علاوه بر اطمینان از اینکه باتری بیش از حد شارژ یا بیش از حد تخلیه نمی شود، سیستم مدیریت باتری باید دارای عملکرد تعادل باشد تا ثبات باتری را حفظ کند.در حال حاضر، تقریبا تمام BMS های موجود در بازار دارای عملکرد تعادل هستند و تعادل عمدتا به تعادل منفعل و تعادل فعال تقسیم می شود.
1توازن دهنده باتري چيست؟
یک تعادل کننده باتری، که به عنوان تعادل کننده باتری نیز شناخته می شود،یک دستگاه محافظ الکترونیکی است که از عدم تعادل ولتاژ بین سلول های باتری در داخل باتری جلوگیری می کند تا باعث کاهش عمر استفاده شود.وقتی ولتاژ بین سلول های باتری نامتعادل است، سلول های مختلف باتری با سرعت های مختلف شارژ و تخلیه می شوند.سایر سلول های باتری در حالت شارژ بیش از حد یا کم هستندشارژ بیش از حد یا کم از حد باعث آسیب به باتری می شود، باعث کاهش ظرفیت باتری و کوتاه شدن عمر می شود.تعادل کننده باتری می تواند تعادل قدرت بین سلول های باتری را در زمان واقعی تضمین کند، در نتیجه طول عمر باتری را 5 تا 30 درصد افزایش می دهد.
1.1 عوامل اصلی که بر تفاوت ولتاژ تاثیر می گذارند
1ظرفیت سلول: ما از یک تقسیم کننده ظرفیت برای غربالگری ظرفیت سلول استفاده می کنیم و سعی می کنیم ظرفیت را تا حد ممکن سازگار نگه داریم، به طوری که تفاوت ولتاژ استاتیک کاهش یابد؛ به طور خاص,در مقایسه با دو باتری با مقاومت های داخلی بسیار مشابه که به صورت سری و موازی متصل هستند،یک تفاوت 20٪ در مقاومت داخلی باتری بین دو باتری در چرخه های سری و موازی می تواند عمر چرخه را حدود 40٪ کاهش دهد..
2. مقاومت داخلی سلول ناسازگار: تاثیر اصلی تفاوت ولتاژ پویا است، و ما نیاز به استفاده از یک متر مقاومت داخلی برای غربالگری قبل از مونتاژ؛
3مقاومت داخلی خط اتصال ناسازگار: تاثیر اصلی نیز تفاوت ولتاژ پویا است که می تواند با تنظیم مقاومت اتصال صفحه محافظت حل شود.
4. عدم سازگاری ولتاژ ساده: شروع مونتاژ بدون مطابقت ولتاژ نیز باعث تفاوت ولتاژ می شود. اگر سلول کمی بدتر باشد، خود تخلیه نامناسب وجود خواهد داشت،که همچنین باعث می شود بخشی از تفاوت ولتاژ
تفاوت فشار ناشی از سه نوع اول را نمی توان با تعادل حل کرد. تنها نوع آخر به سادگی ناشی از ناسازگاری ولتاژ است که می تواند با تعادل حل شود.چون تفاوت ولتاژ شامل عوامل بسیاری است، نمی توان تضمین کرد که عملکرد سلول های باتری کاملا سازگار است. هرچه تفاوت ولتاژ کوچکتر باشد، بهتر است.تو نباید خیلی نگران این موضوع باشیبرای سیستم های باتری با تفاوت ولتاژ ≥50 mV در پایان شارژ، شارژ متعادل مورد نیاز است.و استاندارد واجد شرایط برای شارژ متعادل تفاوت ولتاژ ≤30 mV در پایان شارژ است..
اگر تفاوت ولتاژ ایستاتیک شارژ کامل شما در عرض 60 میلی ولت باشد، تا زمانی که تابع تعادل خودکار روشن باشد، به سرعت کاهش می یابد.اگر یک باتری با ظرفیت کوچک از 40 تا 50 آمپر ساعت باشد، به طور کلی می تواند به طور مستقیم در یک شب سقوط کند؛ برای باتری های ظرفیت بزرگ مانند 120 آمپر ساعت، ممکن است دو یا سه شب طول بکشد تا سقوط کند.
2دو روش اصلی تعادل شارژ سلول باتری: تعادل منفعل و تعادل فعال.
2.1 تراز فعال (توازن بدون ضرر)
تعادل فعال در قالب انتقال انرژی متعادل می شود، انتقال سلول تک انرژی بالا به باتری سلول تک انرژی پایین، در نتیجه دستیابی به تعادل ولتاژ کل گروه،و تقریبا هیچ گونه از دست دادن انرژی در فرآیند انتقال وجود ندارد.
شرایط تعادل فعال: صرف نظر از اینکه باتری در حال شارژ، تخلیه یا ایستاتیک باشد، تا زمانی که تفاوت ولتاژ بیشتر از مقدار تنظیم شده باشد، تعادل آغاز می شود. بنابراین،تا زمانی که تفاوت ولتاژ وجود داشته باشدزمان تعادل فعال باید 24 ساعت در روز باشد تا زمانی که تفاوت ولتاژ کمتر از محدوده تنظیم شده باشد.
جریان تعادل فعال: از آنجا که تعادل فعال یک روش انتقال انرژی است و گرما تولید نمی کند، همه جریان های تعادل می توانند بدون تأثیر بر تبعید گرما بزرگ باشند.جریان تعادل فعال 1 ~ 2A رایج است.
از آنجا که تعادل فعال با زمان شارژ محدود نمی شود، زمان تعادل طولانی است و جریان تعادل بزرگ است، بنابراین برای استفاده در بسته های باتری ظرفیت بزرگ مناسب تر است.
2.2 تعادل منفعل
تعادل منفعل به طور کلی باتری های دارای ولتاژ بالاتر را از طریق تخلیه مقاومت تخلیه می کند، برق را به صورت گرما آزاد می کند، تعادل ولتاژ کل گروه را به دست می آورد،و زمان شارژ بیشتر برای سایر باتری ها را به دست می آورد.
شرایط تعادل منفعل: تعادل منفعل به طور کلی می تواند تعادل تخلیه را هنگامی که باتری نزدیک به ولتاژ کامل است، آغاز کند.بنابراین زمان تعادل شروع تعادل منفعل نسبتا کوتاه است، از باتری نزدیک به کامل به پایان کامل، به طور کلی چند ساعت زمان تعادل بسته به شارژر است.
جریان تعادل منفعل: از آنجا که تعادل منفعل یک روش تعادل انرژی مصرف کننده مقاومت است، انرژی مصرف شده به عنوان گرما آزاد می شود. بنابراین،BMS در طول فرآیند تعادل گرم می شود، که منجر به این واقعیت می شود که جریان تعادل نمی تواند بیش از حد بزرگ تنظیم شود، در غیر این صورت باعث می شود دمای بسته باتری بیش از حد بالا باشد.جریان تعادل منفعل بین 35mA تا 200mA است. هرچه جریان تعادل بزرگتر باشد، گرمایش جدی تر خواهد شد.
اگر جریان تعادل کوچک باشد، کارایی عملکرد تعادل قدرت در یک باتری با ظرفیت بزرگ با تفاوت قدرت بزرگ بسیار پایین است.که مثل خارش در اپلیکیشن استمدار تعادل منفعل ساده و کم هزینه است و برای بسته های باتری با ظرفیت کمتر مناسب است.
توجه: تعادل منفعل یک سری از باتری ها فقط می تواند برای باتری های اسید سرب و نیکل استفاده شود.روش تعادل فعال وابسته به خواص شیمیایی باتری نیست و می تواند برای اکثر انواع باتری های مدرن استفاده شود..
3نقش معادله کننده باتری
1. طول عمر خدمت را افزایش دهید
2. تعویض باتری را کاهش دهید
3. تعادل شارژ را حفظ کنید
4. هزینه های اضافی را پس انداز کنید
5اجزای عایق
6. طرح مهر و موم شده
4مشکلات متداول در دستگاه های تعادل: سوئیچ تعادل روشن است، اما تعادل ندارد.
مقدار تفاوت ولتاژ پرتاب به 4V تنظیم شده است که نادرست است. باید به 0.003V یا بالاتر تغییر کند. یا از مقدار پیش فرض سیستم 0.01V برای بازگرداندن عملکرد تعادل استفاده کنید.
یادآوری ویژه ای:
چندین شرط برای شروع تعادل وجود دارد و باید برای تعادل برآورده شود:
1. تعداد واقعی رشته ها برابر با تعداد تنظیم شده رشته ها است، و هیچ درخواست "شمار مونومرها با تنظیمات مطابقت ندارد" وجود دارد
2. هيچ هشداري از "مقاومت خط تعادل خيلي بزرگ است" وجود ندارد
3. تفاوت ولتاژ واقعی باید بزرگتر از "تفاوت ولتاژ تعادل ماشه" در پارامترها باشد