ലിഥിയം ബാറ്ററികളിൽ സെൽ ബാലൻസിങ്ങിൻ്റെ പ്രയോഗം എന്താണ്?

ഞാൻ ഏകദേശം 12 വർഷമായി ബാറ്ററി പാക്ക് ടയർഡൗണും ബിഎംഎസ് ഡിസൈനും ചെയ്യുന്നു. "ബാലൻസിംഗ് കൃത്യമായി എന്താണ് ചെയ്യുന്നത്?" എന്ന് ആരെങ്കിലും എന്നോട് ചോദിക്കുമ്പോഴെല്ലാം, ഞാൻ അവർക്ക് രണ്ട് ഫോട്ടോകൾ കാണിക്കുന്നു: ഒന്ന് ബാലൻസിങ്ങില്ലാത്ത 2-വർഷം-പഴയ 36 V ഇ-ബൈക്ക് പായ്ക്ക് (പകുതി സെല്ലുകൾ 1.8 V-ൽ, ബാക്കി 4.18 V-ൽ), മറ്റൊന്ന് 100 mA-ന് ശേഷം 100 mA നിഷ്ക്രിയ ബാലൻസ് ഉള്ള അതേ ബാച്ച്. ഒരു ചിത്രത്തിലെ മുഴുവൻ പോയിൻ്റും അതാണ്.

യഥാർത്ഥ പായ്ക്കുകളിൽ, കോശങ്ങൾ ഒരിക്കലും തുല്യമായി ജനിക്കുന്നില്ല. ഒരേ ട്രേയിൽ നിന്ന് 100 ബ്രാൻഡ്-പുതിയ Samsung 50E സെല്ലുകൾ എടുക്കുക: ശേഷി സ്‌പ്രെഡ് സാധാരണയായി ±30 mAh ആണ്, സ്വയം{5}}ഡിസ്‌ചാർജ് നിരക്ക് 2-3 മടങ്ങ് വ്യത്യാസപ്പെടാം, കൂടാതെ ആന്തരിക പ്രതിരോധം 3-5 mΩ വ്യത്യാസപ്പെടാം. 200 സൈക്കിളുകൾക്ക് ശേഷം, ദുർബലരായവർ കൂടുതൽ പിന്നിലാകുന്നു. ബാലൻസ് ചെയ്യാതെ, ചാർജിലുള്ള ഏറ്റവും ദുർബലമായ സെല്ലും ഡിസ്ചാർജിലുള്ള ഏറ്റവും ശക്തമായ സെല്ലുമാണ് പായ്ക്ക് കപ്പാസിറ്റി നിർണ്ണയിക്കുന്നത്. ആദ്യ വർഷത്തിൽ മാത്രം നിങ്ങൾക്ക് 20-40% ഉപയോഗയോഗ്യമായ ശേഷി നഷ്ടപ്പെടും.

Active Cell Balancing

ആളുകൾക്ക് യഥാർത്ഥത്തിൽ ഉൽപാദനത്തിൽ സന്തുലിതമാക്കാൻ രണ്ട് വഴികളേയുള്ളൂ:

20 kWh-ന് താഴെയുള്ള 95% പായ്ക്കുകളും ഇതാണ് ഉപയോഗിക്കുന്നത്.
ബോർഡുകളിൽ നിങ്ങൾ കാണുന്ന യഥാർത്ഥ ചിപ്പുകൾ:

TI BQ769x2 / BQ769x3 / BQ78z100

അനലോഗ് ഉപകരണങ്ങൾ LTC6804 / LTC6811 / LTC6813

മാക്സിം MAX14920 / MAX14921

NXP MC33771 / MC33772

സാധാരണ ബ്ലീഡ് കറൻ്റ്: 80-150 mA (നിങ്ങൾ രണ്ട് പിന്നുകൾ സമാന്തരമാക്കിയാൽ BQ76952 220 mA തള്ളും).
ബഹുജന ഉൽപാദനത്തിലെ റെസിസ്റ്റർ മൂല്യം: മിക്കവാറും എല്ലായ്‌പ്പോഴും 27 Ω അല്ലെങ്കിൽ 33 Ω 2512 1 W പാക്കേജ്.
ഞാൻ യഥാർത്ഥത്തിൽ ഉപയോഗിക്കുന്ന ട്രിഗർ ക്രമീകരണങ്ങൾ:
CV സമയത്ത് പായ്ക്ക് ശരാശരിയേക്കാൾ 15-25 mV-ൽ രക്തസ്രാവം ആരംഭിക്കുക, ഡെൽറ്റ 6-8 mV-ൽ താഴെയാകുമ്പോൾ നിർത്തുക.
നിങ്ങൾ 2 mV പിന്തുടരാൻ ശ്രമിക്കുകയാണെങ്കിൽ, നിങ്ങൾ ബോർഡ് എന്നെന്നേക്കുമായി പാചകം ചെയ്യും.

ചൂടാണ് യഥാർത്ഥ പ്രശ്നം. 100 mA ബ്ലീഡുള്ള ഒരു 16s സ്കൂട്ടർ പാക്കിന് 7-8 W നേരിട്ട് BMS PCB-യിലേക്ക് വലിച്ചെറിയാൻ കഴിയും. അതുകൊണ്ടാണ് വിലകുറഞ്ഞ 20-ഡോളർ ഇ-ബൈക്ക് ബോർഡുകൾ ഒരു വേനൽക്കാലത്ത് വെയിലത്ത് പൊട്ടുന്നതും പൊട്ടുന്നതും.

നിങ്ങൾ ~30 kWh-ന് മുകളിൽ പോയാൽ മിക്കവാറും എല്ലാവരും സജീവമായി മാറുന്നു.

ഞാൻ പൊളിച്ചടുക്കിയ യഥാർത്ഥ-ലോക ഉദാഹരണങ്ങൾ:

ടെസ്‌ല മോഡൽ S/X (2012–2021): HVJB-യിലെ ചെറിയ DC-DC ഇഷ്ടികകൾ, ഓരോ മൊഡ്യൂളിനും ~1 A

BMW i3 (എല്ലാ വർഷവും): ഇൻഡക്റ്റീവ് ട്രാൻസ്ഫോർമർ മൊഡ്യൂൾ, 24-ടു-1 അനുപാതം, ഏകദേശം 2 A

BYD ബ്ലേഡ് പായ്ക്കുകൾ: Infineon TLF35568 റഫറൻസ് ഡിസൈനിനെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ഫ്ലൈയിംഗ്{0}}കപ്പാസിറ്റർ ബോർഡുകൾ

ചൈനീസ് സ്റ്റേഷണറി സ്റ്റോറേജ് മോൺസ്റ്റേഴ്‌സ്: ഒറ്റപ്പെട്ട DC-DC മൊഡ്യൂളുകൾ 700 V സ്ട്രിംഗിലുടനീളം 15-20 A ചലിക്കുന്നു

ആളുകൾ യഥാർത്ഥത്തിൽ വാങ്ങുന്ന--ഷെൽഫ് ബോർഡുകളിൽ നിന്ന്:

1–2 ഒരു പച്ച AliExpress പറക്കുന്ന-കപ്പാസിറ്റർ ബോർഡുകൾ (8–16 ചെറിയ റിലേകളുള്ളവ)

Heltec / Orion BMS Gen4 / REC Q / Dilithium: മാന്യമായ കൂളിംഗ് ഉള്ള 5–8 A

Cell Balancing

വോൾട്ടേജ് കർവ് 3.45 V (NMC) അല്ലെങ്കിൽ 3.40 V (LFP) ന് താഴെ വളരെ പരന്നതായതിനാൽ മിക്ക OEM-കളും SoC-യുടെ മുകളിലെ 10-15 %-ൽ മാത്രമേ ബാലൻസ് ചെയ്യുന്നുള്ളൂ.
Tesla waits until >90 % SoC, അവസാന 30-60 മിനിറ്റ് ചാർജിനായി മാത്രം ബാലൻസ് ചെയ്യുന്നു.
എൻ്റെ 2017 BMW i3 ലോഗുകൾ ഡെൽറ്റ > 30 mV, പാക്ക് കറൻ്റ് <5 A എന്നിവയിൽ മാത്രമേ ഇൻഡക്റ്റീവ് ബാലൻസർ ഉണരുകയുള്ളൂവെന്ന് കാണിക്കുന്നു.

ചൈനയിൽ നിന്നുള്ള 2016–2018 ലെ ലോ{2}}വേഗത കുറഞ്ഞ EV പായ്ക്കുകൾ നിറഞ്ഞ ഒരു ഡ്രോയർ എൻ്റെ പക്കലുണ്ട്, അത് ബ്ലീഡ് റെസിസ്റ്ററുകൾ ഇല്ലാതാക്കി $0.80 ലാഭിച്ചു. 18 മാസത്തിനുശേഷം, ദുർബലമായ കോശങ്ങൾ ഓരോ ഡിസ്ചാർജിലും നെഗറ്റീവ് ആയി പോകുന്നു, ചെമ്പ് അലിഞ്ഞുപോകുന്നു, ഡെൻഡ്രൈറ്റുകൾ വളരുന്നു, സെപ്പറേറ്റർ ഉരുകുന്നു, തീ. 14 മാസത്തിനുള്ളിൽ 72 V 20 Ah പായ്ക്കുകൾ 8-9 Ah ആയി കുറയുന്നത് ഞാൻ കണ്ടു. $12 ആക്ടീവ് ബാലൻസർ അവരുടെ മേൽ അടിച്ചാൽ അവർ 18-19 ആഹ് എന്നതിലേക്ക് മടങ്ങിവരും. കഠിനമായ വഴിയിലൂടെയാണ് പാഠം പഠിച്ചത്.

15 kWh-ന് താഴെ → നിഷ്ക്രിയമാണ്, അത് എന്നേക്കും നിലനിൽക്കും (സ്കൂട്ടറുകൾ, പവർ ടൂളുകൾ, ഡ്രോണുകൾ)

400 V+ or >50 kWh → സജീവമാണ് അല്ലെങ്കിൽ നിങ്ങൾ എല്ലാ വർഷവും മൊഡ്യൂളുകൾ സ്വാപ്പ് ചെയ്യും

ഇന്ന് വിൽക്കുന്ന ഓരോ ശരിയായ ഇവിക്കും ബാലൻസുണ്ട്. ഇത് 33 Ω റെസിസ്റ്ററാണോ അതോ $300 ആക്റ്റീവ് ബോർഡാണോ എന്നത് മാത്രമാണ് വേരിയബിൾ.

അതാണ് സെൽ ബാലൻസിങ്. മാന്ത്രികമായി ഒന്നുമില്ല. വേഗത്തിൽ പ്രായമാകാൻ തീരുമാനിച്ച ഒരു മടിയനായ സഹോദരൻ നല്ല കോശങ്ങളെ വലിച്ചെറിയുന്നത് തടയുന്നു.

Cell Balancing