Perché l'equilibratura adeguata delle cellule è necessaria nel commento contribuito pacchetti della batteria da Anton Beck, il product manager della batteria, Epec

Quando un pacchetto della batteria al litio è progettato facendo uso delle cellule multiple in serie, è molto importante progettare le caratteristiche elettroniche per equilibrare continuamente le tensioni delle cellule. Ciò è non solo per la prestazione del pacchetto della batteria, ma anche per i cicli di vita ottimali.

L'uso di equilibratura delle cellule ci permette di progettare una batteria con la più grande capacità per un'applicazione perché equilibrare permette che la batteria raggiunga un più alto stato della tassa (SOC). Molte società scelgono di non usare la cellula che equilibra all'inizio della loro progettazione riducono il costo ma senza l'investimento nell'hardware e nel software d'equilibratura delle cellule, la progettazione non permette che il SOC si avvicini a 100 per cento.

Che cosa è squilibrio delle cellule?
Se le cellule del litio sono surriscaldate o sovraccaricate, sono a degradazione accelerata incline delle cellule. Possono prendere il fuoco o persino esplodere mentre uno stato termico di instabilità può accadere se una tensione delle cellule dello ione del litio supera 4,2 V anche da alcuni cento millivolt.

 

Ogni pacchetto che progettazione e fabbricazione a Epec abbiamo un circuito di protezione contro le sovratensioni (prima o poi anche un backup) per andare d'accordo con l'equilibratura della pila campione che impedirà un tal evento mai accadere. In un pacchetto della batteria della multi-cellula, che è comunemente usato in computer portatili e attrezzatura medica, disponente le cellule in serie per aprire la possibilità dello squilibrio delle cellule, una degradazione più lenta ma persistente della batteria.

Che cosa la cellula sta equilibrando?
L'equilibratura delle cellule è il processo di pareggiamento le tensioni e dello stato della tassa fra le cellule quando sono ad un tutto spesato. Non ci sono due cellule identiche. Ci sono sempre leggere differenze nello stato della tassa, del tasso di autoscarica, della capacità, dell'impedenza e delle caratteristiche della temperatura. Ciò è vera anche se le cellule sono lo stesso modello, lo stesso produttore e lo stesso lotto di produzione. I produttori ordineranno le cellule da simile tensione per abbinare vicino come possibile, ma ci sono le variazioni ancora leggere nella singoli impedenza delle cellule, capacità e tasso di autoscarica che può finalmente condurre col passare del tempo ad una divergenza nella tensione.

La maggior parte dei caricabatterie tipici individuano tutto spesato controllando se la tensione di intera serie di cellule ha raggiunto il punto di regolazione del voltaggio. Le diverse tensioni delle cellule possono variare finchè non superano i limiti per protezione contro le sovratensioni. Tuttavia, le cellule deboli (un con capacità più bassa/più alta impedenza interna) tendono ad esibire il più alta tensione che il resto delle cellule di serie in pieno caricano il termine. Queste cellule poi sono ulteriore indebolito dai cicli continui di sovraccarico. Il più alta tensione delle cellule più deboli a completamento della tassa causa la degradazione accelerata della capacità. Se la tensione di carica raccomandata massima è oltrepassata anche da poco quanto 10 per cento, indurrà il tasso di degradazione ad aumentare di 30 per cento.

Dal lato di scarico, le cellule deboli tendono ad avere a voltaggio inferiore che le altre cellule, dovuto il più alta resistenza interna, o un tasso più veloce di scarico che deriva dalla capacità più bassa. Ciò significa che se c'è ne delle cellule deboli colpisce la cellula nell'ambito del limite della protezione di tensione mentre la tensione del pacchetto è ancora sufficiente per alimentare il sistema, la piena capacità della batteria non sarà usata mai come il protettore del pacchetto impedirà sopra scarico (che danneggierebbe la cellula) fermando lo scarico di intero pacchetto quando una tensione delle cellule va sotto la cellula nell'ambito della soglia di tensione (solitamente intorno 2,7 V).

Tecniche d'equilibratura delle cellule
La soluzione fondamentale di equilibratura delle cellule uguaglia la tensione e lo stato della tassa fra le cellule quando sono ad uno stato completamente fatto pagare. L'equilibratura delle cellule è categorizzata tipicamente in due tipi:

1. Passivo
2. Attivo

Equilibratura passiva delle cellule
Il metodo d'equilibratura delle cellule passive è in qualche modo semplice e diretto. Scarichi le cellule tramite un itinerario che tende a dissipare di esclusione. Questa esclusione può essere integrata o esterna al circuito integrato (IC). Un tal approccio è favorevole nell'applicazione di sistema a basso costo. Il fatto che 100% dell'energia in eccesso proveniente da una cellula di più alta energia è dissipato mentre il calore rende il metodo passivo meno preferibile usare durante lo scarico a causa dell'impatto ovvio su tempo di esecuzione della batteria.

Equilibratura delle cellule attive
La cellula attiva che equilibra, che utilizza la tassa capacitiva o induttiva che si muove al trasferimento di carica fra le batterie, è sensibilmente più efficiente perché l'energia è trasferita a dove è necessaria invece di essere scaricato. Naturalmente la compensazione per questa efficienza migliore è l'esigenza delle componenti supplementari ad più alto costo.

Riassunto
L'equilibratura delle cellule è non solo importante per il miglioramento della prestazione e cicli di vita della batteria, aggiunge un elemento della sicurezza alla batteria. Una delle tecnologie emergenti per accrescere la sicurezza della batteria e prolungare la durata di vita della batteria è equilibratura avanzata delle cellule. Dalle tecnologie d'equilibratura delle cellule nuove seguire la quantità di equilibratura stata necessaria dalle diverse cellule, la durata utilizzabile dei pacchetti della batteria è aumentata e la sicurezza globale della batteria è accresciuta.