فردبطارية ليثيوم أيونسوف تواجه مشكلة عدم توازن الطاقة عند وضعها جانبًا ومشكلة عدم توازن الطاقة عند شحنها عند دمجها في حزمة بطارية.يعمل نظام التوازن السلبي على موازنة عملية شحن حزمة بطارية الليثيوم عن طريق تحويل التيار الزائد الذي اكتسبته البطارية الأضعف (التي تمتص تيارًا أقل) أثناء الشحن مقارنة بما اكتسبته البطارية الأقوى (والقادرة على امتصاص المزيد من التيار) إلى المقاوم، إلا أن "التوازن السلبي" لا يحل توازن كل خلية صغيرة في عملية التفريغ، الأمر الذي يحتاج إلى برنامج جديد - التوازن النشط - لحله.
يتخلى التوازن النشط عن طريقة التوازن السلبي لاستهلاك التيار ويستبدلها بطريقة نقل التيار.الجهاز المسؤول عن نقل الشحنة هو محول طاقة، والذي يمكّن الخلايا الصغيرة الموجودة داخل حزمة البطارية من نقل الشحنة سواء كانت في حالة الشحن أو التفريغ أو في حالة الخمول، بحيث يمكن الحفاظ على التوازن الديناميكي بين الخلايا الصغيرة على قاعدة منتظمة.
نظرًا لأن كفاءة نقل الشحنة لطريقة الموازنة النشطة عالية للغاية، يمكن توفير تيار موازنة أعلى، مما يعني أن هذه الطريقة أكثر قدرة على موازنة بطاريات الليثيوم عند الشحن والتفريغ والخمول.
1. قدرة شحن سريعة قوية:
تعمل وظيفة التوازن النشط على تمكين الخلايا الصغيرة في حزمة البطارية من الوصول إلى التوازن بسرعة أكبر، لذا فإن الشحن السريع أكثر أمانًا ومناسب لطرق الشحن بمعدل أعلى مع تيارات أعلى.
2. الخمول:
حتى لو كلبطارية صغيرةوصلت إلى حالة توازن الشحن، ولكن بسبب اختلاف درجات الحرارة، فإن بعض البطاريات الصغيرة ذات درجات حرارة داخلية أعلى، وبعض البطاريات الصغيرة ذات معدل تسرب داخلي أقل ستجعل معدل التسرب الداخلي لكل بطارية صغيرة مختلفًا، وتظهر بيانات الاختبار أن البطارية كل 10 درجة مئوية، سيتم مضاعفة معدل التسرب، وتضمن وظيفة التوازن النشط إعادة توازن البطاريات الصغيرة الموجودة في حزم بطاريات الليثيوم غير المستخدمة "بشكل مستمر"، مما يفضي إلى الاستخدام الكامل لحزم البطاريات من الطاقة المخزنة. حزم البطارية نهاية القدرة العاملة لبطارية ليثيوم واحدة مع الحد الأدنى من الطاقة المتبقية.
3. التفريغ:
لا يوجدحزمة بطارية الليثيومبقدرة تفريغ 100%، لأن نهاية قدرة العمل لمجموعة بطاريات الليثيوم يتم تحديدها بواسطة إحدى بطاريات الليثيوم الصغيرة الأولى التي يتم تفريغها، وليس من المضمون أن جميع بطاريات الليثيوم الصغيرة يمكن أن تصل إلى نهاية التفريغ القدرة في نفس الوقت.على العكس من ذلك، ستكون هناك بطاريات LiPo صغيرة فردية تحافظ على الطاقة المتبقية غير المستخدمة.من خلال طريقة التوازن النشط، عندما يتم تفريغ حزمة بطارية Li-ion، ستقوم بطارية Li-ion الداخلية ذات السعة الكبيرة بتوزيع الطاقة على بطارية Li-ion ذات السعة الصغيرة، وبالتالي يمكن لبطارية Li-ion ذات السعة الصغيرة أيضًا سيتم تفريغها بالكامل، ولن تكون هناك طاقة متبقية في حزمة البطارية، وتتمتع حزمة البطارية ذات وظيفة التوازن النشط بسعة تخزين طاقة فعلية أكبر (أي يمكنها إطلاق الطاقة بالقرب من السعة الاسمية).
كملاحظة أخيرة، يعتمد أداء النظام المستخدم في طريقة الموازنة النشطة على النسبة بين تيار الموازنة وكفاءة شحن/تفريغ البطارية.كلما ارتفع معدل عدم التوازن لمجموعة خلايا LiPo، أو كلما ارتفع معدل الشحن/التفريغ لحزمة البطارية، كلما زاد تيار التوازن المطلوب.وبطبيعة الحال، يعتبر هذا الاستهلاك الحالي للموازنة فعالاً من حيث التكلفة مقارنة بالتيار الإضافي المكتسب من الموازنة الداخلية، علاوة على ذلك، يساهم هذا الموازنة النشطة أيضًا في إطالة عمر حزمة بطارية الليثيوم.
وقت النشر: 25 يناير 2024