Quina és l'aplicació de l'equilibri de cèl·lules a les bateries de liti?
Equilibri cel·lular
Fa gairebé 12 anys que he estat fent el desmuntatge de la bateria i el disseny de BMS. Cada vegada que algú em pregunta "Què fa exactament l'equilibri?", només els mostro dues fotos: una és una bicicleta elèctrica de 2-anys-de 36 V sense equilibri (la meitat de les cel·les a 1,8 V, la resta a 4,18 V), l'altra és el mateix lot amb un equilibrador passiu de 100 mA després de tres anys (totes les cel·les 12 mV). Això és tot el punt en una imatge.
En paquets reals, les cèl·lules mai neixen iguals. Agafeu 100-cel·les Samsung 50E noves de la mateixa safata: la capacitat distribuïda sol ser de ±30 mAh, la velocitat d'auto-descàrrega pot variar entre 2 i 3 vegades i la resistència interna pot variar entre 3 i 5 mΩ. Després de 200 cicles, els febles queden encara més enrere. Sense equilibrar, la capacitat del paquet ve dictada per la cèl·lula més feble a la càrrega i la cel·la més forta a la descàrrega. Perds entre un 20 i un 40 % de la capacitat útil només el primer any.
Només hi ha dues maneres en què la gent s'equilibra realment en la producció:
1. Equilibri passiu (sagnat).
Això és el que utilitzen el 95 % dels paquets de menys de 20 kWh.
Les fitxes reals que veuràs als taulers:
TI BQ769x2 / BQ769x3 / BQ78z100
Analog Devices LTC6804 / LTC6811 / LTC6813
Màxim MAX14920 / MAX14921
NXP MC33771 / MC33772
Corrent de purga típic: 80–150 mA (BQ76952 pot empènyer 220 mA si poseu dos pins en paral·lel).
Valor de la resistència en la producció en massa: gairebé sempre paquet de 27 Ω o 33 Ω 2512 1 W.
Configuració de l'activador que utilitzo realment:
Comenceu a sagnar a 15-25 mV per sobre de la mitjana del paquet durant el CV, atureu-vos quan el delta baixi de 6-8 mV.
Si intenteu perseguir 2 mV, només cuinareu el tauler per sempre.
La calor és el veritable problema. Un paquet de scooter de 16 s amb sagnat de 100 mA pot abocar de 7 a 8 W directament a la PCB del BMS. És per això que aquestes taules de bicicletes elèctriques barates de 20-dòlars es deformen i s'esquerden després d'un estiu al sol.
2. Equilibri actiu
Un cop supereu els ~30 kWh, gairebé tothom canvia a actiu.
Exemples-reals que he enderrocat:
Tesla Model S/X (2012–2021): petits maons DC-DC al HVJB, ~1 A per mòdul
BMW i3 (tots els anys): mòdul de transformador inductiu, relació 24 a 1, uns 2 A
Paquets BYD Blade: plaques de-condensadors voladores basades en el disseny de referència Infineon TLF35568
Monstres d'emmagatzematge estacionari xinesos: mòduls de CC-CC aïllats que es mouen de 15 a 20 A per tota la cadena de 700 V
Taulers-de-prestatges que la gent compra realment:
1-2 plaques de condensadors-volants d'AliExpress verds (les que tenen entre 8 i 16 petits relés)
Heltec / Orion BMS Gen4 / REC Q / Dilithium: 5–8 A amb una refrigeració decent
Estratègia activa en cotxes reals
La majoria dels OEM només s'equilibren entre el 10 i el 15% superior del SoC perquè la corba de tensió és massa plana per sota de 3,45 V (NMC) o 3,40 V (LFP).
Tesla waits until >90% de SoC i només funciona equilibrant els darrers 30-60 minuts de càrrega.
Els meus registres del BMW i3 del 2017 mostren que l'equilibrador inductiu només es desperta quan el delta és > 30 mV i el corrent del paquet < 5 A.
Què passa quan abaratiu i ometeu l'equilibri
Tinc un calaix ple de paquets de vehicles elèctrics de baixa-velocitat 2016-2018 de la Xina continental que van estalviar 0,80 dòlars en suprimir les resistències de sagnat. Després de 18 mesos, les cèl·lules febles es tornen negatives a cada descàrrega, el coure es dissol, les dendrites creixen, el separador es fon, s'encén. He vist com els paquets de 72 V 20 Ah baixaven a 8-9 Ah utilitzables en 14 mesos. Doneu-los un equilibrador actiu de 12 dòlars i tornen a 18–19 Ah. Lliçó apresa de la manera difícil.
Línia de fons
Menys de 15 kWh → el passiu està bé i es mantindrà per sempre (scooters, eines elèctriques, drons)
400 V+ or >50 kWh → actiu o canviaràs els mòduls cada any
Cada vehicle elèctric adequat venut avui té equilibri. L'única variable és si es tracta d'una resistència de 33 Ω o d'una placa activa de 300 dòlars.
Això és l'equilibri cel·lular. Res de màgic. Només aturar les bones cèl·lules de ser arrossegades per l'únic germà mandrós que va decidir envellir més ràpid.
