การแนะนำ:
กล่าวโดยง่าย การปรับสมดุลคือการรักษาระดับแรงดันไฟฟ้าเฉลี่ย รักษาระดับแรงดันไฟฟ้าของชุดแบตเตอรี่ลิเธียมสม่ำเสมอ การปรับสมดุลแบ่งออกเป็น การปรับสมดุลแบบแอคทีฟและการปรับสมดุลแบบพาสซีฟ แล้วอะไรคือความแตกต่างระหว่างการปรับสมดุลแบบแอคทีฟและการปรับสมดุลแบบพาสซีฟของแผงป้องกันแบตเตอรี่ลิเธียม? มาดูกันที่ Heltec Energy กันครับ
การปรับสมดุลแบตเตอรี่ลิเธียมแบบแอคทีฟบนแผงป้องกันแบตเตอรี่ลิเธียม
การปรับสมดุลแบบแอคทีฟ คือการที่สายไฟที่มีแรงดันสูงเสริมกำลังให้กับสายไฟที่มีแรงดันต่ำ เพื่อไม่ให้พลังงานสูญเปล่า ลดแรงดันสูง และเสริมแรงดันต่ำ กระแสปรับสมดุลแบบแอคทีฟชนิดนี้สามารถเลือกขนาดกระแสได้เอง โดยทั่วไปใช้ 2A และยังมีขนาดใหญ่กว่านั้นคือ 10A หรือสูงกว่านั้น
ปัจจุบัน อุปกรณ์ปรับสมดุลแบบแอคทีฟในท้องตลาดส่วนใหญ่ใช้หลักการของหม้อแปลงไฟฟ้า โดยอาศัยชิปราคาแพงจากผู้ผลิตชิป นอกจากชิปปรับสมดุลแล้ว ยังมีส่วนประกอบรอบข้างราคาแพงอื่นๆ เช่น หม้อแปลงไฟฟ้า ซึ่งมีขนาดใหญ่และราคาสูงอีกด้วย
ผลของการปรับสมดุลอย่างมีประสิทธิภาพนั้นเห็นได้ชัดเจนมาก คือ ประสิทธิภาพการทำงานสูงขึ้น พลังงานที่แปลงเป็นพลังงานไฟฟ้าลดลง และไม่สูญเสียไปในรูปของความร้อน โดยมีเพียงขดลวดของหม้อแปลงเท่านั้นที่สูญเสียไป
สามารถเลือกกระแสปรับสมดุลได้ และความเร็วในการปรับสมดุลก็รวดเร็ว การปรับสมดุลแบบแอคทีฟมีโครงสร้างที่ซับซ้อนกว่าการปรับสมดุลแบบพาสซีฟ โดยเฉพาะอย่างยิ่งวิธีการใช้หม้อแปลง ราคาของ BMS ที่มีฟังก์ชันการปรับสมดุลแบบแอคทีฟจะสูงกว่าแบบพาสซีฟมาก ซึ่งเป็นข้อจำกัดประการหนึ่งในการส่งเสริมการปรับสมดุลแบบแอคทีฟบีเอ็มเอส.
การปรับสมดุลแบบพาสซีฟของแผงป้องกันแบตเตอรี่ลิเธียม
การปรับสมดุลแบบพาสซีฟโดยพื้นฐานแล้วทำได้โดยการเพิ่มตัวต้านทานเพื่อทำการคายประจุ ชุดเซลล์แรงดันสูงจะถูกคายประจุในรูปแบบของการกระจายความร้อนไปยังบริเวณโดยรอบ ทำให้ตัวต้านทานเย็นลง ข้อเสียคือการคายประจุจะขึ้นอยู่กับชุดเซลล์ที่มีแรงดันต่ำที่สุด และอาจมีความเสี่ยงเมื่อทำการชาร์จ
การปรับสมดุลแบบพาสซีฟส่วนใหญ่ใช้เนื่องจากต้นทุนต่ำและหลักการทำงานที่ง่าย ข้อเสียคือการปรับสมดุลจะขึ้นอยู่กับกำลังไฟฟ้าต่ำสุด และไม่สามารถเสริมกำลังไฟฟ้าในส่วนที่มีแรงดันต่ำได้ ทำให้เกิดการสิ้นเปลืองพลังงาน
ความแตกต่างระหว่างการปรับสมดุลแบบแอคทีฟและการปรับสมดุลแบบพาสซีฟ
การปรับสมดุลแบบพาสซีฟเหมาะสำหรับอุปกรณ์ขนาดเล็กและแรงดันไฟฟ้าต่ำแบตเตอรี่ลิเธียมในขณะที่การปรับสมดุลแบบแอคทีฟเหมาะสำหรับการใช้งานกับแบตเตอรี่ลิเธียมแรงดันสูงและความจุสูง
เทคโนโลยีการชาร์จแบบปรับสมดุลที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ การชาร์จแบบปรับสมดุลด้วยตัวต้านทานแบบขนานคงที่ การชาร์จแบบปรับสมดุลด้วยตัวต้านทานแบบขนานแบบเปิด-ปิด การชาร์จแบบปรับสมดุลด้วยแรงดันแบตเตอรี่เฉลี่ย การชาร์จแบบปรับสมดุลด้วยตัวเก็บประจุแบบสวิตช์ การชาร์จแบบปรับสมดุลด้วยตัวแปลงบัค การชาร์จแบบปรับสมดุลด้วยตัวเหนี่ยวนำ เป็นต้น เมื่อชาร์จแบตเตอรี่ลิเธียมหลายก้อนแบบอนุกรม ควรชาร์จแบตเตอรี่แต่ละก้อนอย่างสม่ำเสมอ มิเช่นนั้นประสิทธิภาพและอายุการใช้งานของกลุ่มแบตเตอรี่ทั้งหมดจะลดลงระหว่างการใช้งาน
| คุณสมบัติ | การปรับสมดุลแบบพาสซีฟ | การปรับสมดุลอย่างมีประสิทธิภาพ |
| หลักการทำงาน | ใช้พลังงานส่วนเกินผ่านตัวต้านทาน | ปรับสมดุลพลังงานแบตเตอรี่ผ่านการถ่ายโอนพลังงาน |
| การสูญเสียพลังงานจำนวนมาก | พลังงานสูญเปล่าในรูปความร้อน ขนาดเล็ก | การถ่ายโอนพลังงานไฟฟ้าอย่างมีประสิทธิภาพ |
| ค่าใช้จ่าย | ต่ำ | สูง |
| ความซับซ้อน | เทคโนโลยีระดับต่ำและสมบูรณ์ | ต้องใช้การออกแบบวงจรขั้นสูงและซับซ้อน |
| ประสิทธิภาพ | การสูญเสียความร้อนต่ำ | มีประสิทธิภาพสูง แทบไม่มีการสูญเสียพลังงาน |
| ใช้ได้ | สถานการณ์การใช้งาน: ชุดแบตเตอรี่ขนาดเล็กหรือแอปพลิเคชันราคาประหยัด | ชุดแบตเตอรี่ขนาดใหญ่หรือแอปพลิเคชันประสิทธิภาพสูง |
หลักการพื้นฐานของการปรับสมดุลแบบพาสซีฟคือการทำให้เกิดความสมดุลโดยการสูญเสียพลังงานส่วนเกิน โดยปกติแล้ว พลังงานส่วนเกินในชุดแบตเตอรี่ที่มีแรงดันเกินจะถูกแปลงเป็นความร้อนผ่านตัวต้านทาน ทำให้แรงดันแบตเตอรี่คงที่ ข้อดีคือวงจรปรับสมดุลแบบพาสซีฟนั้นเรียบง่าย และต้นทุนการออกแบบและการใช้งานต่ำ อีกทั้งเทคโนโลยีการปรับสมดุลแบบพาสซีฟนั้นมีความสมบูรณ์และถูกนำไปใช้อย่างแพร่หลายในอุปกรณ์ขนาดเล็กและราคาประหยัดหลายประเภทชุดแบตเตอรี่.
ข้อเสียคือมีการสูญเสียพลังงานจำนวนมากเนื่องจากการแปลงพลังงานไฟฟ้าเป็นความร้อนผ่านความต้านทาน ประสิทธิภาพต่ำ โดยเฉพาะในชุดแบตเตอรี่ความจุสูง การสูญเสียพลังงานจะเห็นได้ชัดเจนยิ่งขึ้น และไม่เหมาะสำหรับการใช้งานแบตเตอรี่ขนาดใหญ่และประสิทธิภาพสูง นอกจากนี้ เนื่องจากพลังงานไฟฟ้าถูกแปลงเป็นความร้อน อาจทำให้ชุดแบตเตอรี่ร้อนเกินไป ส่งผลต่อความปลอดภัยและอายุการใช้งานของระบบโดยรวม
การปรับสมดุลแบบแอคทีฟ (Active balancing) ทำได้โดยการถ่ายโอนพลังงานไฟฟ้าส่วนเกินจากแบตเตอรี่ที่มีแรงดันไฟฟ้าสูงกว่าไปยังแบตเตอรี่ที่มีแรงดันไฟฟ้าต่ำกว่า วิธีนี้โดยทั่วไปจะปรับการกระจายพลังงานระหว่างแบตเตอรี่ผ่านแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่ง ตัวแปลงบัค-บูสต์ หรือส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์อื่นๆ ข้อดีคือประสิทธิภาพสูง: พลังงานไม่สูญเปล่า แต่ได้รับการปรับสมดุลโดยการถ่ายโอน ดังนั้นจึงไม่มีการสูญเสียความร้อน และประสิทธิภาพโดยทั่วไปจะสูง (สูงถึง 95% หรือมากกว่า)
การประหยัดพลังงาน: เนื่องจากไม่มีการสูญเสียพลังงาน จึงเหมาะสำหรับงานที่มีกำลังการผลิตสูงและประสิทธิภาพสูงแบตเตอรี่ลิเธียมระบบเหล่านี้สามารถยืดอายุการใช้งานของชุดแบตเตอรี่ได้ เหมาะสำหรับชุดแบตเตอรี่ขนาดใหญ่: การปรับสมดุลแบบแอคทีฟเหมาะสมกว่าสำหรับชุดแบตเตอรี่ความจุสูง โดยเฉพาะในสถานการณ์ต่างๆ เช่น รถยนต์ไฟฟ้าและระบบจัดเก็บพลังงาน และสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพและความทนทานของระบบได้อย่างมาก
ข้อเสียคือ การออกแบบและการใช้งานระบบปรับสมดุลแบบแอคทีฟค่อนข้างซับซ้อน โดยปกติแล้วต้องใช้ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์มากกว่า ทำให้ต้นทุนสูงขึ้น ความซับซ้อนทางเทคนิค: ต้องใช้การควบคุมที่แม่นยำและการออกแบบวงจร ซึ่งทำได้ยากและอาจเพิ่มความยากลำบากในการพัฒนาและบำรุงรักษา
บทสรุป
หากเป็นระบบขนาดเล็กต้นทุนต่ำ หรือแอปพลิเคชันที่มีความต้องการการปรับสมดุลต่ำ การปรับสมดุลแบบพาสซีฟก็เป็นตัวเลือกที่เหมาะสม แต่สำหรับระบบแบตเตอรี่ที่ต้องการการจัดการพลังงานที่มีประสิทธิภาพสูง ความจุขนาดใหญ่ หรือสมรรถนะสูง การปรับสมดุลแบบแอคทีฟจะเป็นตัวเลือกที่ดีกว่า
Heltec Energy เป็นบริษัทที่พัฒนาและผลิตอุปกรณ์ทดสอบและซ่อมแซมแบตเตอรี่ประสิทธิภาพสูง รวมถึงให้บริการโซลูชันสำหรับการผลิตขั้นสุดท้าย การประกอบชุดแบตเตอรี่ และการซ่อมแซมแบตเตอรี่เก่าแบตเตอรี่ลิเธียม.
บริษัท Heltec Energy ยึดมั่นในนวัตกรรมที่เป็นอิสระมาโดยตลอด โดยมีเป้าหมายหลักคือการจัดหาผลิตภัณฑ์ที่เชื่อถือได้และคุ้มค่าที่สุดในอุตสาหกรรมแบตเตอรี่ลิเธียม และด้วยแนวคิดการบริการที่ว่า "ลูกค้ามาก่อน คุณภาพเป็นเลิศ" เพื่อสร้างคุณค่าให้แก่ลูกค้า ในระหว่างการพัฒนา บริษัทมีทีมวิศวกรอาวุโสในอุตสาหกรรม ซึ่งรับประกันความก้าวหน้าและความเหมาะสมของผลิตภัณฑ์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ
หากคุณมีคำถามหรือต้องการเรียนรู้เพิ่มเติม โปรดอย่าลังเลที่จะติดต่อเราติดต่อเรา.
ขอใบเสนอราคา:
แจ็กเกอลีน:jacqueline@heltec-energy.com+86 185 8375 6538
ซูเคร:sucre@heltec-bms.com/ +86 136 8844 2313
แนนซี่:nancy@heltec-energy.com/ +86 184 8223 7713
วันที่เผยแพร่: 26 พฤศจิกายน 2024
