V svetu baterij obstajajo baterije z nadzornim vezjem in baterije brez njega. Litijeva baterija velja za pametno baterijo, ker vsebuje tiskano vezje, ki nadzoruje delovanje litijeve baterije. Po drugi strani pa standardna zaprta svinčeno-kislinska baterija nima nobenega nadzora na plošči za optimizacijo njenega delovanja.
V pametna litijeva baterijaObstajajo 3 osnovne ravni nadzora. Prva raven nadzora je preprosto uravnoteženje, ki optimizira napetosti celic. Druga raven nadzora je modul zaščitnega vezja (PCM), ki ščiti celice pred visokimi/nizkimi napetostmi in tokovi med polnjenjem in praznjenjem. Tretja raven nadzora je sistem za upravljanje baterije (BMS). BMS ima vse zmogljivosti modula za uravnoteženje in zaščitnega vezja, vendar ima dodatne funkcije za optimizacijo delovanja baterije skozi celotno njeno življenjsko dobo (kot je spremljanje stanja napolnjenosti in stanja delovanja).
LITIJEVO URAVNOTEŽILNO VEZJE
V bateriji z uravnalnim čipom čip preprosto uravnava napetosti posameznih celic v bateriji med polnjenjem. Baterija velja za uravnoteženo, ko so napetosti vseh celic znotraj majhne tolerance druga od druge. Obstajata dve vrsti uravnoteženja, aktivno in pasivno. Aktivno uravnoteženje se zgodi z uporabo celic z visoko napetostjo za polnjenje celic z nižjo napetostjo, s čimer se zmanjša razlika napetosti med celicami, dokler se vse celice ne ujemajo in baterija ni popolnoma napolnjena. Pasivno uravnoteženje, ki se uporablja pri vseh litijevih baterijah Power Sonic, pomeni, da ima vsaka celica vzporedno priključen upor, ki se vklopi, ko napetost celice preseže določen prag. To zniža polnilni tok v celicah z visoko napetostjo, kar omogoča drugim celicam, da jih dohitijo.
Zakaj je uravnoteženje celic pomembno? Pri litijevih baterijah se bo celotna baterija izklopila takoj, ko celica z najnižjo napetostjo doseže mejno napetost praznjenja. To lahko pomeni, da imajo nekatere celice neporabljeno energijo. Če celice med polnjenjem niso uravnotežene, se bo polnjenje prekinilo takoj, ko celica z najvišjo napetostjo doseže mejno napetost, in vse celice ne bodo popolnoma napolnjene.
Kaj je pri tem tako slabega? Nenehno polnjenje in praznjenje neuravnotežene baterije sčasoma zmanjšuje njeno kapaciteto. To pomeni tudi, da bodo nekatere celice popolnoma napolnjene, druge pa ne, kar povzroči, da baterija morda nikoli ne doseže 100-odstotnega stanja napolnjenosti.
Teorija pravi, da se vse uravnotežene celice praznijo z enako hitrostjo in se zato izklopijo pri isti napetosti. To ne drži vedno, zato čip za uravnoteženje zagotavlja, da se celice baterije med polnjenjem popolnoma uskladijo, da se zaščiti njena kapaciteta in da se popolnoma napolni.
LITIJEV ZAŠČITNI MODUL
Modul zaščitnega vezja vsebuje vezje za uravnoteženje in dodatno vezje, ki nadzoruje parametre baterije z zaščito pred prekomernim polnjenjem in prekomernim praznjenjem. To počne s spremljanjem toka, napetosti in temperatur med polnjenjem in praznjenjem ter njihovo primerjavo z vnaprej določenimi omejitvami. Če katera koli od celic baterije doseže eno od teh omejitev, baterija izklopi polnjenje ali praznjenje, dokler ni dosežena metoda sprostitve.
Obstaja nekaj načinov za ponovni vklop polnjenja ali praznjenja po sprožitvi zaščite. Prvi je časovno odvisen, kjer časovnik šteje kratek čas (na primer 30 sekund) in nato sprosti zaščito. Ta časovnik se lahko razlikuje za vsako zaščito in je enostopenjska zaščita.
Drugi temelji na vrednosti, kjer mora vrednost pasti pod prag, da se sproži. Na primer, vse napetosti morajo pasti pod 3,6 volta na celico, da se sproži zaščita pred prenapolnjenostjo. To se lahko zgodi takoj, ko je izpolnjen pogoj za sprostitev. Lahko se zgodi tudi po vnaprej določenem času. Na primer, vse napetosti morajo pasti pod 3,6 volta na celico za zaščito pred prenapolnjenostjo in morajo ostati pod to mejo 6 sekund, preden PCM sprosti zaščito.
Tretja je sprostitev na podlagi aktivnosti, kjer je treba izvesti dejanje za sprostitev zaščite. Dejanje je lahko na primer odstranitev bremena ali uporaba polnjenja. Tako kot sprostitev zaščite na podlagi vrednosti se lahko tudi ta sprostitev zgodi takoj ali časovno. To lahko pomeni, da je treba obremenitev odstraniti z baterije 30 sekund, preden se zaščita sprosti. Poleg sprostitve na podlagi časa in vrednosti ali aktivnosti in časa je pomembno omeniti, da se te metode sprostitve lahko zgodijo tudi v drugih kombinacijah. Na primer, napetost sprostitve zaradi prekomernega praznjenja se lahko sproži, ko celice padejo pod 2,5 volta, vendar je za dosego te napetosti potrebno 10 sekund polnjenje. Ta vrsta sprostitve zajema vse tri vrste sprostitev.
Razumemo, da obstaja veliko dejavnikov, ki vplivajo na izbiro najboljšega litijeva baterija, in naši strokovnjaki so vam na voljo. Če imate dodatna vprašanja o izbiri prave baterije za vašo uporabo, se še danes obrnite na enega od naših strokovnjakov.
Čas objave: 29. april 2024
