В основе безопасной и эффективной эксплуатации литий-ионных батарей лежит непрерывный контроль за основными параметрами аккумулятора, а также мониторинг истории заряда/разряда и фактической емкости.

При формировании многоэлементной последовательно соединенной литий-ионной аккумуляторной батареи возникает проблема разброса напряжений и уровней заряда отдельных аккумуляторных ячеек («разбаланс ячеек»).

По достижении хотя бы одной из ячеек критического напряжения при разряде необходимо отключить накопитель от нагрузки, так как дальнейший разряд повлечет нарушение требований эксплуатации. В этом случае емкость батареи будет определяться емкостью самой слабой ячейки, и такую батарею можно считать разбалансированной. Сбалансированная батарея – это та, в которой уровни напряжений последовательно соединенных аккумуляторных ячеек находятся в приемлемом диапазоне значений.

Процесс выравнивания степени заряженности аккумуляторных ячеек многоэлементного накопителя может проводится на стадии заряда, а также в процессе эксплуатации батареи. Способы балансировки можно разделить на два типа: активная и пассивная балансировка.

Пассивный (резистивный) способ балансировки аккумуляторов представляет собой рассеивание энергии с более заряженных аккумуляторных ячеек на балластные сопротивления в процессе заряда, тем самым позволяя наименее заряженным ячейкам запасти большее количество электроэнергии.

Активная балансировка аккумуляторов заключается в перераспределении энергии от более заряженных ячеек к менее заряженным посредством активных элементов: преобразователей или емкостей. При этом процесс балансировки может производится как на стадии заряда, так и в процессе эксплуатации.

При разряде многоэлементной последовательно соединенной аккумуляторной батареи происходит ограничение разрядных токов через ячейки с наименьшей емкостью за счет токов балансировки, что позволяет продлить время эксплуатации накопителя.

В накопителях большой мощности и со сложной многоуровневой конфигурацией находят применение комбинированные пассивно-активные системы балансировки. При этом группы последовательно соединенных аккумуляторов балансируются активным способом, а напряжение на отдельных ячейках внутри группы выравнивается пассивной балансировкой. Реализация комбинированного способа балансировки часто встречается в высоковольтных накопителях энергии большой емкости.

Вывод:

Таким образом, вид балансировки аккумуляторной батареи определяется техническими, эксплуатационными, экономическими требованиями, а также особенностями построения накопителя.

Окончательный ответ на вопрос о том, является ли активная или пассивная балансировка лучше, определяется областью применения накопителя и особенностями его построения.

Аргументы в пользу активного способа балансировки определяются его возможностью относительно быстро перераспределять заряд между аккумуляторами накопителя, что актуально для многоэлементных батарей с высокой степенью разбаланса.

В процессе производства и эксплуатации накопителей на базе литий-ионных аккумуляторов на характеристики тяговой батареи большее влияние оказывает качество и однородность свойств самих ячеек накопителя, чем способ балансировки.

Средний рейтинг
0 из 5 звезд. 0 голосов.