn y modd hwn, mae gan y batri pŵer lithiwm foltedd uchel gerrynt gwefru bach, ac mae gan y batri pŵer lithiwm foltedd isel gerrynt gwefru mawr. Yn y modd hwn, gellir cydbwyso foltedd y batri pŵer lithiwm, ond dim ond batris pŵer lithiwm capasiti bach y gellir eu defnyddio. Mae'n afrealistig ar gyfer y batri pŵer lithiwm capasiti.
Cysylltwch wrthyddion yn gyfochrog ar ddau ben y gell batri pŵer lithiwm i ganiatáu i'r gwrthiant ddefnyddio rhan o egni'r batri pŵer lithiwm. Mae dau fath o wrthwynebiad cyfochrog. Mae un yn gysylltiad sefydlog. Mae'r gwrthydd wedi'i gysylltu'n gyfochrog ar ddau ben y batri pŵer lithiwm am amser hir. Foltedd y gell batri pŵer lithiwm Pan fydd yn uchel, mae'r cerrynt trwy'r gwrthydd yn fawr ac yn defnyddio mwy o bwer. Pan fydd foltedd y batri pŵer lithiwm yn isel, mae'r gwrthydd yn defnyddio llai o bwer. Trwy'r nodwedd gwrthiant sy'n sensitif i bwysau, gwireddir cydbwysedd foltedd terfynell y batri pŵer lithiwm. Mae hwn yn ddull sy'n ymarferol yn ddamcaniaethol ac anaml y caiff ei ddefnyddio'n ymarferol.
Dadansoddwch yr angen i gydraddoli batri pŵer lithiwm a nodweddion cylched gwefru cydraddoli goddefol
Ffordd arall o gysylltu gwrthyddion yn gyfochrog yw cysylltu gwrthyddion yn gyfochrog ar ddau ben y gell trwy ddolen switsh. Mae'r switsh yn cael ei sbarduno gan signal o'r system reoli. Pan fydd y system yn penderfynu pa foltedd celloedd neu SOC sy'n uchel, mae'n cysylltu ei wrthwynebiad cyfochrog i ddefnyddio ei egni.
Dangosir yr egwyddor o wefru cytbwys yn seiliedig ar wrthwynebiad siyntio yn Ffigur 5, hynny yw, mae pob cell batri pŵer lithiwm wedi'i chysylltu ochr yn ochr â gwrthiant siynt. O'r gylched a ddangosir yn Ffigur 5, gellir gweld bod yn rhaid i'r cerrynt siyntio ar y gwrthiant fod yn llawer mwy nag un y batri pŵer lithiwm. Gall y cerrynt hunan-ollwng gyflawni effaith codi tâl cytbwys. Yn gyffredinol, mae cerrynt hunan-ollwng batri pŵer lithiwm tua C / 20000, felly mae C / 200 yn fwy priodol ar gyfer y cerrynt sy'n llifo trwy'r gwrthydd siyntio. Yn ogystal, mae gwyriad pob gwrthiant siynt hefyd yn ffactor pwysig sy'n effeithio ar yr effaith cydraddoli. Ar ôl nifer penodol o gylchoedd gwefru a rhyddhau, gellir pennu gwyriad y gell batri pŵer lithiwm yn ôl y fformiwla ganlynol:
Dadansoddwch yr angen i gydraddoli batri pŵer lithiwm a nodweddion cylched gwefru cydraddoli goddefol
Ble: VC yw gwyriad foltedd y batri pŵer lithiwm; R yw'r gwrthiant siyntio; I yw cerrynt hunan-ollwng y batri pŵer lithiwm; VD yw foltedd y gell batri pŵer lithiwm; K yw'r gwyriad gwrthiant.
Os yw'r gwrthiant siyntio yn 20Ω ± 0.05%, gellir rheoli gwyriad foltedd y batri pŵer lithiwm o fewn yr ystod o 50mV. Pwer cyfartalog pob gwrthydd yw 0.72W, ond mae'r gwrthydd siyntio bob amser yn defnyddio pŵer waeth beth yw'r broses wefru neu broses ollwng y batri pŵer lithiwm.
Dangosir yr egwyddor o godi tâl cytbwys yn seiliedig ar wrthwynebiad siyntiau trwy ychwanegu switsh diffodd yn Ffigur 6. Y gwahaniaeth rhwng gwefru cytbwys gwrthydd siyntio diffodd a gwefru cytbwys siynt gwrthiant yw ychwanegu switsh diffodd, sy'n gellir ei reoli gan feddalwedd y system reoli, Gellir ei wireddu hefyd trwy gylchedau rhesymeg syml. Mae'r cylched cydraddoli sy'n mabwysiadu'r dull rheoli hwn ond yn gweithio yn yr adran gwefru foltedd cyson o wefru batri pŵer lithiwm, ac mae'r switsh diffodd bob amser i ffwrdd ar adegau eraill, felly pan fydd y pecyn batri pŵer lithiwm yn cael ei ollwng, nid yw'r gwrthydd siyntio yn gwneud hynny yfed egni. Ond prif anfantais y gylched hon yw bod cyfradd fethiant y switsh diffodd yn gymharol uchel, a bod angen dulliau diangen.
