Lityum pil dengeleme devresinin çalışma prensibi
Yeni enerji ve elektrikli araçların geliştirilmesi, nispeten yüksek enerji yoğunluğuna sahip lityum pilleri kullanacaktır. Lityum pillerin seri olarak kullanılması sürecinde, akü voltajının tutarlılığını sağlamak için kaçınılmaz olarak voltaj dengeleme devresi kullanılır. Bugün sizinle paylaşmama izin verin İşimde birkaç pil eşitleme devresi kullandım ve umarım size yardımcı olur.
En basit denge devresi yük tüketimi dengesidir, yani her bir bataryaya paralel olarak bir direnç bağlanır ve kontrol için seri olarak bir anahtar bağlanır. Belirli bir pilin voltajı çok yüksek olduğunda şalter açılır ve şarj akımı direnç üzerinden şöntlenir, böylece yüksek voltajlı pilin küçük bir şarj akımı olur ve düşük voltajlı pilin büyük bir şarj akımı olur.Bu şekilde pil voltajı dengelenir.
Ancak bu yöntem yalnızca küçük kapasiteli pillere uygulanabilir ve bu, büyük kapasiteli piller için gerçekçi değildir.
Yük tüketim dengesinin şematik diyagramı
Denemediğim ikinci dengeleme yöntemi uçan kapasitör yöntemidir. Basitçe ifade etmek gerekirse, her bir akünün paralel bir kondansatörü vardır.Bu kondansatör, kendi aküsüne veya bitişik akülere anahtarlanarak paralel bağlanabilir.
Belirli bir akünün voltajı çok yüksek olduğunda, önce kondansatörü aküye paralel olarak bağlayın ve kondansatör voltajı akü ile uyumludur, ardından kondansatörü bitişik aküye geçirin ve kondansatör aküyü boşaltır. Enerji transferini gerçekleştirin.
Kapasitörler enerji tüketmediğinden kayıpsız enerji transferi sağlanabilir. Ama bu yöntem çok zahmetli, günümüzde onlarca güç pili seri olarak bağlanmaktadır.Bu yöntem benimsenirse, kontrol etmek için birçok anahtara ihtiyaç vardır.
Uçan kapasitör yönteminin çalışma prensibi diyagramı, iki bitişik pilin denge ilkesinin sadece bir diyagramıdır.
Dengeleme ilk kez bir güç pil takımını şarj etmektir.İki set 80ah pil kapasitesi paralel olarak bağlanır ve denge akımının 10a olması gerekir. Biraz eşitleme prensibinin yeterli olmadığı ortaya çıktı.Böyle büyük bir akım küçük bir modüle eşdeğerdir.Sonuçta n adet küçük modül seri olarak kullanılır ve her bir pil paralel bağlanır.Tek pilin voltajı düşükse Ayar değerinde, ilgili paralel modülü başlatın, düşük voltajlı pili şarj etmeye başlayın, voltajı artırmak için enerjiyi tamamlayın ve dengeyi sağlayın.
Aşağıdaki şekil, o sırada kullanılan eşitleme devresinin şematik diyagramıdır DC-DC giriş veriyolu, gerektiği gibi esnek bir şekilde yapılandırılabilen diğer modüller tarafından sağlanan pil voltajı veya DC girişi olabilir.
Aktif eşitleme yöntemi, daha önce bahsettiğim bir transformatörün çoklu çıkış yöntemini kullanabilir.
Çok çıkışlı geri dönüş güç kaynağı yapmak için aşağıdaki devre şemasını kullanmak ve pili dengelemek için her modülün çıkış voltajını kullanmak istiyorsanız, sanırım çok fazla beceriye ihtiyacınız var, çünkü çapraz düzenleme yalnızca Zor. Ancak bu devreyi kullanarak düşüncemizi değiştirebiliriz, her çıktının regüle edilmesine gerek yoktur.Tabii ki açık devrenin çıkış kondansatörüne zarar vermesini önlemek için basit bir birincil geri besleme yapabiliriz. Daha sonra her çıkış ve batarya arasına bir elektronik anahtar seri olarak bağlanır Bu denge batarya yönetim sistemi ile çalıştığı için, her çıkışın sadece yönetim ünitesi tarafından kontrol edilebilen bir elektronik anahtar ile seri olarak bağlanması gerekir. Bu elektronik anahtar açılabilir ve tüm tek hücrelerin voltajı istediğimiz değere ulaşıncaya kadar pili şarj etmek için güç çıkışı vardır.
Bu dengeleme yöntemi kullanılarak 1000AH, 7 serisi piller ile 300AH, 80 serisi pillerin eşitlenmesi yapılmıştır.Denkleştirme tamamlandıktan sonra tüm tek hücrelerin voltajı 5mV'a ulaşabilir.
Çok sargılı transformatör yöntemi yapı şeması
Aktif dengeleme, enerji transfer yöntemlerini de kullanabilir. Sözde enerji transferi, düşük voltajı desteklemek için tüm voltaj setinden enerji alabilir ya da tüm voltaj setini geri beslemek için aşırı voltaj pilinden enerji alabilir.
Bir iletişim güç kaynağı sisteminde pil dengesini sağlamak için ikinci yöntemi kullandım. Devre şematik diyagramı aşağıdaki gibidir:
O zaman 16 telli lityum pilin dengesi, her grupta seri olarak 8 pil olmak üzere iki gruba ayrıldı.Çalışma prensibini tanımlamak için buraya sadece 6 tanesi çizildi.
B5 pilinin voltajı çok yüksekse, Q5'in PWM modunda çalışması için kontrol Q5 açıldığında, indüktör L5 enerji depolar; Q5 kapatıldığında, indüktörde depolanan enerji B1-B4 ile D5 arasındaki pilleri şarj ederek B5'in pil voltajını düşürür ve kalan pilleri yükseltir Voltaj, aynı prensip voltaj çok yüksek olduğunda kalan pil paketlerinin çalışma sürecini analiz etmek için kullanılabilir.
Deney sırasında iki grup bu şekilde dengelendi. İki grup arasında bir sapma olduğunda, enerji dönüşümü için iki yönlü DC-DC kullanılabilir, böylece kullanılan modül sayısı az olur ve tasarım daha uygundur.
İki yönlü DC-DC kullanmadım, ancak iki grup arasındaki pilleri dengelemek için enerji tüketimini kullandım. Nihai test sonuçlarına bakıldığında, pil dengesi oldukça iyi.
Dengeleme işleminde her akü için bir şarj modülü sağlanması balyoz gibi geliyorsa ve enerji tüketim türü teknik gereksinimleri karşılamıyorsa yani aktif olarak denkleştirilmesi gerekiyorsa yukarıda belirtilen çoklu çıkışlı transformatör yöntemi, Belki ihtiyaçlarınız için daha uygundur, sadece uygun bir transformatör kullanın ve birincil taraf geri beslemeli ve akım sınırlamalı çoklu çıkış geri dönüş güç kaynağını yapın.
Aslında güç pillerinin uygulamasının gelişmesiyle sadece denge değil, aynı zamanda pil aşırı şarj ve aşırı deşarjın korunması yani sık sık söylediğimiz koruma levhası uygulaması giderek daha kapsamlı hale gelecektir. Orijinal 18650 pillerin, bir düzineden fazla koruma kartı serisinin, kısa devre, aşırı şarj koruması ve aşırı deşarj korumasını gerçekleştiren ic ile çok yaygın olduğunu biliyoruz. Ama düzinelerce pil varsa, bu bilgilerle temasa geçen netizenler var mı bilmiyorum, bunları birlikte paylaşabilirsiniz.
Şimdiye kadar test ettiğim dört pil dengeleme yöntemi budur Dengeli pil 2AH ile 1000AH arasında değişmektedir ve serideki hücre sayısı 7 diziden 120 diziye kadar değişmektedir.
Kişisel duygular aşağıdaki gibidir:
1. 10AH içindeki pil paketleri için, kontrol etmesi kolay olan enerji tüketen tür kullanmak daha iyi bir seçim olabilir.
2. Düzinelerce AH pil paketleri için, bir yedekte çoklu olan bir geri dönüş transformatörü kullanmak ve pil dengeleme yapmak için pil örnekleme parçasını birleştirmek uygun olmalıdır.
3. Yüzlerce AH'lik bir pil paketi için bağımsız bir şarj modülü kullanmak daha iyi olabilir çünkü yüzlerce AH'lik bir pilin denge akımı yaklaşık 10A'dır.Seri bağlantı sayısı fazla ise dengeli güç çok yüksektir. Kurşun tel pilin dışındaysa, harici DC-DC veya AC-DC eşitleme kullanmak daha güvenli olabilir.
Mevcut denge, terazinin son koşulu olarak akü voltajının tutarlılığına dayanmaktadır, ancak SOC hesaplaması gittikçe daha doğru hale geldikçe, tutarlı kapasitenin dengesi gelecekteki gelişme trendi olmalıdır.
