バッテリーBMS均衡技術:アクティブ均衡と受動均衡の詳細な分析

新しいエネルギー分野が急増している今,バッテリー技術が,主要なサポートとして,多くの注目を集めている.バッテリー管理システム (BMS) は,BMS の重要な機能の一つである.この記事では,アクティブ・イクエライゼーションとパシブ・イクエライゼーションを含む2つのコア・バッテリーBMSイクエライゼーション技術を調査し,その原則,利点とデメリット,応用シナリオバッテリーバランス技術の謎を 完全に理解できるようにします

バッテリーにバランス技術が必要なのはなぜか

バッテリーパックは通常,連続して複数の単一のセルで構成されます.しかし,製造プロセス,異なる使用環境の違いにより,バッテリーの特性も変化しますこの単一の電池は,実際の使用中に電圧,容量などに不一致が発生します. 修正しなければ,この不一致はバッテリーのリサイクルに蓄積されます.蓄電池の過充電や過放電につながる可能性があります.バッテリーパックの性能に影響し,安全問題さえ引き起こします.バランスの取れるように電池の電圧やエネルギーを調整するバッテリーパックの使用寿命を延長し,バッテリーパックの全体的な性能と安全性を向上させる.

アクティブ バランス:効率的なエネルギー管理のための強力なツール

活性均衡は高度な均衡方法です. Its core principle is to actively transfer the energy of single cells with higher energy in the battery pack to single cells with lower energy through specific circuits (such as bidirectional DC-DC convertersエネルギーの再配分と均衡を実現するために,電池の電源を

利点

• 高エネルギー利用:アクティブ・バランスは,エネルギー転送によってエネルギーの無駄を避け,バッテリーパックのエネルギー利用効率を大幅に向上させる.パシブバランスと比較して エネルギー利用率は約30%向上します効率的なエネルギー管理を必要とする大型バッテリーシステム (電気自動車,エネルギー貯蔵システムなど) に特に重要です.
• 速度の調整速度:短時間で バッテリーパックのバランス状態を達成できます特に,バッテリーパックの個々の電池が大きな差異またはバランスされた速度に対する高い要求があるシナリオに適しています..
• 双方向調整:充電中にバランスできるだけでなく 充電中にバッテリーの状態に応じて 動的に調整することもできますバッテリーパックの一貫性をより良く保つために.

欠点

• この回路は複雑で 高価です活性均衡には 複雑な回路,制御チップ, エネルギー貯蔵と変換部品が必要になりますBMS システムのハードウェア設計が複雑になり 費用が増加します.
• 制御精度に対する高い要求事項:精密なエネルギー転送と配分を実現するために,アクティブ・イコールシステムには高精度センサー,コントローラー,複雑な制御アルゴリズムが必要です.BMSの制御精度と安定性に高い要求を提示する.

応用シナリオ

アクティブバランス技術は優れた性能があるため,電動車,電動工具,電動電池など,電池の性能と寿命が厳格な領域で広く使用されています.高級エネルギー貯蔵システム電気自動車では,アクティブ・イクエライゼーションにより,電池パックが頻繁に充電・放電サイクルや高出力条件下で常に一貫性を保ちます.バッテリーパックの使用期間を延長する車両の性能と走行距離を向上させます

パシブバランス: シンプルで実用的な基本的な解決策

パッシブイクエライゼーションは,電池パック内の並列抵抗の方法を用いて,より高電圧の単一の電池の過剰な電気エネルギーを熱エネルギーとして消費することです.単一の電池の電圧が一貫している傾向があります.

利点

• シンプルな回路と低コスト:消極式均衡の実施には,電池ごとに電阻と対応する制御スイッチを並列に接続するだけで十分である.回路構造は比較的シンプルである.ハードウェアのコストは低いデザインと実装が簡単です
• 成熟した技術と高い信頼性この技術は長年バッテリー市場で使用されています.多くの実用的な検証の後,それは高度な技術成熟性と高い信頼性を持っています.

欠点

• 低エネルギー利用:余分な電力は熱エネルギーとして消耗し,エネルギー浪費を引き起こし,バッテリーパックの全体的な効率を低下させます.特に大容量バッテリーパックでは,このエネルギー廃棄の問題がより明らかです.
• 速度を低減するバッテリーパックの大きな違いを持つ単一のセルでは,電池の電池が電池の電池の電池の電池の電池の電池の電池の電池の電池の電池の電池の電池の電池の電池の電池の電池の電池の電池の電池の電池の電池の電池の電池の電池の電池の電池の電池の電池の電池の電池の電池の電池の電池の電池均衡状態に到達するには時間がかかるかもしれません.
• 充電プロセスのみに適している:バッテリーの充電過程でしか作用せず,放電過程で調整を効果的にバランス取ることはできません.

応用シナリオ

パシブイクエライゼーション技術は,コストに敏感で,バッテリー性能要求が比較的低く,サイズが小さい場合によく使用されます.消費電子製品 (携帯電話など)低コストのエネルギー貯蔵システムや,いくつかの小型電気機器などです.シンプルで信頼性の高い特性により,システムの総コストを削減しながら,基本的なバッテリーバランス要件を満たすことができます..

活性均衡と受動均衡の比較分析

上記の比較から,アクティブバランスとパシブバランスには独自の特徴と利点があり,異なるアプリケーションシナリオに適していることがわかります.

2つのバランスのとれた技術の統合と開発

実践的な応用において,アクティブバランスとパシブバランスの利点と欠点を完全に発揮し,補うために,BMS のいくつかの先進的なシステムでは,この2つのシステムの統合的な応用を調査し始めています.例えば,一部の電気自動車のバッテリー管理システムでは,アクティブ・イクエライゼーションとパシブ・イクエライゼーションを組み合わせる戦略が採用されています.日々の充電と放電の過程で,アクティブバランスは主な焦点であり,個々のバッテリーのエネルギーは,バッテリーパックの一貫性を維持するために迅速かつ効果的に調整されます.車両が長時間放置されたり,定期的なメンテナンスを受ける場合バッテリーパックの全体的な性能と寿命を確保するために,バッテリーパックの深さを最適化するために,受動バランスがサポートされます.この融合ソリューションは,バッテリーパックの性能と安全性を向上させるだけでなく,費用とシステムの信頼性も考慮します.

将来の発展傾向

バッテリー技術の継続的な発展とバッテリー性能と寿命の要求の増加とともに,バッテリーBMS均衡技術も絶えず革新と改善されています.将来のバッテリーバランス技術は次の方向に発展します

• エネルギー利用効率の向上活性均衡回路設計と制御アルゴリズムを継続的に最適化し,エネルギー転送の効率と精度を向上させ,エネルギー損失を最小限に抑える.
• 速度を上げると高性能の均衡回路と装置を開発し,均衡システムの応答速度と調整能力を向上させ,高速でリアルタイムなバッテリー均衡を実現する.
• より賢明でバランスの取れた戦略:人工知能や機械学習などの先進技術を用いて 賢明なバランスの取れた制御戦略を開発する.バッテリーパックの履歴データとリアルタイムでの動作状態を分析し学習することでバランスパラメータと戦略を自動的に調整することで,バッテリーパックの精密な管理とバランス制御が達成されます.
• 他の技術との深い統合:バッテリー同等化技術は,バッテリーの熱管理システム,エネルギー管理システムなどと深く統合される.より完全で効率的なバッテリー管理ソリューションをバッテリーシステムの性能,安全性,信頼性を全面的に向上させる.

バッテリーBMSのバランス技術は,バッテリーパックの性能,寿命,安全性を確保するために不可欠です.アクティブバランスと受動バランスは2つのコアバランス技術です.それぞれが特徴と適用可能なシナリオバランス技術の合理的な選択と応用 or exploring a fusion solution of the two based on specific needs is of great significance to fully utilize the performance potential of the battery pack and extend the service life of the battery packテクノロジーの継続的な開発と革新により,バッテリーバランス技術は新しいエネルギー産業の発展により強力な支援を提供します.バッテリー技術の幅広い応用を様々な分野で促進する緑の持続可能なエネルギー未来を実現します