లిథియం బ్యాటరీ ప్యాక్‌లు నిర్వహణ లేని ఇంజిన్‌ల వంటివి; aBMSబ్యాలెన్సింగ్ ఫంక్షన్ లేకుండా కేవలం డేటా కలెక్టర్ మరియు నిర్వహణ వ్యవస్థగా పరిగణించబడదు. క్రియాశీల మరియు నిష్క్రియ బ్యాలెన్సింగ్ రెండూ బ్యాటరీ ప్యాక్‌లోని అసమానతలను తొలగించే లక్ష్యంతో ఉంటాయి, అయితే వాటి అమలు సూత్రాలు ప్రాథమికంగా భిన్నంగా ఉంటాయి.
స్పష్టత కోసం, ఈ కథనం అల్గారిథమ్‌ల ద్వారా BMS ప్రారంభించిన బ్యాలెన్సింగ్‌ను యాక్టివ్ బ్యాలెన్సింగ్‌గా నిర్వచిస్తుంది, అయితే శక్తిని వెదజల్లడానికి రెసిస్టర్‌లను ఉపయోగించే బ్యాలెన్సింగ్‌ను నిష్క్రియ బ్యాలెన్సింగ్ అంటారు. యాక్టివ్ బ్యాలెన్సింగ్‌లో శక్తి బదిలీ ఉంటుంది, అయితే నిష్క్రియ బ్యాలెన్సింగ్‌లో శక్తి వెదజల్లడం ఉంటుంది.
ప్రాథమిక బ్యాటరీ ప్యాక్ డిజైన్ సూత్రాలు
- మొదటి సెల్ పూర్తిగా ఛార్జ్ అయినప్పుడు ఛార్జింగ్ తప్పనిసరిగా ఆగిపోతుంది.
- మొదటి సెల్ క్షీణించినప్పుడు డిశ్చార్జింగ్ ముగియాలి.
- బలమైన కణాల కంటే బలహీనమైన కణాలు వేగంగా వృద్ధాప్యం చెందుతాయి.
- బలహీనమైన ఛార్జ్ ఉన్న సెల్ చివరికి బ్యాటరీ ప్యాక్‌ను పరిమితం చేస్తుంది'ఉపయోగించగల సామర్థ్యం (బలహీనమైన లింక్).
- బ్యాటరీ ప్యాక్‌లోని సిస్టమ్ ఉష్ణోగ్రత ప్రవణత అధిక సగటు ఉష్ణోగ్రతల వద్ద పనిచేసే కణాలను బలహీనపరుస్తుంది.
- సమతుల్యం లేకుండా, బలహీనమైన మరియు బలమైన కణాల మధ్య వోల్టేజ్ వ్యత్యాసం ప్రతి ఛార్జ్ మరియు ఉత్సర్గ చక్రంతో పెరుగుతుంది. చివరికి, ఒక సెల్ గరిష్ట వోల్టేజ్‌ను చేరుకుంటుంది, మరొకటి కనిష్ట వోల్టేజ్‌కు చేరుకుంటుంది, ప్యాక్ యొక్క ఛార్జ్ మరియు డిచ్ఛార్జ్ సామర్థ్యాలను అడ్డుకుంటుంది.
కాలక్రమేణా కణాల అసమతుల్యత మరియు ఇన్‌స్టాలేషన్ నుండి మారుతున్న ఉష్ణోగ్రత పరిస్థితుల కారణంగా, సెల్ బ్యాలెన్సింగ్ అవసరం.
లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీలు ప్రధానంగా రెండు రకాల అసమతుల్యతను ఎదుర్కొంటాయి: ఛార్జింగ్ అసమతుల్యత మరియు సామర్థ్య అసమతుల్యత. అదే సామర్థ్యం గల కణాలు క్రమంగా ఛార్జ్‌లో తేడా ఉన్నప్పుడు ఛార్జింగ్ అసమతుల్యత ఏర్పడుతుంది. విభిన్న ప్రారంభ సామర్థ్యాలు కలిగిన సెల్‌లను కలిపి ఉపయోగించినప్పుడు సామర్థ్య అసమతుల్యత ఏర్పడుతుంది. ఒకే సమయంలో ఒకే విధమైన తయారీ ప్రక్రియలతో ఉత్పత్తి చేయబడినట్లయితే కణాలు సాధారణంగా బాగా సరిపోలినప్పటికీ, తెలియని మూలాలు లేదా ముఖ్యమైన ఉత్పాదక వ్యత్యాసాలతో కణాల నుండి అసమతుల్యత ఏర్పడవచ్చు.
యాక్టివ్ బ్యాలెన్సింగ్ వర్సెస్ పాసివ్ బ్యాలెన్సింగ్
1. ప్రయోజనం
బ్యాటరీ ప్యాక్‌లు అనేక సిరీస్-కనెక్ట్ చేయబడిన సెల్‌లను కలిగి ఉంటాయి, అవి ఒకేలా ఉండకపోవచ్చు. బ్యాలెన్సింగ్ సెల్ వోల్టేజ్ విచలనాలు ఆశించిన పరిధులలో ఉంచబడుతుందని నిర్ధారిస్తుంది, మొత్తం వినియోగం మరియు నియంత్రణను నిర్వహిస్తుంది, తద్వారా నష్టం జరగకుండా మరియు బ్యాటరీ జీవితాన్ని పొడిగిస్తుంది.
2. డిజైన్ పోలిక
- నిష్క్రియ బ్యాలెన్సింగ్: సాధారణంగా అధిక వోల్టేజ్ కణాలను రెసిస్టర్‌లను ఉపయోగించి విడుదల చేస్తుంది, అదనపు శక్తిని వేడిగా మారుస్తుంది. ఈ పద్ధతి ఇతర సెల్‌లకు ఛార్జింగ్ సమయాన్ని పొడిగిస్తుంది కానీ తక్కువ సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంటుంది.
- యాక్టివ్ బ్యాలెన్సింగ్: ఛార్జ్ మరియు డిశ్చార్జ్ సైకిల్స్ సమయంలో సెల్‌లలో ఛార్జ్‌ని పునఃపంపిణీ చేసే సంక్లిష్టమైన సాంకేతికత, ఛార్జింగ్ సమయాన్ని తగ్గిస్తుంది మరియు ఉత్సర్గ వ్యవధిని పొడిగిస్తుంది. ఇది సాధారణంగా ఉత్సర్గ సమయంలో దిగువ బ్యాలెన్సింగ్ వ్యూహాలను మరియు ఛార్జింగ్ సమయంలో టాప్ బ్యాలెన్సింగ్ వ్యూహాలను ఉపయోగిస్తుంది.
- లాభాలు మరియు నష్టాలు పోలిక: నిష్క్రియ బ్యాలెన్సింగ్ సరళమైనది మరియు చౌకైనది కానీ తక్కువ సమర్థవంతమైనది, ఎందుకంటే ఇది శక్తిని వేడిగా వృధా చేస్తుంది మరియు నెమ్మదిగా బ్యాలెన్సింగ్ ప్రభావాలను కలిగి ఉంటుంది. యాక్టివ్ బ్యాలెన్సింగ్ మరింత ప్రభావవంతంగా ఉంటుంది, కణాల మధ్య శక్తిని బదిలీ చేస్తుంది, ఇది మొత్తం వినియోగ సామర్థ్యాన్ని మెరుగుపరుస్తుంది మరియు మరింత త్వరగా సమతుల్యతను సాధిస్తుంది. అయినప్పటికీ, ఇది సంక్లిష్టమైన నిర్మాణాలు మరియు అధిక వ్యయాలను కలిగి ఉంటుంది, ఈ వ్యవస్థలను అంకితమైన ICలలోకి చేర్చడంలో సవాళ్లు ఉన్నాయి.
తీర్మానం
BMS భావన మొదట్లో విదేశాలలో అభివృద్ధి చేయబడింది, ప్రారంభ IC డిజైన్‌లు వోల్టేజ్ మరియు ఉష్ణోగ్రతను గుర్తించడంపై దృష్టి సారిస్తున్నాయి. బ్యాలెన్సింగ్ భావన తరువాత ప్రవేశపెట్టబడింది, మొదట్లో ICలలో విలీనం చేయబడిన రెసిస్టివ్ డిశ్చార్జ్ పద్ధతులను ఉపయోగించడం జరిగింది. ఈ విధానం ఇప్పుడు విస్తృతంగా వ్యాపించింది, TI, MAXIM మరియు LINEAR వంటి కంపెనీలు అటువంటి చిప్‌లను ఉత్పత్తి చేస్తున్నాయి, కొన్ని స్విచ్ డ్రైవర్‌లను చిప్‌లలోకి చేర్చాయి.
నిష్క్రియాత్మక బ్యాలెన్సింగ్ సూత్రాలు మరియు రేఖాచిత్రాల నుండి, బ్యాటరీ ప్యాక్‌ను బ్యారెల్‌తో పోల్చినట్లయితే, సెల్‌లు స్తంభాల వలె ఉంటాయి. అధిక శక్తి కలిగిన కణాలు పొడవాటి పలకలు మరియు తక్కువ శక్తి కలిగినవి చిన్న పలకలు. నిష్క్రియాత్మక బ్యాలెన్సింగ్ పొడవాటి పలకలను మాత్రమే "కుదిస్తుంది", ఫలితంగా శక్తి వృధా మరియు అసమర్థత ఏర్పడుతుంది. ఈ పద్ధతి పరిమితులను కలిగి ఉంది, ఇందులో గణనీయమైన ఉష్ణ వెదజల్లడం మరియు పెద్ద కెపాసిటీ ప్యాక్‌లలో స్లో బ్యాలెన్సింగ్ ప్రభావాలు ఉన్నాయి.
యాక్టివ్ బ్యాలెన్సింగ్, దీనికి విరుద్ధంగా, "చిన్న పలకలను నింపుతుంది," అధిక-శక్తి కణాల నుండి తక్కువ-శక్తికి శక్తిని బదిలీ చేస్తుంది, ఫలితంగా అధిక సామర్థ్యం మరియు శీఘ్ర సమతుల్యత సాధించబడుతుంది. అయినప్పటికీ, ఇది స్విచ్ మ్యాట్రిక్స్ రూపకల్పన మరియు డ్రైవ్‌లను నియంత్రించడంలో సవాళ్లతో పాటు సంక్లిష్టత మరియు వ్యయ సమస్యలను పరిచయం చేస్తుంది.
ట్రేడ్-ఆఫ్‌ల దృష్ట్యా, మంచి అనుగుణ్యత కలిగిన కణాలకు నిష్క్రియ బ్యాలెన్సింగ్ అనుకూలంగా ఉండవచ్చు, అయితే ఎక్కువ వ్యత్యాసాలు ఉన్న కణాలకు యాక్టివ్ బ్యాలెన్సింగ్ ఉత్తమం.
పోస్ట్ సమయం: ఆగస్ట్-27-2024
