Kini Iwọntunwọnsi sẹẹli?

Iwọntunwọnsi sẹẹli dọgbadọgba foliteji ati ipo idiyele kọja awọn sẹẹli kọọkan ninu idii batiri kan. Ilana yii ṣe idiwọ fun diẹ ninu awọn sẹẹli lati di gbigba agbara ju lakoko ti awọn miiran ko gba agbara, eyiti bibẹẹkọ ṣe idiwọn agbara lilo lapapọ ti idii naa ati mu ibajẹ pọ si.

Ilana naa kan nipataki si awọn atunto idii batiri litiumu ion nibiti awọn sẹẹli sopọ ni jara. Nigbati sẹẹli kan ba de opin foliteji rẹ lakoko gbigba agbara tabi gbigba agbara, gbogbo idii naa gbọdọ da iṣẹ duro{1} paapaa ti awọn sẹẹli miiran ba ni agbara to ku.

Awọn iyatọ iṣelọpọ ṣẹda awọn sẹẹli pẹlu awọn agbara ti o yatọ diẹ, awọn idiwọ, ati awọn oṣuwọn isọjade ti ara ẹni{{0}. Paapaa awọn sẹẹli lati ipele iṣelọpọ kanna ṣe afihan awọn iyatọ wọnyi. Lori idiyele ti o leralera{3}} awọn iyipo itusilẹ, awọn iyatọ kekere wọnyi ṣajọpọ sinu awọn aiṣedeede pataki.

Ididi ti ko ni iwọntunwọnsi le ṣe jiṣẹ 10% kere si agbara orukọ lori gbogbo ọmọ, tiipa agbara kuro ti awọn olumulo sanwo fun lakoko ti o pọ si ibajẹ lori gbogbo sẹẹli. Iṣiro naa jẹ taara: ni eto 1000 kWh pẹlu awọn sẹẹli jara 100, ti sẹẹli kan ba joko ni ipo idiyele 90% nigba ti awọn miiran de 100%, gbogbo idii le wọle si 900 kWh nikan laibikita titoju 999 kWh.

Awọn iwọn otutu iwọn otutu nmu iṣoro naa buru si. Awọn sẹẹli nitosi awọn mọto tabi ẹrọ itanna ni iriri awọn iwọn otutu ti o ga julọ, eyiti o yi kemistri inu wọn yatọ yatọ si awọn sẹẹli tutu. Ifosiwewe ayika yii ṣẹda aiṣedeede ti nlọ lọwọ paapaa lẹhin iwọntunwọnsi akọkọ.

Awọn sẹẹli ti ko ni iwọntunwọnsi le dinku igbesi aye idii batiri nipasẹ to 30%, pataki ni awọn kemistri bii LiFePO4 tabi NMC. Awọn sẹẹli alailagbara pinnu nigbati gbigba agbara gbọdọ da duro ati nigbati gbigba agbara ba de opin rẹ{3}}awọn onimọ-ẹrọ lasan kan n pe ipa “ọna asopọ alailagbara”.

Awọn ọna ṣiṣe akọkọ mẹta n lé awọn sẹẹli jade ni iwọntunwọnsi ni alitiumu ion batiri pack:

Awọn iyatọ ipo idiyelefarahan nigbati awọn sẹẹli ba bẹrẹ pẹlu awọn ipele idiyele ti ko dọgba lakoko apejọ tabi ṣe agbekalẹ oriṣiriṣi ara ẹni - awọn oṣuwọn idasilẹ. Ẹyin ti o njade ni iyara 0.1% ju awọn aladugbo rẹ lọ yoo lọ silẹ 4.4% ni isalẹ lẹhin awọn iyipo ti o leralera, gẹgẹbi a ti ṣe akọsilẹ ninu iwadi kemistri batiri.

Awọn aiṣedeede agbarawaye nitori ko si awọn sẹẹli meji ni agbara ipamọ agbara kanna. Awọn ilana iṣelọpọ ṣẹda awọn sẹẹli pẹlu iyatọ agbara 2-5% paapaa laarin awọn pato pato. Bi awọn sẹẹli ti n dagba ni awọn iwọn oriṣiriṣi, iyatọ yii pọ si.

Impedance iyatọfa awọn sẹẹli lati dahun yatọ si sisan lọwọlọwọ. Idaduro inu ti o ga julọ ni diẹ ninu awọn sẹẹli tumọ si pe wọn de awọn opin foliteji laipẹ lakoko gbigba agbara ati ju silẹ si awọn foliteji gige ni iyara lakoko idasilẹ.

Ti foliteji gbigba agbara ti o pọju ti kọja nipasẹ 10% nikan, iwọn ibajẹ ibajẹ pọ si nipasẹ 30%. Ibasepo alapin yii laarin foliteji ati ibajẹ jẹ ki iwọntunwọnsi deede ṣe pataki fun igbesi aye gigun.

Cell Balancing

Iwontunwonsi palolo n mu agbara ti o pọ ju{0}} awọn sẹẹli ti o gba agbara kuro nipa gbigbe jade bi ooru nipasẹ awọn alatako. Eto naa n ṣe abojuto foliteji sẹẹli kọọkan ati mu awọn resistors fori ṣiṣẹ lati jẹ ẹjẹ kuro ni idiyele lati awọn sẹẹli loke ipele ibi-afẹde.

Ohun elo naa jẹ taara: sẹẹli kọọkan sopọ si resistor shunt nipasẹ iyipada kan, ni igbagbogbo MOSFET. Nigbati eto iṣakoso batiri ṣe iwari foliteji sẹẹli ti o kọja iloro, o tilekun yipada sẹẹli naa, ti nlọ lọwọlọwọ nipasẹ resistor titi awọn foliteji yoo dọgba.

Awọn paramita iṣẹ: Awọn ọna ṣiṣe palolo deede lo awọn ṣiṣan fori laarin 50{2}}200 mA. Iye resistor iwọntunwọnsi pinnu bawo ni iyara ti o pọju idiyele ti njade lọ- awọn iye ti o wọpọ wa lati 20-100 ohms fun awọn ohun elo lithium-ion.

Ọna naa ṣiṣẹ dara julọ lakoko gbigba agbara nigbati idii naa ni orisun agbara ita. Ninu awọn batiri lithium{1} ion pẹlu itusilẹ ti ara ẹni pupọ -, nibiti aiṣedeede ikojọpọ fun iyipo kan maa n kere ju 0.1%, lọwọlọwọ fori awọn FET inu ti to lati jẹ ki idii naa jẹ iwọntunwọnsi nigbagbogbo.

Awọn anfani: Iye owo kekere, iyipo ti o rọrun, ati igbẹkẹle giga jẹ ki iwọntunwọnsi palolo ni yiyan boṣewa fun ẹrọ itanna olumulo ati awọn akopọ batiri kekere. Awọn paati ṣepọ ni irọrun sinu awọn eto iṣakoso batiri ti o wa laisi awọn ayipada apẹrẹ pataki.

Awọn idiwọn: Egbin agbara jẹ ifasilẹ akọkọ-100% ti idiyele ti o pọju yipada si ooru kuku ju gbigbe lọ si awọn sẹẹli ti o dinku. Eyi dinku ṣiṣe eto gbogbogbo ati fi opin si iwọntunwọnsi palolo si awọn ohun elo nibiti akoko ko ni ihamọ. Lakoko itusilẹ, iwọntunwọnsi palolo dinku akoko asiko nitori pe o yọ agbara kuro nikan kuku ju pinpin kaakiri.

Iwontunwonsi ti nṣiṣe lọwọ n gbe idiyele lati ga julọ{{0}awọn sẹẹli foliteji si isalẹ{1} awọn sẹẹli foliteji nipa lilo ẹrọ itanna agbara. Dipo sisọnu agbara bi ooru, eto naa gbe lọ si ibiti o nilo.

Awọn topologies akọkọ mẹta ṣe itọju gbigbe idiyele:

Capacitive shuttlingnlo capacitors bi ibùgbé agbara ipamọ. Ẹ̀rọ náà so capacitor pọ̀ mọ́ sẹ́ẹ̀lì tó ga{1}voltage, ó máa gba ẹ̀rọ náà, lẹ́yìn náà á yí i padà sí sẹ́ẹ̀lì kékeré{2} fún ìtújáde. Eyi n ṣẹlẹ leralera titi awọn sẹẹli yoo fi dọgba. Ọna naa ṣiṣẹ daradara fun awọn sẹẹli ti o wa nitosi ṣugbọn o di ailagbara lori awọn ijinna to gun ninu idii naa.

Inductive iwontunwosigba awọn inductors tabi awọn oluyipada lati gbe agbara laarin awọn sẹẹli. DC{1}Awọn oluyipada DC mu iyipada foliteji ti o nilo lati gbe idiyele lati sẹẹli kan si omiran. Iwadi aipẹ fihan ọna iwọntunwọnsi iṣẹ-ṣiṣe arabara ti o ṣaṣeyọri idọgba ni awọn wakati 6.0 ni akawe si awọn wakati 9.2 fun awọn ọna aṣa lakoko gbigba agbara.

Itọkasi DC{0}Awọn oluyipada DCfunni ni ọna ti o rọ julọ, gbigba agbara gbigbe ni boya itọsọna laarin eyikeyi awọn sẹẹli ninu idii tabi laarin awọn sẹẹli kọọkan ati idii gbogbo. Topology yii n mu awọn ṣiṣan nla lọwọlọwọ- awọn eto ode oni ṣe atilẹyin 2.5-10A iwọntunwọnsi ṣiṣan ti o da lori apẹrẹ oluyipada.

Ipinle {{0}ti{1}} Awọn algoridimu iwọntunwọnsi orisun agbara ṣe ilọsiwaju agbara lilo nipasẹ 16% ni akawe si awọn akopọ laisi iwọntunwọnsi. Awọn iwọntunwọnsi ọna SoP tuntun ti o da lori agbara agbara gangan kuku ju foliteji tabi ipo idiyele nikan, eyiti o jẹri ni pataki ni pataki fun awọn batiri agbalagba pẹlu awọn agbara oriṣiriṣi.

Awọn metiriki iṣẹ ṣiṣe: Awọn ọna ṣiṣe ti nṣiṣẹ ni deede ṣaṣeyọri 85-95% ṣiṣe gbigbe agbara. Idiju naa pẹlu awọn paati diẹ sii - awọn iyipada, awọn inductor, awọn agbara agbara, ati iṣakoso iyika-eyiti o pọ si iye owo ati awọn ibeere aaye ti ara.

Nigbati lati lo iwọntunwọnsi lọwọ: Awọn akopọ batiri nla ni awọn ọkọ ina mọnamọna, awọn ọna ipamọ grid, ati awọn ohun elo ile-iṣẹ ṣe idiyele idiyele ti o ga julọ. Imudara ilọsiwaju ati awọn akoko iwọntunwọnsi yiyara n pese ipadabọ to dara julọ lori idoko-owo nigbati agbara idii ba kọja 10 kWh tabi nigbati iyipada iyara ba ṣe pataki ni ṣiṣe.

Eto iṣakoso batiri pinnu igba ati bii ibinu lati ṣe iwọntunwọnsi awọn sẹẹli ti o da lori ọpọlọpọ awọn aye:

Iwọntunwọnsi orisun foliteji {{0}nfa nigbati awọn iyatọ foliteji sẹẹli kọja iloro, ni deede 10{1}}50 mV fun kemistri lithium-ion. BMS n ṣe idanimọ foliteji sẹẹli ti o kere julọ, lẹhinna ṣe iwọntunwọnsi gbogbo awọn sẹẹli laarin iwọn asọye ti o kere julọ. Ọna ti o rọrun yii n ṣiṣẹ ni igbẹkẹle ṣugbọn ko ṣe akọọlẹ fun awọn iyatọ agbara laarin awọn sẹẹli.

Iwontunwonsi ipo idiyelenlo awọn algoridimu iṣiro SOC lati pinnu ipele idiyele sẹẹli kọọkan ni ibatan si agbara ti o pọ julọ. Ọna yii ṣe afihan deede diẹ sii ju awọn ọna foliteji - nitori pe o ṣe iṣiro fun awọn iyatọ agbara. Awọn iwọntunwọnsi BMS si awọn ipin SOC dogba kuku ju awọn foliteji dogba.

Ipo iwọntunwọnsi agbaraduro fun ọna tuntun, pataki pataki bi ọjọ ori awọn batiri. Ọna yii baamu awọn batiri ti ogbo pẹlu awọn agbara oriṣiriṣi nitori pe awọn iwọntunwọnsi ti o da lori idiyele gangan dipo gbigbekele nikan lori ipin SOC tabi awọn iye foliteji.

Awọn ọrọ akoko: iwọntunwọnsi lakoko gbigba agbara jẹ oye julọ fun awọn eto palolo nitori orisun agbara ita wa. Awọn ọna ṣiṣe le ṣe iwọntunwọnsi lakoko gbigba agbara, gbigba agbara, tabi awọn akoko isinmi. Diẹ ninu awọn apẹrẹ BMS ti ilọsiwaju ṣe imuse iwọntunwọnsi lemọlemọfún, ṣatunṣe awọn idiyele sẹẹli nigbakugba ti idii naa ba ṣiṣẹ.

Awọn iloro iṣeto ni: Bẹrẹ iwọntunwọnsi foliteji ojo melo ṣeto ni ayika 3.5V fun litiumu iron fosifeti ẹyin, eyi ti o tọkasi aijọju 5-10% ipinle ti idiyele. Iyatọ foliteji ti o pọju laarin awọn sẹẹli nigbagbogbo n fojusi 10 mV, botilẹjẹpe diẹ ninu awọn ohun elo lo 20 mV fun iwọntunwọnsi olopobobo yiyara ṣaaju isọdọtun si awọn ifarada tighter.

Awọn ọkọ ayọkẹlẹ onina ṣe afihan awọn ibeere iwọntunwọnsi sẹẹli ti o nilo julọ nitori awọn ipele agbara giga, awọn sakani iwọn otutu ti o gbooro, ati idiyele loorekoore{0}} awọn iyipo itusilẹ.

Batiri EV aṣoju kan ni awọn sẹẹli 96 -400 ni lẹsẹsẹ, nigbagbogbo ṣeto si awọn modulu ti 24 parallel - awọn sẹẹli ti a ti sopọ. Awọn sẹẹli ti o jọra laarin module kọọkan ni iwọntunwọnsi nipa ti ara, ṣugbọn awọn modulu ti o sopọ mọ jara nilo iṣakoso lọwọ.

Ọja iwọntunwọnsi sẹẹli ti nṣiṣe lọwọ de $ 1.41 bilionu ni ọdun 2024 ati idagbasoke awọn iṣẹ akanṣe ni 18.2% lododun nipasẹ 2033. Imugboroosi yii taara ni ibamu pẹlu iwọn iṣelọpọ ọkọ ayọkẹlẹ ina ni kariaye, ni pataki ni Esia nibiti China, Japan, ati South Korea ṣe itọsọna mejeeji ni iṣelọpọ ati isọdọmọ.

Awọn ibeere ṣiṣe: Awọn ọna ṣiṣe iwọntunwọnsi EV gbọdọ mu awọn sẹẹli 100+ ṣiṣẹ, ṣiṣẹ kọja awọn sakani iwọn otutu lati iwọn -20 si iwọn 60, ati dahun laarin iṣẹju-aaya si awọn ibeere agbara ni iyara lakoko isare ati braking isọdọtun.

Ifọwọsi idanwo ti awọn topologies iwọntunwọnsi ilọsiwaju ti ṣaṣeyọri isọdọkan SOC ni isunmọ awọn iṣẹju-aaya 400 fun idii jara sẹẹli mẹrin kan lakoko iṣẹ itusilẹ. Yiyi iwọn yii si awọn akopọ EV iṣelọpọ pẹlu awọn sẹẹli 96+ nilo awọn algoridimu iṣakoso fafa ati{4}} elekitironi agbara ṣiṣe to gaju.

Ile-iṣẹ adaṣe ni akọkọ nlo iwọntunwọnsi palolo laibikita iṣẹ ṣiṣe gigaju awọn ọna ṣiṣe. Ifamọ idiyele ni awọn ọkọ ayọkẹlẹ olumulo, ni idapo pẹlu iwọntunwọnsi palolo to peye fun ọpọlọpọ awọn ilana awakọ, jẹ ki ọna ti o rọrun ni iwunilori ọrọ-aje. Bibẹẹkọ, awọn EV ti o ga julọ- ati awọn ọkọ ayọkẹlẹ ti owo n gba iwọntunwọnsi lọwọ fun awọn anfani ṣiṣe rẹ.

Cell Balancing

Iwọntunwọnsi sẹẹli ti o tọ fa igbesi aye batiri gbooro nipasẹ awọn ọna ṣiṣe lọpọlọpọ:

Idinku dinku lori awọn sẹẹli kọọkanNigbati gbogbo awọn sẹẹli ba ṣiṣẹ nitosi SOC kanna, ko si sẹẹli kan ti o ni iriri idiyele ti o pọju tabi awọn iṣẹlẹ itusilẹ jinlẹ. Itọju aṣọ aṣọ yii fa fifalẹ ipare kọja gbogbo idii naa.

iṣakoso iwọn otutu: Awọn sẹẹli ti o ni iwọntunwọnsi n pese pinpin ooru ti iṣọkan diẹ sii. Awọn akopọ ti ko ni iwọntunwọnsi dagbasoke awọn aaye gbigbona nibiti awọn sẹẹli ti o gba agbara ṣe n tan agbara diẹ sii, ṣiṣẹda awọn gradients igbona ti o mu ki ọjọ-ori pọ si ni awọn agbegbe ti o kan.

Foliteji ibamu: Titọju awọn sẹẹli laarin awọn sakani foliteji ti o dara julọ ṣe idilọwọ didasilẹ irin lithium sori awọn anodes lakoko gbigba agbara ati yago fun itu bàbà lakoko itusilẹ -. Awọn ipo mejeeji dinku agbara sẹẹli patapata.

Awọn akopọ batiri pẹlu awọn sẹẹli ti o baamu daradara ati iwọntunwọnsi to dara fihan ibamu to lagbara laarin iwọntunwọnsi sẹẹli ati igbesi aye gigun, pẹlu aiṣedeede agbara ti 12% nfa iṣẹ ṣiṣe ti o tobi julọ dinku ju awọn iyipo 18 lọ.

Awọn ifarabalẹ ailewu fa kọja iṣẹ ṣiṣe:

Awọn sẹẹli lithium ti o ti gba agbara ju ṣe ewu ijakadi igbona -iṣaro pq kan nibiti iwọn otutu ti nyara fa awọn aati kemikali ti o nmu ooru diẹ sii. Yipo esi rere le ja si ina tabi bugbamu. Iwontunwonsi sẹẹli ṣe idiwọ awọn sẹẹli kọọkan lati de awọn ipo iwọn apọju ti o lewu paapaa ti awọn sẹẹli miiran ninu idii ba wa ni awọn ipele ailewu.

Awọn ami ikilọ ti ara ti aiṣedeede nla pẹlu wiwu sẹẹli, iran ooru lakoko gbigba agbara, ati foliteji iyara ju silẹ lakoko lilo. Awọn aami aisan wọnyi tọka idii naa nilo iṣẹ lẹsẹkẹsẹ tabi rirọpo lati yago fun awọn iṣẹlẹ ailewu.

Awọn ọran lilo oriṣiriṣi beere awọn ọna iwọntunwọnsi oriṣiriṣi:

Awọn ẹrọ itanna onibara(awọn foonu, awọn kọnputa agbeka, awọn irinṣẹ agbara): iwọntunwọnsi palolo to fun awọn akopọ labẹ 24V pẹlu awọn sẹẹli 6-8 ni jara. Iye owo kekere baamu ifamọ idiyele idiyele ohun elo, ati awọn akoko gbigba agbara pese akoko to pe fun awọn ọna ṣiṣe palolo lati dọgba awọn sẹẹli.

Awọn ọkọ ayọkẹlẹ itanna: Iwontunwonsi ti nṣiṣe lọwọ di iye owo - munadoko fun awọn akopọ ti o ju 400V pẹlu awọn ọgọọgọrun awọn sẹẹli jara. Iwontunwonsi yiyara ati ṣiṣe ti o ga julọ ṣe idalare idiju ẹrọ itanna afikun.

Ibi ipamọ agbara akoj: Awọn ọna ṣiṣe batiri nla ti o tọju megawatt{0}}wakati agbara nilo iwọntunwọnsi fafa ti nṣiṣe lọwọ. Ọja eto iwọntunwọnsi sẹẹli ti de $1.82 bilionu ni ọdun 2024 ati awọn iṣẹ akanṣe 18.7% idagbasoke nipasẹ ọdun 2033, ti a ṣe ni pataki nipasẹ ohun elo - awọn imuṣiṣẹ ibi ipamọ iwọn.

Aerospace ati awọn ẹrọ iṣoogun: Awọn ohun elo wọnyi beere igbẹkẹle ti o ga julọ ati nigbagbogbo pato iwọntunwọnsi ti nṣiṣe lọwọ laibikita idiyele. Awọn abajade ikuna batiri ni ọkọ ofurufu tabi igbesi aye{1} awọn ohun elo atilẹyin ṣe idalare awọn ojutu Ere.

Awọn imọ-jinlẹ meji ṣe itọsọna bi awọn onimọ-ẹrọ ṣe ṣeto awọn ibi-afẹde iwọntunwọnsi:

Top iwontunwosidọgba awọn sẹẹli nigbati o ba gba agbara ni kikun, aridaju pe gbogbo awọn sẹẹli de 100% SOC nigbakanna. Ọna yii jẹ ki agbara ti o wa pọ si lakoko iyipo idasilẹ kọọkan. E-kẹkẹ ati awọn ọna ibi ipamọ oorun nigbagbogbo lo iwọntunwọnsi oke nitori awọn olumulo fẹran wiwa agbara ni kikun ju idabobo lodi si isunmi ti o jinlẹ.

Iwontunwonsi isalẹdọgba awọn sẹẹli ni awọn ipo idiyele kekere, aridaju pe gbogbo awọn sẹẹli de ofo ni akoko kanna. Ilana yii n pese aabo ti o dara julọ lodi si ibajẹ itusilẹ {{1} ati pe o ṣiṣẹ daradara fun awọn ohun elo pẹlu awọn iyipo aijinile loorekoore ju awọn itusilẹ ti o jinlẹ lọ.

Yiyan da lori awọn ilana lilo ati awọn ayo. Awọn ohun elo tẹnumọ agbara (bii awọn ọkọ ina mọnamọna pẹlu aibalẹ ibiti) ṣe ojurere iwọntunwọnsi oke. Awọn ohun elo ti o ṣaju igbesi aye gigun ati ailewu (bii awọn eto agbara afẹyinti) nigbagbogbo yan iwọntunwọnsi isalẹ.

Diẹ ninu awọn eto ilọsiwaju ṣe imuse awọn isunmọ arabara, iwọntunwọnsi ni kikun ati awọn ipinlẹ ofo lati mu agbara mejeeji pọ si ati igbesi aye gigun.

Iwadi ti a tẹjade ni ọdun 2024-2025 ṣe afihan ọpọlọpọ awọn itọsọna ti n yọ jade:

Integration eko ẹrọ: Awọn ijinlẹ aipẹ ṣajọpọ iwọntunwọnsi lọwọ pẹlu awọn awoṣe ikẹkọ ẹrọ fun asọtẹlẹ ti o ku igbesi aye iwulo, ni lilo R{0}squared ati tumọ awọn metiriki aṣiṣe lati ṣe iṣiro awọn algoridimu asọtẹlẹ oriṣiriṣi meje. Ibarapọ yii ngbanilaaye awọn atunṣe iwọntunwọnsi ti nṣiṣe lọwọ ti o da lori awọn ilana ti ogbo sẹẹli ti asọtẹlẹ.

Awọn apẹrẹ paati ti o dinku: Inductor aramada -awọn iyika iwọntunwọnsi ti o da lori lilo awọn iye iyipada ti o dinku ṣe afihan imunadoko nipasẹ gidi - hardware hardware -ninu{3}} simulation loop lori OPAL{4}}RT 5700. Awọn topologies irọrun wọnyi dinku idiyele lakoko mimu iṣẹ ṣiṣe.

AI{0}} awọn ọna ṣiṣe iṣakoso batiri: Idagbasoke ojo iwaju dojukọ awọn eto nipa lilo data akoko gidi{0} fun ibojuwo alailowaya, pese awọn oye pipe si ilera batiri, SOC, ati wiwa aṣiṣe. Ibi-afẹde naa ni idinku akoko idinku lakoko ṣiṣe idaniloju lilo agbara daradara.

Ipinle{0} ti -Algoridimu agbaraLilọ kọja foliteji ati SOC{0} awọn isunmọ orisun, awọn algoridimu tuntun ṣe akiyesi agbara ifijiṣẹ agbara sẹẹli kọọkan. Eyi ṣe afihan pataki ni pataki bi ọjọ ori awọn batiri ati awọn abuda sẹẹli ṣe iyatọ si awọn pato atilẹba wọn.

Ọja IC dọgbadọgba sẹẹli ti de $1.32 bilionu ni ọdun 2024, pẹlu idagbasoke ti a sọtẹlẹ si $2.51 bilionu nipasẹ ọdun 2033 ni iwọn idagba 7.4% idapọmọra lododun. Imugboroosi ọja yii ṣe afihan imudara jijẹ ni iwọntunwọnsi awọn solusan kọja gbogbo awọn apakan ohun elo.

Awọn onimọ-ẹrọ ti n ṣe apẹrẹ awọn akopọ batiri gbọdọ dọgbadọgba awọn ifosiwewe pupọ:

Iwontunwonsi lọwọlọwọ vs iyara: Awọn ṣiṣan iwọntunwọnsi ti o ga julọ jẹ dọgbadọgba awọn sẹẹli yiyara ṣugbọn ṣe ina ooru diẹ sii ati nilo awọn paati to lagbara diẹ sii. Awọn pato pato wa lati 50 mA fun awọn ọna ṣiṣe palolo kekere si 10A fun awọn ọna ṣiṣe ti nṣiṣe lọwọ nla.

Aṣayan paatiMOSFETs fun iwọntunwọnsi palolo nilo awọn idiyele lọwọlọwọ ti o yẹ ati kekere lori-atako. Iwontunws.funfun ti nṣiṣe lọwọ nbeere inductor ṣọra ati yiyan capacitor lati ṣaṣeyọri awọn ipele ṣiṣe ibi-afẹde lakoko ṣiṣakoso iwọn ati awọn idiwọ idiyele.

Gbona isakoso: Paapaa iwọntunwọnsi palolo n ṣe ina ooru ti o gbọdọ tuka laisi ni ipa awọn sẹẹli nitosi. Awọn ọna ṣiṣe ti nṣiṣe lọwọ gbejade ooru ti o kere si fun sẹẹli ṣugbọn ṣojumọ sinu ẹrọ itanna agbara ti o nilo itutu agbaiye.

BMS Integration: Ohun elo iwọntunwọnsi gbọdọ ṣe ibasọrọ pẹlu eto iṣakoso batiri gbogbogbo, foliteji pinpin ati data iwọn otutu lakoko gbigba awọn aṣẹ iṣakoso. Awọn ilana boṣewa bii ọkọ akero CAN dẹrọ iṣọpọ yii.

Orisirisi awọn metiriki ṣe iṣiro iṣẹ ṣiṣe eto iwọntunwọnsi:

Akoko iwọntunwọnsi: Bawo ni pipẹ lati mu gbogbo awọn sẹẹli wa laarin foliteji afojusun tabi sakani SOC. Awọn ọna ṣiṣe palolo nigbagbogbo nilo awọn wakati, lakoko ti awọn ọna ṣiṣe n ṣaṣeyọri awọn abajade ni iṣẹju si awọn wakati meji ti o da lori biba aiṣedeede.

Agbara ṣiṣe: Kini ipin ninu agbara ti a tun pin ti o de kekere-awọn sẹẹli ti o gba agbara ni ilodisi itusilẹ bi adanu. Awọn ọna ṣiṣe ṣe aṣeyọri 85-95%, awọn ọna ṣiṣe palolo sunmọ 0% nipasẹ asọye nitori wọn tuka nikan.

Idaduro agbara: Ṣe ilana iwọntunwọnsi n ṣetọju agbara idii lori awọn ọgọọgọrun awọn iyipo bi? Daradara- awọn ọna ṣiṣe ti a ṣe ṣe afihan o kere ju 5% adanu agbara lori awọn akoko 500 ni awọn ipo iṣẹ ṣiṣe iṣeduro.

Iwọn otutu dide lakoko iwọntunwọnsi: Alapapo ti o pọju tọkasi boya apẹrẹ igbona ti ko pe tabi awọn aye iwọntunwọnsi ibinu pupọju ti o nilo atunṣe.

Awọn ilana idanwo nigbagbogbo pẹlu ṣiṣẹda awọn aiṣedeede imomose, lẹhinna wiwọn bawo ni iyara ati imunadoko eto naa ṣe atunṣe wọn labẹ ọpọlọpọ awọn iwọn otutu ati awọn ipo fifuye.

Orisirisi awọn pitfalls din iwontunwosi ndin:

Awọn eto ala-ilẹ ti ko tọ: Ṣiṣeto iyatọ foliteji ti o pọju ju kekere ṣẹda ipo-ije nibiti BMS nigbagbogbo yipada laarin awọn sẹẹli lai ṣe ilọsiwaju. Pupọ julọ awọn ọna ṣiṣe ṣiṣẹ dara julọ pẹlu awọn iloro 10-20 mV kuku ju igbiyanju iha-5 mV konge.

Iwontunwonsi lakoko idasilẹ pẹlu awọn eto palolo: Eleyi egbin agbara batiri nipa dissipating agbara ti o le fi agbara awọn fifuye. Iwontunwonsi palolo yẹ ki o waye ni akọkọ lakoko gbigba agbara tabi awọn akoko isinmi.

Fojusi awọn ipa iwọn otutuFoliteji sẹẹli yatọ pẹlu iwọn otutu, ati iwọntunwọnsi da lori awọn wiwọn foliteji laisi isanpada iwọn otutu nyorisi awọn aṣiṣe. Awọn apẹrẹ BMS didara ṣafikun awọn okunfa atunṣe iwọn otutu.

Ju - gbarale iwọntunwọnsiIwọntunwọnsi ṣe iranlọwọ ṣugbọn ko ṣe atunṣe awọn iṣoro ipilẹ bi awọn sẹẹli ti o kuna tabi ibajẹ agbara nla. Nigbati awọn sẹẹli ba yato nipasẹ diẹ ẹ sii ju 15 -20% ni agbara, iwọntunwọnsi nikan kii yoo ṣe atunṣe idii iṣẹ-irọpo sẹẹli di dandan.

Awọn pato iwọntunwọnsi aipe: Awọn ọja onibara nigbakan skimp lori agbara iwọntunwọnsi lati dinku awọn idiyele, ti o yori si idinku agbara ati awọn ikuna kutukutu. Awọn ohun elo ile-iṣẹ ati adaṣe ni igbagbogbo pato iwọntunwọnsi logan diẹ sii lati rii daju igbesi aye gigun.

Lakoko ti awọn ohun elo lithium{0}} ṣe akoso awọn ijiroro iwọntunwọnsi sẹẹli, awọn kemistri oriṣiriṣi ni awọn ibeere pataki:

Litiumu iron fosifeti (LiFePO4): Iwọn foliteji alapin lakoko pupọ julọ yiyipo idiyele jẹ ki iwọntunwọnsi orisun foliteji - kere si imuṣiṣẹ. SOC{2}} algoridimu ti o da lori ṣiṣẹ dara julọ, botilẹjẹpe LiFePO4 ti ara ẹni ti o ga julọ- itusilẹ ni akawe si awọn kemistri lithium miiran nilo iwọntunwọnsi loorekoore.

koluboti manganese nickel (NMC): Iwọn itujade laini ati foliteji mimọ-Ibasepo SOC jẹ ki foliteji mejeeji -orisun ati SOC{2}} iwọntunwọnsi orisun. Ifamọ iwọn otutu nilo iṣakoso igbona ṣọra lakoko iwọntunwọnsi.

Asiwaju{0}} batiri acid: Awọn batiri gaungaun wọnyi fi aaye gba iruwe - awọn sẹẹli ifiomipamo ti a ti sopọ fun iwọntunwọnsi. Resilience kemistri ngbanilaaye rọrun, awọn ọna iwọntunwọnsi cruder ju litiumu{2}} awọn batiri ion laye.

Awọn abuda foliteji kemistri kọọkan, ifamọ iwọn otutu, ati awọn ala ailewu n ṣalaye awọn aye iwọntunwọnsi to dara julọ ati awọn ọna.

Cell Balancing

Aaye naa tẹsiwaju ni idagbasoke bi imọ-ẹrọ batiri ti nlọsiwaju:

Awọn batiri ipinle {{0} ri to: Nigbati awọn batiri lithium ti ipinlẹ ti o lagbara- de ti iṣowo, oriṣiriṣi awọn abuda itanna wọn le nilo awọn isunmọ iwọntunwọnsi tuntun. Aini elekitiroli olomi yipada awọn ipo ikuna ati awọn ilana ti ogbo.

Iwontunws.funfun AlailowayaIwadi n ṣawari agbara agbara tabi gbigbe agbara inductive laarin awọn sẹẹli laisi awọn asopọ itanna taara, ti o le ṣe irọrun apẹrẹ idii ati idinku idiju onirin.

Awọn sẹẹli ti ara ẹni{{0}: Diẹ ninu awọn aṣelọpọ ṣe iwadii ile iṣelọpọ iwọntunwọnsi ipilẹ taara sinu awọn sẹẹli kọọkan ju ni ipele idii, pinpin iṣẹ iwọntunwọnsi jakejado batiri naa.

Iwontunwonsi asọtẹlẹ: Dipo ki o ṣe iwọntunwọnsi aiṣedeede nigbati awọn aiṣedeede han, awọn algoridimu asọtẹlẹ le ṣaju - ni ofo ṣatunṣe awọn idiyele sẹẹli ti o da lori awọn ilana lilo ifojusọna ati awọn itọsẹ ti ogbo.

Awọn idagbasoke wọnyi ṣe ifọkansi lati mu igbẹkẹle pọ si, dinku idiyele, ati fa igbesi aye batiri pọ si bi ibi ipamọ agbara di agbedemeji si aarin si gbigbe ati awọn amayederun akoj.

Awọn akopọ nikan pẹlu awọn sẹẹli ni jara nilo iwọntunwọnsi. Awọn batiri ẹyọkan -awọn batiri sẹẹli ati awọn atunto{2} nikan ni iwọntunwọnsi nipasẹ awọn isopọ taara wọn. Bibẹẹkọ, o fẹrẹ jẹ gbogbo awọn apẹrẹ idii batiri litiumu ion pẹlu sẹẹli to ju ọkan lọ ni jara ni anfani lati ọna iwọntunwọnsi diẹ bi awọn sẹẹli ti ọjọ-ori ati awọn abuda ṣe iyatọ.

Awọn ọna iṣakoso batiri ode oni dọgbadọgba laifọwọyi ni gbogbo igba idiyele nigbati awọn iyatọ foliteji kọja awọn ala. Ididi naa ko nilo idasi afọwọṣe. Fun igbesi aye to dara julọ, gbigba BMS lati ni iwọntunwọnsi awọn sẹẹli ni kikun ni gbogbo awọn akoko 10-20 nipa ipari idiyele kikun ṣe iranlọwọ lati ṣetọju aitasera.

Iwontunwọnsi ti o pọju le fa awọn iṣoro. Iwontunwonsi palolo ibinu pupọju n sọ agbara nu ati pe o n ṣe ooru ti ko wulo. Iwontunws.funfun ti nṣiṣe lọwọ loorekoore pọ si yiya paati ati ṣe agbejade ti ogbo kekere lati awọn akoko gbigbe idiyele. Daradara- awọn ọna ṣiṣe ti a ṣe ni iwọntunwọnsi nikan nigbati o nilo, wiwa iwọntunwọnsi laarin atunṣe ati ṣiṣe.

Awọn ikuna paati, awọn eto BMS ti ko tọ, ibajẹ sẹẹli ti o lagbara, tabi awọn abawọn iṣelọpọ ninu iyipo iwọntunwọnsi le ṣe idiwọ iwọntunwọnsi to munadoko. Iwọn iwọn otutu le tun ṣe idiwọ iṣẹ ṣiṣe to dara{{1}ọpọlọpọ awọn ọna ṣiṣe da idaduro iwọntunwọnsi ti iwọn otutu idii ba kọja awọn opin ailewu lati ṣe idiwọ wahala igbona.

Iwontunwonsi sẹẹli duro bi ibeere ipilẹ fun imọ-ẹrọ batiri ode oni, ni pataki ni awọn ohun elo idii batiri litiumu ion ti o tan awọn ọkọ ina si ibi ipamọ agbara isọdọtun. Itankalẹ ilana naa lati awọn nẹtiwọọki resistor palolo ti o rọrun si awọn ọna ṣiṣe atunkọ idiyele ti nṣiṣe lọwọ ṣe afihan awọn ibeere ti ndagba ti a gbe sori iṣẹ batiri ati igbesi aye gigun. Bi iyipada agbaye si ọna itanna n yara, nireti ilọsiwaju ilọsiwaju ni awọn ọna iwọntunwọnsi ti o fun pọ agbara ti o pọ julọ lati sẹẹli kọọkan lakoko ti o ni idaniloju ailewu, iṣẹ igbẹkẹle kọja ẹgbẹẹgbẹrun awọn iyipo idiyele.