다중 셀 3.7 V 폴리머 리튬 이온 배터리 팩에서 셀의 균형을 유지하는 것은 배터리의 성능, 수명 및 안전을 보장하는 데 중요합니다. 3.7 V 중합체 리튬 이온 배터리 공급 업체로서, 적절한 셀 밸런싱의 영향을 직접 보았습니다. 당신이 이것을 달성 할 수있는 방법에 대해 알아 봅시다.
세포 균형이 중요한 이유
우리가 방법에 들어가기 전에, 셀 밸런싱이 왜 중요한지 이해하는 것이 중요합니다. 다중 셀 배터리 팩에서 각 셀에는 고유 한 특성이 있습니다. 시간이 지남에 따라 용량, 내부 저항 및 자체 배출 속도의 차이로 인해 셀이 다른 속도로 전하 및 배출을 유발할 수 있습니다. 불균형을 유지하면 일부 셀은 끝나는 동안 일부 셀이 전하되거나 오버 - 배출 될 수 있습니다.
오버 - 리튬 이온 셀을 충전하면 열 런 어웨이로 이어질 수 있으며, 이는 세포가 빠르게 가열되어 화재를 일으키거나 폭발 할 수있는 위험한 상태입니다. 반면에, 오버 - 배출은 세포의 내부 구조를 손상시켜 용량과 수명을 줄일 수 있습니다. 셀의 균형을 유지함으로써 각 셀이 안전하고 최적의 범위 내에서 작동하도록하여 배터리 팩의 전반적인 성능과 안전성을 최대화 할 수 있습니다.
세포 밸런싱 방법
수동 밸런싱
수동 밸런싱은 가장 간단하고 일반적인 세포 밸런싱 방법입니다. 저항을 사용하여 더 높은 전압에있는 셀로부터 과도한 에너지를 소산함으로써 작동합니다. 셀이 특정 전압 임계 값에 도달하면 저항이 그 전체에 연결되어 전류가 저항을 통해 흐르고 과량 에너지를 열로 소산 할 수 있습니다.
수동 밸런싱의 장점은 단순성과 저렴한 비용입니다. 복잡한 제어 회로가 필요하지 않으므로 소규모 스케일 응용 프로그램에 적합합니다. 그러나 수동 밸런싱에는 한계가 있습니다. 에너지를 열로 소산하므로 특히 높은 현재 응용 분야에서는 비효율적 일 수 있습니다. 또한, 배출 중이 아니라 충전 과정에서 셀의 균형을 맞출 수 있습니다.
활성 밸런싱
반면에 활성 밸런싱은 고전압 셀에서 하위 전압 셀로 에너지를 전달하는보다 진보 된 방법입니다. 이것은 DC -DC 변환기 또는 인덕터와 같은 전자 회로를 사용하여 수행됩니다. 활성 밸런싱은 충전 및 배출 프로세스 모두에서 작동 할 수 있으므로 수동 밸런싱보다 효율적입니다.
활성 밸런싱은 몇 가지 이점을 제공합니다. 셀의 균형, 특히 대형 배터리 팩에서 균형을 잡는 데 필요한 시간을 크게 줄일 수 있습니다. 또한 열로 소비하는 대신 과도한 에너지를 재사용하여 배터리 팩의 전반적인 에너지 효율을 향상시킵니다. 그러나 활성 밸런싱 시스템은 수동 밸런싱 시스템보다 더 복잡하고 비싸므로 모든 응용 프로그램에 적합하지 않을 수 있습니다.
배터리 팩에서 셀 밸런싱 구현
올바른 밸런싱 방법을 선택합니다
셀 밸런싱 구현의 첫 번째 단계는 응용 프로그램에 적합한 방법을 선택하는 것입니다. 현재 배터리 팩이 낮은 소규모 스케일 프로젝트에서 작업하는 경우 수동 밸런싱이 충분할 수 있습니다. 비용 - 효과적이고 구현하기 쉽습니다. 그러나 대형 배터리 팩이나 높은 성능 애플리케이션을 다루는 경우 활성 밸런싱이 더 나은 선택 일 것입니다. 비싸지 만 효율성과 성능 측면에서 이점이 비용을 능가 할 수 있습니다.
배터리 관리 시스템 (BMS) 사용
배터리 관리 시스템 (BMS)은 셀 밸런싱을위한 필수 구성 요소입니다. 배터리 팩에서 각 셀의 전압, 전류 및 온도를 모니터링하고 밸런싱 프로세스를 제어합니다. 좋은 BMS는 세포가 전하 또는 오버 배출 조건에 다가 오면 셀의 균형을 맞추기 위해 적절한 조치를 취할 때 감지 할 수 있습니다.
BMS를 선택할 때 배터리 팩과 호환되는지 확인하십시오. 셀 수, 최대 충전 및 배출 전류 및 통신 프로토콜과 같은 요소를 고려하십시오. 일부 BMS는 또한 현재 보호, 짧은 회로 보호 및 온도 모니터링과 같은 추가 기능을 제공합니다.
균형 잡힌 배터리 팩을 유지합니다
배터리 팩에서 셀 밸런싱을 구현하면 유지 관리하는 것이 중요합니다. 각 셀의 전압과 온도를 정기적으로 모니터링하여 안전하고 최적의 범위 내에 있는지 확인하십시오. 셀들 사이의 전압의 상당한 차이가 발견되면 밸런싱 시스템이 제대로 작동하지 않는다는 신호일 수 있습니다.
또한 배터리 팩 충전 및 배출을위한 제조업체의 권장 사항을 따르십시오. 오버 - 충전 또는 오버 - 배터리 팩을 배출하면 셀이 손상되고 균형 공정에 영향을 줄 수 있습니다. 리튬 이온 배터리 용으로 특별히 설계된 충전기를 사용하고 극한 온도에서는 사용하지 마십시오.
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참조
- Linden, D., & Reddy, TB (2002). 배터리 핸드북. 맥그로 - 힐.
- Schmidt, C. (2014). 리튬 - 이온 배터리 : 기본, 진행 및 문제. 와일리 - VCH.
- Pesaran, AA, Kim, GH, & Smart, MC (2000). 리튬 이온 및 리튬 - 폴리머 배터리 시스템에 대한 배터리 균형 잡기 방법에 대한 검토. 국가 재생 가능 에너지 실험실.
