Tôi tin rằng mọi người đều đã được làm quen với khái niệm cân bằng tế bào, chủ yếu là do tính nhất quán hiện tại của tế bào chưa đủ tốt và nó cần được cải thiện thông qua sự cân bằng. Cũng như trên đời, chúng ta không thể tìm được hai chiếc lá giống hệt nhau, cũng không thể tìm được hai ô giống hệt nhau. Cân bằng cuối cùng nhằm mục đích giải quyết những thiếu sót của pin và là một phương tiện bù đắp. Dưới đây là phần giới thiệu ngắn gọn về cân bằng thụ động và chủ động của pin lithium:
01 Cân bằng thụ động
Cân bằng thụ động thường xả pin có điện áp cao hơn thông qua phóng điện trở, giải phóng điện dưới dạng nhiệt để có thêm thời gian sạc cho các loại pin khác. Bằng cách này, sức mạnh của toàn bộ hệ thống bị hạn chế bởi pin có dung lượng nhỏ nhất. Trong quá trình sạc, pin lithium thường có giá trị điện áp bảo vệ giới hạn trên khi sạc. Khi một chuỗi pin nhất định đạt đến giá trị điện áp này, bảng bảo vệ pin lithium sẽ cắt mạch sạc và ngừng sạc. Vì vậy, ưu điểm của cân bằng thụ động là chi phí thấp và thiết kế mạch đơn giản; Nhược điểm là sự cân bằng dựa trên dung lượng pin còn lại thấp nhất, không thể tăng dung lượng của pin có dung lượng dư thấp và 100% năng lượng cân bằng bị lãng phí dưới dạng nhiệt. Bảng bảo vệ pin lithium thường có chức năng bảo vệ quá tải để ngăn chặn việc sạc pin quá mức.
Như trong Hình 2, trong quá trình sạc, pin thứ hai lần đầu tiên được sạc đến giá trị điện áp bảo vệ, kích hoạt cơ chế bảo vệ của bảng bảo vệ pin lithium và dừng sạc hệ thống pin, trực tiếp dẫn đến việc không thể sạc đầy sạc pin thứ nhất và thứ ba. Việc sạc đầy toàn bộ hệ thống bị hạn chế bởi pin thứ hai, đó là hiện tượng mất hệ thống. Để tăng sức mạnh cho hệ thống pin, bảng bảo vệ pin lithium sẽ cân bằng pin trong quá trình sạc. Như trong Hình 3, sau khi khởi động cân bằng, bảng bảo vệ pin lithium sẽ xả pin thứ hai, trì hoãn thời gian để pin đạt giá trị điện áp bảo vệ. Điều này cũng sẽ kéo dài thời gian sạc của pin thứ nhất và thứ ba, từ đó tăng sức mạnh tổng thể của hệ thống pin. Tuy nhiên, 100% điện năng xả ra của pin số 2 chuyển thành tỏa nhiệt dẫn đến lãng phí đáng kể (tản nhiệt của pin số 2 là hao tổn hệ thống và cũng gây lãng phí điện năng).
Như trong Hình 4, ngoài tác động nghiêm trọng của việc sạc quá mức đối với pin, việc xả quá mức còn có thể gây hư hỏng nghiêm trọng cho pin. Tương tự, bảng bảo vệ pin lithium có chức năng bảo vệ quá mức. Khi xả, khi điện áp của pin thứ hai đạt đến giá trị bảo vệ phóng điện, cơ chế bảo vệ của bảng bảo vệ pin lithium được kích hoạt, dừng xả hệ thống, trực tiếp khiến dung lượng pin còn lại của pin thứ nhất và thứ ba không thể cạn kiệt. được sử dụng đầy đủ. Sau khi khởi động cân bằng, hệ thống xả quá mức sẽ được cải thiện.
02 Cân bằng chủ động
Cân bằng chủ động đạt được thông qua việc truyền điện, hiệu quả cao và gây ra tổn thất tối thiểu. Các nhà sản xuất khác nhau có các phương pháp khác nhau và dòng điện cân bằng thay đổi từ 1 đến 10A.
Cân bằng thụ động phù hợp với các ứng dụng gói pin lithium có công suất nhỏ và số lượng chuỗi thấp, trong khi cân bằng chủ động phù hợp với các ứng dụng gói pin lithium loại năng lượng có số lượng chuỗi cao và dung lượng lớn. Đối với BMS, ngoài chức năng cân bằng, chiến lược cân bằng cơ bản còn quan trọng hơn.
Như hình 5, cứ 6 chuỗi pin tạo thành một nhóm, và tổng công suất của 6 chuỗi pin được chuyển sang pin có dung lượng nhỏ hơn. Cân bằng chủ động cảm ứng dựa trên sự chuyển đổi vật lý, tích hợp các công tắc nguồn và cuộn cảm vi mô. Nó sử dụng phương pháp cân bằng hai chiều để cân bằng pin thông qua việc truyền điện tích giữa các pin liền kề hoặc lân cận và có thể đạt được sự cân bằng bất kể pin đang xả, sạc hay trạng thái tĩnh. Hiệu suất cân bằng cao tới 92%.
Nguyên lý hoạt động xả và sạc được thể hiện trong Hình 6 và 7, trong đó Pin 2 truyền năng lượng cho Pin 1 và 3. Việc truyền tải hiệu quả đảm bảo rằng điện áp của ba pin vẫn cân bằng trong quá trình sạc, cho phép tất cả các pin được sạc đầy. Bảng bảo vệ pin lithium cũng có thể cân bằng pin trong quá trình xả. Pin thứ nhất và thứ ba truyền năng lượng sang pin thứ hai, đồng thời điện áp của ba pin liên tục được xả ở trạng thái cân bằng để có thể sử dụng hết năng lượng của pin.