Unsa ang aplikasyon sa pagbalanse sa cell sa mga baterya sa lithium?

Gibuhat nako ang pagguba sa pack sa baterya ug disenyo sa BMS sa hapit 12 ka tuig. Matag higayon nga adunay mangutana kanako nga "unsa ba gyud ang pagbalanse?", ipakita ko lang kanila ang duha ka mga litrato: ang usa usa ka 2-tuig-ang 36 V e-bike pack nga walay pagbalanse (katunga sa mga selula sa 1.8 V, ang uban anaa sa 4.18 V), ang usa mao ang sama nga batch nga adunay 100 mA nga mga selula nga passive balancer pa sulod sa tulo ka tuig (sa tibuok 12 ka tuig). Mao kana ang tibuok nga punto sa usa ka hulagway.

Sa tinuod nga mga pakete, ang mga selula dili matawo nga managsama. Pagkuha og 100 ka brand-bag-ong Samsung 50E nga mga selula gikan sa samang tray: ang kapasidad nga mikaylap kasagaran ± 30 mAh, ang kaugalingon-ang rate sa pagdiskarga mahimong magkalahi og 2–3 ka beses, ug ang internal nga resistensya mahimong magkalainlain og 3–5 mΩ. Human sa 200 ka mga siklo ang mga mahuyang mas mahulog sa luyo. Kung wala’y pagbalanse, ang kapasidad sa pakete gidiktahan sa labing huyang nga selyula sa bayad ug ang labing kusog nga selyula sa pag-discharge. Mawala nimo ang 20-40% nga magamit nga kapasidad sa una nga tuig lamang.

Active Cell Balancing

Adunay duha lamang ka mga paagi nga ang mga tawo tinuod nga balanse sa produksyon:

Mao kini ang gigamit sa 95% sa mga pakete ubos sa 20 kWh.
Tinuod nga mga chips nga imong makita sa mga tabla:

TI BQ769x2 / BQ769x3 / BQ78z100

Analog Devices LTC6804 / LTC6811 / LTC6813

Maximum MAX14920 / MAX14921

NXP MC33771 / MC33772

Kasagaran nga nagdugo nga kasamtangan: 80-150 mA (BQ76952 mahimong makaduso sa 220 mA kung parehas nimo ang duha ka mga lagdok).
Ang bili sa resistor sa mass production: halos kanunay 27 Ω o 33 Ω 2512 1 W nga pakete.
Mga setting sa pag-trigger nga aktuwal nakong gigamit:
Pagsugod sa pagdugo sa 15-25 mV labaw sa pack average sa panahon sa CV, hunong kung ang delta moubos sa 6-8 mV.
Kung sulayan nimo paggukod ang 2 mV lutoon ra nimo ang tabla hangtod sa hangtod.

Ang kainit mao ang tinuod nga problema. Ang usa ka 16s scooter pack nga adunay 100 mA bleed mahimong makahulog sa 7-8 W diretso sa BMS PCB. Mao nga kadtong barato nga 20-dolyar nga e-bike boards moliko ug moliki human sa usa ka ting-init sa adlaw.

Sa higayon nga molapas ka sa ~30 kWh hapit tanan mobalhin sa aktibo.

Tinuod nga-mga pananglitan sa kalibutan nga akong giguba:

Tesla Model S/X (2012–2021): gagmay nga DC-DC brick sa HVJB, ~1 A kada module

BMW i3 (tanan nga tuig): inductive transformer module, 24-to-1 ratio, mga 2 A

BYD Blade pack: naglupad-mga capacitor board base sa Infineon TLF35568 reference design

Chinese stationary storage monsters: gilain nga DC-DC modules nga naglihok 15–20 A sa tibuok 700 V string

Gawas-sa-mga shelf board nga gipalit sa mga tawo:

1–2 Usa ka berdeng AliExpress nga naglupad -mga capacitor board (ang adunay 8–16 ka gagmay nga mga relay)

Heltec / Orion BMS Gen4 / REC Q / Dilithium: 5–8 A nga adunay maayong pagpabugnaw

Cell Balancing

Kadaghanan sa mga OEM nagbalanse lamang sa kinatas-ang 10–15 % sa SoC tungod kay ang kurba sa boltahe kay patag kaayo ubos sa 3.45 V (NMC) o 3.40 V (LFP).
Tesla waits until >90 % SoC ug nagpadagan lamang sa pagbalanse sa katapusang 30-60 ka minuto nga bayad.
Ang akong 2017 BMW i3 logs nagpakita nga ang inductive balancer momata lang kung ang delta> 30 mV ug ang pack nga kasamtangan <5 A.

Naa koy drawer nga puno sa 2016–2018 low-speed EV packs gikan sa mainland China nga nakadaginot og $0.80 pinaagi sa pagtangtang sa mga bleed resistors. Human sa 18 ka bulan ang huyang nga mga selyula mahimong negatibo sa matag discharge, tumbaga dissolves, dendrites motubo, separator matunaw, kalayo. Akong nabantayan ang 72 V 20 Ah nga mga pakete nga nahulog sa 8–9 Ah nga magamit sa 14 ka bulan. Ihapak ang usa ka $12 nga aktibo nga balanse sa kanila ug sila mobalik sa 18–19 Ah. Nakat-onan ang leksyon sa lisud nga paagi.

Ubos sa 15 kWh → passive maayo ug magpabilin hangtod sa hangtod (mga scooter, power tool, drone)

400 V+ or >50 kWh → aktibo o magbayloay ka ug modules kada tuig

Ang matag usa nga tukma nga EV nga gibaligya karon adunay pagbalanse. Ang bugtong variable mao kung kini usa ka 33 Ω resistor o usa ka $ 300 nga aktibo nga board.

Kana ang pagbalanse sa cell. Walay mahika. Gipahunong lang ang maayong mga selyula gikan sa pagguyod sa usa ka tapulan nga igsoon nga nakahukom nga mas paspas ang edad.

Cell Balancing