Вярвам, че всички са се запознали с концепцията за клетъчния баланс, главно защото текущата консистенция на клетките не е достатъчно добра и трябва да се подобри чрез баланс. Точно както в света, не можем да намерим две еднакви листа и не можем да намерим две еднакви клетки. Балансът в крайна сметка има за цел да се справи с недостатъците на батерийните клетки и е средство за компенсация. По-долу е кратко въведение в пасивното и активното балансиране на литиеви батерии:
01 Пасивно равновесие
Пасивното балансиране обикновено разрежда батерии с по-високо напрежение чрез съпротивителен разряд, освобождавайки електричество под формата на топлина, за да спечели повече време за зареждане на други батерии. По този начин мощността на цялата система се ограничава от батерията с най-малък капацитет. По време на процеса на зареждане литиевите батерии обикновено имат стойност на защитно напрежение на горната граница на зареждане. Когато определен низ от батерии достигне тази стойност на напрежението, платката за защита на литиевата батерия ще прекъсне веригата за зареждане и ще спре зареждането. Следователно предимствата на пасивното равновесие са ниска цена и прост дизайн на веригата; Недостатъкът е, че балансът се базира на най-ниския оставащ капацитет на батерията, което не може да увеличи капацитета на батериите с нисък остатъчен капацитет и 100% от балансираната мощност се губи под формата на топлина. Платките за защита на литиевата батерия обикновено имат функция за защита от презареждане, за да се предотврати презареждането на батерията.
Както е показано на Фигура 2, по време на процеса на зареждане втората батерия първо се зарежда до стойността на защитното напрежение, задействайки защитния механизъм на защитната платка на литиевата батерия и спирайки зареждането на акумулаторната система, което директно води до невъзможност за пълно заредете първата и третата батерия. Пълното зареждане на цялата система е ограничено от втората батерия, което е системна загуба. За да се увеличи мощността на акумулаторната система, защитната платка за литиева батерия ще балансира батерията по време на зареждане. Както е показано на Фигура 3, след балансирано стартиране защитната платка на литиевата батерия ще разреди втората батерия, забавяйки времето, за да достигне стойността на защитното напрежение. Това също ще удължи времето за зареждане на първата и третата батерия, като по този начин ще увеличи общата мощност на акумулаторната система. Въпреки това, 100% от разредената мощност на батерия № 2 се преобразува в отделяне на топлина, което води до значителни отпадъци (разсейването на топлината на батерия № 2 е загуба на системата, а също и загуба на енергия).
Както е показано на фигура 4, в допълнение към сериозното въздействие на презареждането върху батерията, прекомерното разреждане може също да причини сериозна повреда на батерията. По същия начин платката за защита на литиевата батерия има функция за защита от прекомерно разреждане. При разреждане, когато напрежението на втората батерия достигне стойността за защита от разреждане, защитният механизъм на платката за защита на литиевата батерия се задейства, спирайки разреждането на системата, директно причинявайки оставащия капацитет на първата и третата батерия да не може да бъде изтощен напълно използван. След балансирано стартиране, преразреждането на системата ще бъде подобрено.
02 Активно равновесие
Активното балансиране се постига чрез пренос на електроенергия, който е високоефективен и води до минимални загуби. Различните производители имат различни методи, а балансираният ток варира от 1 до 10А.
Пасивното балансиране е подходящо за приложения с литиеви батерийни пакети с малък капацитет и малък брой низове, докато активното балансиране е подходящо за приложения с литиеви батерийни пакети с голям брой струни и голям капацитет. За BMS, в допълнение към функцията за балансиране, основната стратегия за балансиране е още по-важна.
Както е показано на фигура 5, всеки 6 низа батерии образуват група и общата мощност на 6-те низа батерии се прехвърля към батерията с по-малък капацитет. Индуктивното активно балансиране се основава на физическо преобразуване, интегриране на захранващи превключватели и микроиндуктори. Той използва двупосочен метод за балансиране, за да балансира батериите чрез прехвърляне на заряд между съседни или съседни батерии и може да постигне балансиране, независимо дали батерията е в разредено, заредено или статично състояние. Ефективността на балансиране достига 92%.
Принципът на работа на разреждането и зареждането е показан на фигури 6 и 7, където батерия 2 прехвърля мощност към батерии 1 и 3. Ефективното прехвърляне на заряда гарантира, че напрежението на трите батерии остава балансирано по време на зареждане, което позволява на всички батерии да бъдат напълно заредени. Платката за защита на литиевата батерия също може да балансира батерията по време на разреждане. Първата и третата батерия предават мощността си на втората батерия и напрежението на трите батерии постоянно се разрежда в балансирано състояние, така че цялата мощност на батерията може да се изразходва.