Einführung:
Vereinfacht ausgedrückt ist der Ausgleich die durchschnittliche Ausgleichsspannung. Halten Sie die Spannung desLithium-AkkumulatorKonstant. Der Lastausgleich wird in aktiven und passiven Lastausgleich unterteilt. Worin besteht also der Unterschied zwischen aktivem und passivem Lastausgleich bei Lithium-Batterieschutzplatinen? Sehen wir uns das am Beispiel von Heltec Energy an.
Aktiver Ausgleich der Lithiumbatterie-Schutzplatine
Aktiver Lastausgleich bedeutet, dass ein Strang mit hoher Spannung einen Strang mit niedriger Spannung mit Energie versorgt, um Energieverluste zu vermeiden, die hohe Spannung zu reduzieren und die niedrige Spannung zu erhöhen. Die Größe des Ausgleichsstroms kann individuell gewählt werden. Üblicherweise werden 2 A verwendet, es gibt aber auch größere Ausführungen mit 10 A oder mehr.
Die derzeit auf dem Markt erhältlichen aktiven Ausgleichsgeräte basieren im Wesentlichen auf dem Transformatorprinzip und verwenden teure Chips von Chipherstellern. Neben dem Ausgleichschip sind auch kostspielige Peripheriekomponenten wie Transformatoren erforderlich, die groß und teuer sind.
Der Effekt des aktiven Ausgleichs ist sehr deutlich: hohe Arbeitseffizienz, weniger Energie wird umgewandelt und geht nicht in Form von Wärme verloren, der einzige Verlust besteht in der Spule des Transformators.
Der Ausgleichsstrom ist wählbar und die Ausgleichsgeschwindigkeit hoch. Aktiver Ausgleich ist strukturell komplexer als passiver Ausgleich, insbesondere bei der Transformatormethode. Der Preis eines Batteriemanagementsystems (BMS) mit aktiver Ausgleichsfunktion ist deutlich höher als der eines passiven Ausgleichs, was die Verbreitung des aktiven Ausgleichs etwas einschränkt.BMS.
Passiver Ausgleich der Lithiumbatterie-Schutzplatine
Passives Balancing erfolgt im Prinzip durch das Hinzufügen von Widerständen zur Entladung. Die Hochspannungszelle entlädt sich in Form von Wärmeabfuhr an die Umgebung, wodurch die Widerstände gekühlt werden. Der Nachteil besteht darin, dass die Entladung von der Zelle mit der niedrigsten Spannung ausgeht und beim Laden ein Risiko besteht.
Die passive Spannungsbalance wird hauptsächlich aufgrund ihrer geringen Kosten und ihres einfachen Funktionsprinzips eingesetzt; ihr Nachteil besteht darin, dass sie auf der Grundlage der niedrigsten Leistung erfolgt und den Niederspannungsstrang nicht ergänzen kann, was zu Energieverschwendung führt.
Der Unterschied zwischen aktivem und passivem Energieausgleich
Passive Symmetrierung eignet sich für kleine Kapazitäten und niedrige Spannungen.Lithiumbatterien, während aktives Balancing für Hochspannungs-Lithium-Akkumulatoren mit hoher Kapazität geeignet ist.
Gängige Ausgleichsladetechnologien umfassen das Laden mit konstantem Shuntwiderstand, das Laden mit Ein-/Aus-Shuntwiderstand, das Laden mit durchschnittlicher Batteriespannung, das Laden mit Schaltkondensatoren, das Laden mit Abwärtswandlern, das Laden mit Induktivitäten usw. Beim Laden mehrerer in Reihe geschalteter Lithiumbatterien muss jede Batterie gleichmäßig geladen werden, da sonst die Leistung und Lebensdauer der gesamten Batteriegruppe beeinträchtigt werden.
| Merkmale | Passive Ausgleichsmaßnahmen | Aktive Balance |
| Funktionsprinzip | Überschüssige Energie über Widerstände verbrauchen | Ausgleich der Batterieleistung durch Energieübertragung |
| Großer Energieverlust | Energie wird als Wärme verschwendet. Klein | effiziente Übertragung elektrischer Energie |
| Kosten | Niedrig | Hoch |
| Komplexität | Niedrige, ausgereifte Technologie | Hohe, komplexe Schaltungsentwicklung erforderlich |
| Effizienz | Geringer Wärmeverlust | Hoch, nahezu kein Energieverlust |
| Anwendbar | Anwendungsszenarien: Kleine Akkupacks oder kostengünstige Anwendungen | Große Akkupacks oder Hochleistungsanwendungen |
Das Grundprinzip des passiven Energieausgleichs besteht darin, überschüssige Energie abzuführen, um einen Ausgleichseffekt zu erzielen. Üblicherweise wird die überschüssige Energie im überspannungsbehafteten Akkupack über einen Widerstand in Wärme umgewandelt, sodass die Batteriespannung konstant bleibt. Der Vorteil liegt in der Einfachheit der passiven Ausgleichsschaltung und den geringen Entwicklungs- und Implementierungskosten. Zudem ist die passive Energieausgleichstechnologie sehr ausgereift und findet breite Anwendung in vielen kostengünstigen und kleinen Geräten.Akkus.
Der Nachteil besteht in den hohen Energieverlusten durch die Umwandlung elektrischer Energie in Wärme mittels Widerstand. Der geringe Wirkungsgrad, insbesondere bei Akkus mit hoher Kapazität, führt zu deutlicheren Energieverlusten und macht diese Technologie für großflächige, leistungsstarke Batterieanwendungen ungeeignet. Da die elektrische Energie in Wärme umgewandelt wird, kann es zudem zu einer Überhitzung des Akkus kommen, was die Sicherheit und Lebensdauer des Gesamtsystems beeinträchtigt.
Aktives Balancing erreicht einen Energieausgleich, indem überschüssige elektrische Energie von Batterien mit höherer Spannung auf Batterien mit niedrigerer Spannung übertragen wird. Dieses Verfahren passt die Leistungsverteilung zwischen den Batterien in der Regel mithilfe von Schaltnetzteilen, Aufwärts-/Abwärtswandlern oder anderen elektronischen Bauteilen an. Der Vorteil liegt in der hohen Effizienz: Energie wird nicht verschwendet, sondern durch die Übertragung ausgeglichen, wodurch keine Wärmeverluste entstehen und der Wirkungsgrad üblicherweise hoch ist (bis zu 95 % oder mehr).
Energieeinsparung: Da keine Energie verschwendet wird, eignet es sich für große Kapazitäten und hohe Leistung.LithiumbatterieSysteme und können die Lebensdauer des Akkus verlängern. Anwendbar auf große Akkus: Aktives Balancing eignet sich besonders für Akkus mit hoher Kapazität, insbesondere in Anwendungsbereichen wie Elektrofahrzeugen und Energiespeichersystemen, und kann die Systemeffizienz und -ausdauer deutlich verbessern.
Der Nachteil besteht darin, dass die Entwicklung und Implementierung des aktiven Energieausgleichs relativ komplex ist und in der Regel mehr elektronische Bauteile erfordert, was zu höheren Kosten führt. Technische Komplexität: Präzise Steuerung und Schaltungsentwicklung sind erforderlich, was schwierig ist und die Entwicklung und Wartung erschweren kann.
Abschluss
Bei kostengünstigen, kleinen Systemen oder Anwendungen mit geringen Anforderungen an den Lastausgleich kann ein passiver Lastausgleich gewählt werden; für Batteriesysteme, die ein effizientes Energiemanagement, eine große Kapazität oder eine hohe Leistung erfordern, ist ein aktiver Lastausgleich die bessere Wahl.
Heltec Energy ist ein Unternehmen, das Hochleistungsgeräte zum Testen und Reparieren von Batterien entwickelt und herstellt und Lösungen für die nachgelagerte Fertigung, die Produktion von Batteriepacks und die Reparatur alter Batterien anbietet.Lithiumbatterien.
Heltec Energy setzt seit jeher auf unabhängige Innovation mit dem Ziel, zuverlässige und kosteneffiziente Produkte für die Lithiumbatterieindustrie anzubieten und mit dem Servicekonzept „Kunde zuerst, höchste Qualität“ Mehrwert für seine Kunden zu schaffen. Das Unternehmen verfügt über ein Team erfahrener Ingenieure, die die Weiterentwicklung und Praxistauglichkeit seiner Produkte gewährleisten.
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Veröffentlichungsdatum: 26. November 2024