लिथियम ब्याट्रीहरूमा सेल सन्तुलनको प्रयोग के हो?

सेल सन्तुलन

मैले लगभग १२ वर्षदेखि ब्याट्री प्याक टियरडाउन र बीएमएस डिजाइन गरिरहेको छु। प्रत्येक चोटि जब कसैले मलाई "ब्यालेन्सिङले के गर्छ?" सोध्छ, म तिनीहरूलाई दुईवटा तस्बिरहरू देखाउँछु: एउटा 2-वर्ष-पुरानो 36 V ई-बाइक प्याक बिना सन्तुलन (आधा सेलहरू 1.8 V मा, बाँकी 4.18 V मा), अर्को 100 mA सेलहरू तीन वर्ष पछि पनि निष्क्रिय ब्यालेन्सर (100 mA 2 mAll 1 वर्ष पछि पनि निष्क्रिय ब्यालेन्सर) भएको उही ब्याच हो। त्यो एउटा तस्विरमा सम्पूर्ण बिन्दु हो।

वास्तविक प्याकहरूमा, कोशिकाहरू कहिल्यै समान रूपमा जन्मिएका छैनन्। एउटै ट्रेबाट 100 ब्रान्ड-नयाँ Samsung 50E सेलहरू लिनुहोस्: क्षमता स्प्रेड सामान्यतया ±30 mAh हुन्छ, सेल्फ-डिस्चार्ज दर २–३ पटक फरक हुन सक्छ, र आन्तरिक प्रतिरोध ३–५ mΩ फरक हुन सक्छ। 200 चक्र पछि कमजोरहरू धेरै पछि पर्छन्। सन्तुलन बिना, प्याक क्षमता चार्जमा सबैभन्दा कमजोर सेल र डिस्चार्जमा सबैभन्दा बलियो सेल द्वारा निर्देशित हुन्छ। तपाईंले पहिलो वर्षमा मात्र 20-40% प्रयोगयोग्य क्षमता गुमाउनुहुन्छ।

त्यहाँ केवल दुई तरिकाहरू छन् मानिसहरूले उत्पादनमा सन्तुलन राख्छन्:

1. निष्क्रिय (रक्तस्राव) सन्तुलन

२० kWh मुनिका 95% प्याकहरूले यो प्रयोग गर्छन्।
वास्तविक चिपहरू तपाईंले बोर्डहरूमा देख्नुहुनेछ:

TI BQ769x2 / BQ769x3 / BQ78z100

एनालग यन्त्रहरू LTC6804 / LTC6811 / LTC6813

म्याक्सिम MAX14920 / MAX14921

NXP MC33771 / MC33772

सामान्य रक्तस्राव वर्तमान: 80-150 mA (BQ76952 ले 220 mA पुश गर्न सक्छ यदि तपाईं दुई पिन समानान्तर हुनुहुन्छ)।
ठूलो उत्पादनमा प्रतिरोधक मान: लगभग सधैं 27 Ω वा 33 Ω 2512 1 W प्याकेज।
ट्रिगर सेटिङहरू मैले वास्तवमा प्रयोग गर्छु:
CV को समयमा प्याक औसत भन्दा 15-25 mV मा रक्तस्राव सुरु गर्नुहोस्, डेल्टा 6-8 mV भन्दा कम हुँदा रोक्नुहोस्।
यदि तपाईंले 2 mV चेस गर्ने प्रयास गर्नुभयो भने तपाईंले बोर्डलाई सधैंभरि पकाउनुहुनेछ।

गर्मी नै वास्तविक समस्या हो । 100 mA ब्लीड भएको 16s स्कूटर प्याकले 7-8 W सीधा BMS PCB मा डम्प गर्न सक्छ। त्यसैकारण ती सस्तो २०-डलरको इ-बाइक बोर्डहरू एक गर्मीमा घाममा तान्छन् र फुट्छन्।

2. सक्रिय सन्तुलन

एकचोटि तपाईंले ~30 kWh भन्दा माथि जानुभयो भने लगभग सबैले सक्रियमा स्विच गर्छन्।

वास्तविक-विश्व उदाहरणहरू मैले भत्काएँ:

टेस्ला मोडेल S/X (2012–2021): HVJB मा सानो DC-DC ईंटहरू, ~1 A प्रति मोड्युल

BMW i3 (सबै वर्ष): प्रेरक ट्रान्सफर्मर मोड्युल, 24-देखि-1 अनुपात, लगभग 2 A

BYD ब्लेड प्याकहरू: Infineon TLF35568 सन्दर्भ डिजाइनमा आधारित उडान- क्यापेसिटर बोर्डहरू

चिनियाँ स्थिर भण्डारण राक्षसहरू: पृथक DC-डीसी मोड्युलहरू 15-20 A पूरै 700 V स्ट्रिङमा सर्दै

अफ-सेल्फ बोर्डहरू- मानिसहरूले वास्तवमा किन्छन्:

१–२ हरियो AliExpress फ्लाइङ-क्यापेसिटर बोर्डहरू (८–१६ साना रिले भएकाहरू)

Heltec / Orion BMS Gen4 / REC Q / Dilithium: 5–8 A सभ्य कूलिंगको साथ

वास्तविक कारहरूमा ट्रिगर रणनीति

धेरै जसो OEM हरू SoC को शीर्ष 10-15 % मा मात्र सन्तुलन राख्छन् किनभने भोल्टेज कर्भ 3.45 V (NMC) वा 3.40 V (LFP) भन्दा धेरै सपाट छ।
Tesla waits until >90% SoC र चार्जको अन्तिम 30-60 मिनेटको लागि मात्र सन्तुलनमा चल्छ।
मेरो 2017 BMW i3 लगहरूले प्रेरणात्मक ब्यालेन्सर डेल्टा > 30 mV र प्याक वर्तमान < 5 A हुँदा मात्र उठ्छ देखाउँदछ।

के हुन्छ जब तपाइँ सस्तो आउट गर्नुहुन्छ र सन्तुलन छोड्नुहुन्छ

मसँग मेनल्याण्ड चीनबाट 2016–2018 कम-स्पीड EV प्याकले भरिएको दराज छ जसले ब्लीड रेसिस्टरहरू मेटाएर $0.80 बचत गर्यो। 18 महिना पछि कमजोर कोशिकाहरू प्रत्येक स्राव नकारात्मक हुन्छ, तामा पग्लन्छ, डेन्ड्राइट बढ्छ, विभाजक पग्लन्छ, आगो। मैले 14 महिनामा 72 V 20 Ah प्याकहरू 8-9 Ah प्रयोग गर्न सकिने देखेको छु। तिनीहरूमा $12 सक्रिय ब्यालेन्सर थप्पड गर्नुहोस् र तिनीहरू 18-19 Ah मा फर्कनुहोस्। कठिन तरिकाले पाठ सिके।

तल्लो रेखा

15 kWh मुनि → निष्क्रिय राम्रो छ र सधैंभरि रहनेछ (स्कूटर, पावर उपकरण, ड्रोन)

400 V+ or >50 kWh → सक्रिय वा तपाइँ प्रत्येक वर्ष मोड्युलहरू बदल्नुहुनेछ

आज बेचेको प्रत्येक एक उचित EV मा सन्तुलन छ। एक मात्र चर हो कि यो 33 Ω प्रतिरोधक हो वा $ 300 सक्रिय बोर्ड।

त्यो सेल सन्तुलन हो। केही जादुई छैन। राम्रो कोशिकाहरूलाई एक अल्छी भाइले तान्नुबाट रोक्दै छ जसले छिटो बुढो हुने निर्णय गर्यो।