Jak aktywne równoważenie wpływa na żywotność baterii?

April 24, 2025

Jak aktywne równoważenie wpływa na żywotność baterii?

Aktywne równoważenie, jako kluczowa funkcja systemu zarządzania baterią (BMS), odgrywa ważną rolę w wydłużaniu żywotności baterii.

Pozytywny wpływ aktywnego równoważenia na żywotność baterii:

 

  • Zapobieganie nadmiernemu ładowaniu i nadmiernemu rozładowywaniu poszczególnych ogniw:Dzięki monitorowaniu napięcia i stanu ładowania (SOC) każdej komórki w czasie rzeczywistym oraz aktywnemu przekazywaniu nadmiaru energii z komórek przeładowanych do komórek lub obciążeń niedoładowanych,aktywne równoważenie zapewnia, że wszystkie ogniwa działają w rozsądnym zakresie napięciaW ten sposób zapobiega się przyspieszonej degradacji baterii spowodowanej nadmiernym ładowaniem lub rozładowaniem, wydłużając w ten sposób żywotność baterii.
  • Zwiększenie spójności zestawu baterii:Aktywne równoważenie zapewnia jednolite napięcie i SOC we wszystkich ogniwach, poprawiając spójność akumulatora.Bardziej jednolity zestaw baterii zapewnia stabilniejszą i bardziej wydajną pracę podczas ładowania i rozładowywaniaZmniejsza to reakcje uboczne w komórkach, spowalnia degradację pojemności i wydłuża żywotność baterii.Badania wykazały, że skuteczne aktywne równoważenie może zwiększyć żywotność akumulatora o 30-40%.
  • Optymalizacja wykorzystania energii w akumulatorze:Aktywne równoważenie w pełni wykorzystuje energię każdej komórki, maksymalizując ogólną pojemność akumulatora.W ten sposób unikamy marnotrawstwa energii spowodowanego brakiem równowagi komórek i zapobiega się niedostatecznemu wykorzystaniu pojemności baterii.W rezultacie zestaw baterii działa skuteczniej, zmniejszając częstotliwość cykli ładowania/wyładowania przy tym samym zapotrzebowaniu na energię.Ponieważ degradacja pojemności baterii jest ściśle związana z liczbą cykli ładowania/wyładowania, to pomaga wydłużyć żywotność baterii.
  • Opóźnianie wystąpienia ucieczki termicznej:Aktywne równoważenie pomaga utrzymać spójny rozkład temperatury w paczce akumulatorowej poprzez wyrównanie napięć i prądów ogniw, zapobiegając lokalnemu przegrzaniu.Zmniejsza to prawdopodobieństwo ucieczki cieplnej., zwiększa bezpieczeństwo baterii i wydłuża jej żywotność.

Potencjalne negatywne skutki aktywnego bilansowania na żywotność baterii:

 

  • Zwiększona złożoność systemu i potencjalne punkty awarii:Obwody i strategia sterowania aktywnym równoważeniem są stosunkowo skomplikowane, wymagając dodatkowych komponentów, takich jak konwertery, transformatory i induktory.Komponenty te mogą wprowadzić nowe punkty awariiW przypadku awarii systemu BMS może to zakłócić normalną pracę akumulatora, a nawet skrócić jego żywotność.
  • Strata energii podczas przekazywania energii: Chociaż aktywne równoważenie przenosi energię między ogniwami w celu osiągnięcia równowagi, proces przenoszenia energii może powodować pewne straty (np. straty konwersji w komponentach elektronicznych).Straty te mogą prowadzić do niewielkiego marnotrawienia energii i mogą generować ciepło., co może mieć wpływ na wydajność baterii i jej żywotność, jeśli nie zostanie odpowiednio zarządzane.
  • Wyższe koszty i wymagania techniczneWdrożenie aktywnego bilansingu wymaga droższych komponentów sprzętowych i zaawansowanych algorytmów sterowania, co zwiększa koszty BMS.Wywiera większe wymagania co do projektuJeśli technologia nie jest prawidłowo stosowana lub system jest źle zaprojektowany,może nie osiągnąć oczekiwanych efektów równoważenia i może nawet negatywnie wpłynąć na żywotność baterii..
Podsumowując, aktywne równoważenie ma ogólnie pozytywny wpływ na wydłużenie żywotności baterii poprzez zapobieganie przeładowaniu i przeładowaniu, zwiększenie spójności zestawu baterii, optymalizację zużycia energii,i opóźniają odpływ cieplnyJednak jego złożony projekt systemu i potencjalne straty w zakresie transferu energii mogą stwarzać pewne ryzyko.W celu zmaksymalizowania pozytywnego wpływu aktywnego równoważenia na żywotność baterii przy jednoczesnym zminimalizowaniu potencjalnych negatywnych skutków, niezbędne jest przyjęcie odpowiednich strategii aktywnego bilansowania, zwiększenie niezawodności i stabilności BMS,i łączyć go z innymi funkcjami zarządzania baterią, takimi jak zarządzanie cieplne i ochrona przed przeładowaniem/przeładowaniem