ما هو موازنة البطارية

بالإضافة إلى ضمان عدم زيادة شحن أو تفريغ بطارية البطارية، يجب أن يكون لنظام إدارة البطارية BMS وظيفة موازنة للحفاظ على اتساق بطارية البطارية.حالياً، تقريباً جميع أنظمة الموازنة في السوق لديها وظيفة موازنة، ويتم تقسيم الموازنة أساساً إلى موازنة سلبية وموازنة نشطة.

1ما هو موازنة البطارية؟

الموازنة البطارية، المعروفة أيضا باسم الموازنة البطارية،هو جهاز حماية إلكتروني يمنع عدم التوازن في الجهد بين خلايا البطارية داخل البطارية من التسبب في انخفاض عمر الخدمةعندما يكون الجهد بين خلايا البطارية غير متوازنة، خلايا البطارية المختلفة تشحن وتفريغ بسرعة مختلفة.خلايا البطارية الأخرى في حالة شحنة زائدة أو شحنة قليلةشحن الزائد أو القليل من الشحن سوف يضر بالبطارية مما يؤدي إلى انخفاض سعة البطارية وتقصير عمرها.يمكن لموازنة البطارية ضمان توازن الطاقة بين خلايا البطارية في الوقت الحقيقي، وبالتالي تمديد عمر البطارية بنسبة 5-30٪.

1.1 العوامل الرئيسية التي تؤثر على فرق الجهد
1سعة الخلية: نستخدم مقسمة السعة لفحص سعة الخلية، ونحاول الحفاظ على السعة متسقة قدر الإمكان، بحيث يمكن تقليل فرق الجهد الثابت؛,بالمقارنة مع بطاريتين مع مقاومات داخلية متشابهة جدًا متصلة بسلسلة وموازية ،يمكن أن يقلل فرق 20٪ في المقاومة الداخلية للبطارية بين بطاريتين في دورات متتالية وموازية من عمر الدورة بنحو 40٪.
2المقاومة الداخلية غير المتسقة للخلية: التأثير الرئيسي هو فرق الجهد الديناميكي ، ونحن بحاجة إلى استخدام مقياس المقاومة الداخلية لفحص قبل التجميع ؛
3المقاومة الداخلية غير المتسقة لخط الاتصال: التأثير الرئيسي هو أيضًا فرق الجهد الديناميكي ، والذي يمكن حلها عن طريق ضبط مقاومة الاتصال في لوحة الحماية.
4. عدم الاتساق في الجهد البسيط: بدء التجميع دون مطابقة الجهد سيؤدي أيضا إلى فرق في الجهد. إذا كانت الخلية أسوأ قليلا، سيكون هناك تفريغ ذاتي غير متساو،والتي ستسبب أيضا جزءا من فرق الجهد
لا يمكن حل فرق الضغط الناجم عن الأنواع الثلاثة الأولى عن طريق التوازن. النوع الأخير فقط هو ببساطة بسبب عدم الاتساق في الجهد ، والذي يمكن حله عن طريق التوازن.لأن فرق الجهد يتضمن العديد من العوامل، من المستحيل ضمان أن أداء خلايا البطارية متسقة تماما. كلما كان الفرق في الجهد أصغر، كلما كان أفضل. ومع ذلك، طالما أنها في النطاق الطبيعي،ليس عليك القلق كثيراً حيال ذلك. بالنسبة لأنظمة البطاريات التي يبلغ فرق الجهد ≥50 م.ف. عند نهاية الشحن ، يطلب شحن متوازن ،والمعيار المؤهل للشحن المتوازن هو فرق في الجهد ≤30 mV في نهاية الشحن.

إذا كان الفرق في الجهد الثابت عند الشحنة الكاملة في حدود 60 ملي فولت، طالما تم تشغيل وظيفة الموازنة التلقائية، فسوف تنخفض بسرعة.إذا كانت بطارية صغيرة السعة من 40 إلى 50 آمبر ساعة، فإنه يمكن أن ينخفض بشكل مباشر في ليلة واحدة ؛ بالنسبة للبطاريات ذات السعة الكبيرة مثل 120 آمبر ساعة ، قد يستغرق الأمر ليلتين أو ثلاث ليالي للخفض.

2هناك طريقتان رئيسيتان لتوازن شحن خلايا البطارية: التوازن السلبي والتوازن النشط.

2.1 الرصيد النشط (الرصيد الخالي من الخسائر)
يتم توازن التوازن النشط في شكل نقل الطاقة ، ونقل الخلية الواحدة عالية الطاقة إلى بطارية الخلية الواحدة منخفضة الطاقة ، وبالتالي تحقيق توازن التوتر للمجموعة بأكملها ،و لا يوجد تقريباً فقدان للطاقة في عملية النقل.

ظروف الموازنة النشطة: بغض النظر عما إذا كانت البطارية في حالة شحن أو تفريغ أو ثابت ، طالما أن فرق الجهد أكبر من القيمة المحددة ، سيتم البدء في الموازنة.طالما هناك فرق في الجهد، يجب أن يكون وقت التوازن النشط 24 ساعة في اليوم حتى يكون فرق الجهد أقل من النطاق المحدد.

تيار التوازن النشط: نظرًا لأن التوازن النشط هو وسيلة لنقل الطاقة ولا يولد الحرارة ، يمكن أن تكون جميع تيارات التوازن كبيرة دون التأثير على تبديد الحرارة.التيارات الموازنة النشطة من 1 ~ 2A شائعة.

نظرًا لأن التوازن النشط لا يقتصر على وقت الشحن ، فإن وقت التوازن طويل ، وتيار التوازن كبير ، لذلك فهو أكثر ملاءمة للاستخدام في حزم البطاريات ذات السعة الكبيرة.

2.2 التوازن السلبي
الموازنة السلبية عادةً ما تفريغ البطاريات ذات الجهد العالي من خلال تفريغ المقاومة ، وتطلق الكهرباء في شكل حرارة ، وتحقق موازنة الجهد للمجموعة بأكملها ،ويكسب المزيد من وقت الشحن للبطاريات الأخرى.

ظروف الموازنة السلبية: يمكن للموازنة السلبية عموماً بدء موازنة الفراغ عندما تكون البطارية قريبة من الجهد الكامل.لذا فإن وقت التوازن البدائي للتوازن السلبي قصير نسبياً، من البطارية التي تكون قريبة من كامل إلى نهاية كامل، فإنه عادة بضع ساعات من وقت التوازن اعتمادا على الشاحن.

تيار الموازنة السلبي: نظرًا لأن الموازنة السلبية هي طريقة موازنة استهلاك طاقة المقاومة ، يتم إطلاق الطاقة المستهلكة كحرارة. وبالتالي ،سوف تسخن BMS أثناء عملية التوازن، مما يؤدي إلى حقيقة أن تيار الموازنة لا يمكن تعيين كبيرة جدا، وإلا فإنه سيؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة باك البطارية.يتراوح تيار التوازن السلبي من 35mA إلى 200mAكلما زاد التيار الموازن كلما زادت خطورة التسخين

إذا كان تيار التوازن صغيرًا ، فإن كفاءة وظيفة موازنة الطاقة في مجموعة بطاريات ذات سعة كبيرة مع فرق كبير في الطاقة منخفضة جدًا. يستغرق تحقيق التوازن وقتًا طويلًا ،الذي هو مثل خدش حكة في التطبيقدائرة الموازنة السلبية بسيطة ومنخفضة التكلفة، وهي مناسبة لحزم البطاريات ذات السعة الأقل.

ملاحظة: يمكن استخدام التوازن السلبي لسلسلة من البطاريات فقط للبطاريات الحمضية الرصاصية والنيكلية.طريقة التوازن النشط لا تعتمد على الخصائص الكيميائية للبطارية ويمكن استخدامها لمعظم أنواع البطاريات الحديثة.

3دور موازنة البطارية

1تمديد عمر الخدمة

2. تقلل من استبدال البطارية

3حافظ على توازن الشحن

4. توفير النفقات الإضافية

5مكونات العزل

6تصميم مختوم

4مشاكل شائعة مع الموازين: يتم تشغيل مفتاح التوازن ، لكنه غير متوازن؟

تم تعيين قيمة فرق فولتاج الزناد إلى 4 فولت ، وهو غير صحيح. يجب تغييره إلى 0.003 فولت أو أعلى. أو استخدم قيمة الزناد الافتراضية للنظام من 0.01 فولت لاستعادة وظيفة التوازن.

تذكير خاص:

هناك عدة شروط لبدء التوازن، ويجب أن تتم الوفاء بها لتحقيق التوازن:

1. العدد الفعلي من السلاسل يساوي عدد مجموعة من السلاسل، وليس هناك إشارة "عدد المونومرات لا تتطابق مع الإعداد"

2لا يوجد تحذير "مقاومة خط التوازن كبيرة جدا"

3يجب أن يكون الفرق الفعلي في الجهد أكبر من "فرق فولتاج التوازن الزناد" في المعلمات