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Porque o equilíbrio apropriado da pilha é necessário no comentário contribuído blocos da bateria por Anton Beck, Diretor de produto da bateria, Epec

May 19, 2022

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Quando um bloco da bateria de lítio é projetado usando pilhas múltiplas em série, é muito importante projetar as características eletrônicas equilibrar continuamente as tensões da pilha. Isto é não somente para o desempenho do bloco da bateria, mas igualmente para ciclos de vida ótimos.

O uso do equilíbrio da pilha permite-nos de projetar uma bateria com capacidade maior para uma aplicação porque equilibrar permite que a bateria consiga um estado mais alto da carga (SOC). Muitas empresas escolhem não usar a pilha que equilibra no início de seu projeto reduzem o custo mas sem o investimento no hardware e no software de equilíbrio da pilha, o projeto não permite que o SOC aproxime 100 por cento.

Que é desequilíbrio da pilha?
Se as pilhas do lítio são superaquecidas ou sobrecarregadas, são degradação acelerada inclinada da pilha. Podem travar o fogo ou mesmo explodir enquanto uma condição térmica do fugitivo pode ocorrer se uma tensão da pilha do íon do lítio excede 4,2 V mesmo por alguns cem milivolts.

 

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Bloco da bateria usando o equilíbrio da pilha

Cada bloco que nós projetamos e a fabricação em Epec têm um circuito de proteção da sobretensão (algum dia mesmo um backup) a ir junto com o equilíbrio da pilha padrão que impedirá que tal evento ocorra nunca. Em um bloco da bateria da multi-pilha, que seja de uso geral nos laptop e no equipamento médico, colocando pilhas em série para abrir a possibilidade de desequilíbrio da pilha, uma degradação mais lenta mas persistente da bateria.

Que a pilha está equilibrando?
O equilíbrio da pilha é o processo de igualar as tensões e o estado de carga entre as pilhas quando estão em uma carga completa. Nenhuma duas pilhas são idênticas. Há sempre umas leves diferenças no estado de carga, de taxa da auto-descarga, de capacidade, de impedância, e de características da temperatura. Isto é verdadeiro mesmo se as pilhas são o mesmo modelo, o mesmo fabricante, e o mesmo lote da produção. Os fabricantes classificarão pilhas pela tensão similar para combinar tão perto como possível, mas há umas variações ainda leves na impedância das pilhas, na capacidade, e na taxa individuais da auto-descarga que pode eventualmente conduzir a uma divergência na tensão ao longo do tempo.

A maioria de carregadores de bateria típicos detectam a carga completa verificando se a tensão da corda inteira das pilhas alcançou o ponto do regulamento de tensão. As tensões individuais da pilha podem variar contanto que não excederem os limites para a proteção da sobretensão. Contudo, as pilhas fracas (umas com mais baixa capacidade/impedância interna mais alta) tendem a exibir uma mais alta tensão do que o resto das pilhas da série na terminação completa da carga. Estas pilhas são então mais adicionais enfraquecido por ciclos contínuos da sobrecarga. A tensão mais alta das pilhas mais fracas na conclusão da carga causa a degradação acelerada da capacidade. Se a tensão de carregamento recomendada máxima é excedida mesmo por tão pouco quanto 10 por cento, fará com que a taxa da degradação aumente por 30 por cento.

No lado da descarga, as pilhas fracas tendem a ter uma mais baixa tensão do que as outras pilhas, devido a uma resistência interna mais alta, ou a uma taxa mais rápida de descarga que resulta da capacidade mais baixa. Isto significa que se algumas das pilhas fracas batem a pilha sob o limite da proteção da tensão quando a tensão do bloco for ainda suficiente para pôr o sistema, a capacidade total da bateria estará usada nunca como o protetor do bloco impedirá sobre a descarga (que danificaria a pilha) parando a descarga do bloco inteiro quando a tensão de uma célula vai abaixo da pilha sob o ponto inicial da tensão (geralmente ao redor 2,7 V).

Técnicas de equilíbrio da pilha
A solução fundamental de equilíbrio da pilha iguala a tensão e o estado de carga entre as pilhas quando estão em um estado inteiramente carregado. O equilíbrio da pilha é categorizado tipicamente em dois tipos:

  1. Voz passiva
  2. Ativo

Equilíbrio passivo da pilha
O método de equilíbrio da pilha passiva é um tanto simples e direto. Descarregue as pilhas através de uma rota dissipative do desvio. Este desvio pode ser integrado ou externo ao circuito integrado (IC). Tal aproximação é favorável na aplicação de sistema barata. O fato de que 100% da energia adicional de uma pilha de uma energia mais alta estão dissipadas enquanto o calor faz o método passivo menos preferível se usar durante a descarga devido ao impacto óbvio no tempo de execução da bateria.

Equilíbrio da pilha ativa
A pilha ativa que equilibra, que utiliza a carga capacitiva ou indutiva que shuttling à carga de transferência entre células de bateria, é significativamente mais eficiente porque a energia é transferida a onde é necessário em vez do descarregamento. Naturalmente as trocas para esta eficiência melhorada são a necessidade para componentes adicionais a custo mais alto.

Sumário
O equilíbrio da pilha é não somente importante para melhorar o desempenho e ciclos de vida da bateria, adiciona um elemento da segurança à bateria. Uma das tecnologias emergentes para aumentar a segurança da bateria e estender a vida da bateria é equilíbrio avançado da pilha. Desde tecnologias de equilíbrio da pilha nova para seguir a quantidade de equilíbrio necessária por pilhas individuais, a vida útil de blocos da bateria é aumentada, e a segurança total da bateria é aumentada.

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