การทําสมดุลแบบมีผลต่ออายุของแบตเตอรี่อย่างไร?

April 24, 2025

การทําสมดุลแบบมีผลต่ออายุของแบตเตอรี่อย่างไร?

การปรับสมดุลอย่างมีสภาพกิจกรรม เป็นหน้าที่สําคัญของระบบบริหารแบตเตอรี่ (BMS) มีบทบาทสําคัญในการขยายอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ อย่างไรก็ตาม ผลสัมฤทธิ์เฉพาะของมันต่ออายุการใช้งานของแบตเตอรี่มีหลายด้าน:

ผลบวกของการปรับสมดุลที่ทํางานต่ออายุของแบตเตอรี่

 

  • การป้องกันการชาร์จเกินและการชาร์จเกินของเซลล์แต่ละตัว:โดยการติดตามความตึงเครียดและสภาพการชาร์จ (SOC) ของเซลล์แต่ละเซลล์ในเวลาจริง และการถ่ายทอดพลังงานที่เกินจากเซลล์ที่ชาร์จเกินไปยังเซลล์ที่ชาร์จต่ําหรือภาระการปรับสมดุลแบบมีสภาพประสิทธิภาพ ให้แน่ใจว่าเซลล์ทั้งหมดทํางานภายในช่วงความกระชับกําลังที่เหมาะสม, หลีกเลี่ยงการชาร์จเกินหรือการปล่อยชาร์จเกิน.
  • การเพิ่มความสม่ําเสมอของแบตเตอรี่:การปรับสมดุลแบบมีกิจกรรม ให้ความกระชับกําลังและ SOC เหมือนกันในเซลล์ทุกเซลล์ โดยปรับปรุงความสม่ําเสมอของแบตเตอรี่แบตเตอรี่ที่มีความเท่าเทียมกันมากขึ้น ทํางานได้อย่างมั่นคงและมีประสิทธิภาพมากขึ้นระหว่างการชาร์จและการปล่อย, ลดความเครียดภายในและการกระจายกระแสไฟฟ้าที่ไม่เท่าเทียมกัน ซึ่งลดการปฏิกิริยาข้างเคียงภายในเซลล์ให้น้อยที่สุด, ลดความช้าของความสามารถและยืดอายุของแบตเตอรี่การศึกษาแสดงให้เห็นว่า การปรับสมดุลอย่างมีประสิทธิภาพ สามารถเพิ่มอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ได้ถึง 30% - 40%.
  • ปรับปรุงการใช้พลังงานของแบตเตอรี่:การปรับสมดุลแบบมีกิจกรรม ใช้พลังงานของเซลล์แต่ละเซลล์ได้อย่างเต็มที่ ทําให้ความจุของแบตเตอรี่สูงสุดวิธีนี้หลีกเลี่ยงการเสียพลังงานที่เกิดจากความไม่สมดุลของเซลล์ และป้องกันการใช้กําลังของแบตเตอรี่ผลลัพธ์คือ แบตเตอรี่พัคทํางานได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น โดยลดความถี่ของวงจรชาร์จ/การปล่อยในภาวะที่ต้องการพลังงานเดียวกันเนื่องจากความเสื่อมของความจุของแบตเตอรี่เกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับจํานวนวงจรการชาร์จ/การปล่อย, นี้ช่วยยืดอายุของแบตเตอรี่
  • ชะลอการเริ่มต้นของความร้อน:การปรับสมดุลที่ทํางานช่วยรักษาการกระจายอุณหภูมิที่คงที่ภายในแพ็คแบตเตอรี่ โดยการปรับความแรงดันและกระแสไฟฟ้าของเซลล์ให้เท่าเทียมกัน ป้องกันการอุ่นเกินในพื้นที่ซึ่งลดความน่าจะเป็นของความร้อนที่หลบหนีเพิ่มความปลอดภัยของแบตเตอรี่ และขยายอายุการใช้งานของแบตเตอรี่

อุปสรรคทางลบที่อาจเกิดขึ้นจากการปรับสมดุลแบบมีสภาพกิจกรรมต่ออายุของแบตเตอรี่:

 

  • ความซับซ้อนของระบบเพิ่มขึ้นและจุดความล้มเหลวที่เป็นไปได้:วงจรและกลยุทธ์การควบคุมของการสมดุลเชิงกิจกรรมค่อนข้างซับซ้อน โดยต้องการองค์ประกอบเพิ่มเติม เช่น เครื่องแปลง, เครื่องแปลง และ เครื่องผลักดันส่วนประกอบเหล่านี้อาจนําจุดความผิดพลาดใหม่, ซึ่งอาจมีผลต่อความน่าเชื่อถือของ BMS และแบตเตอรี่แพ็ค หาก BMS ประสบความผิดพลาด มันอาจขัดขวางการทํางานปกติของแบตเตอรี่และแม้กระทั่งสั้นอายุการใช้งานของมัน
  • การสูญเสียพลังงานระหว่างการถ่ายทอดพลังงาน: ถึงแม้ว่าการปรับสมดุลที่ทํางานจะถ่ายทอดพลังงานระหว่างเซลล์เพื่อบรรลุการปรับสมดุล แต่กระบวนการถ่ายทอดพลังงานอาจเกิดการสูญเสียบางส่วน (เช่น การสูญเสียจากการแปลงในองค์ประกอบอิเล็กทรอนิกส์)ความสูญเสียเหล่านี้อาจทําให้เกิดการเสียพลังงานเล็กน้อย และอาจสร้างความร้อนซึ่งอาจส่งผลกระทบต่อผลงานของแบตเตอรี่ และอายุการใช้งาน หากไม่จัดการอย่างถูกต้อง
  • ค่าใช้จ่ายและความต้องการทางเทคนิคที่สูงขึ้น: การนํามาใช้ระบบการสมดุลแบบมีสภาพกิจกรรม ต้องการองค์ประกอบฮาร์ดแวร์ที่แพงกว่า และอัลการิธึมการควบคุมที่ซับซ้อนมากขึ้น ซึ่งเพิ่มต้นทุนของ BMSมันต้องการการออกแบบที่สูงขึ้น, การผลิตและการบํารุงรักษา BMS หากเทคโนโลยีไม่ได้ถูกใช้อย่างถูกต้องหรือระบบถูกออกแบบไม่ดีมันอาจไม่สามารถบรรลุผลการปรับสมดุลที่คาดหวังได้ และอาจมีผลกระทบทางลบต่ออายุของแบตเตอรี่.
โดยสรุป การปรับสมดุลแบบมีผลบวกต่อการขยายอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ โดยป้องกันการชาร์จเกินและการชาร์จเกิน การเพิ่มความสม่ําเสมอของแบตเตอรี่และชะลอการหลบหนีของความร้อนอย่างไรก็ตาม การออกแบบระบบที่ซับซ้อนและความสูญเสียในการถ่ายทอดพลังงานที่อาจมีอาจนําเสนอความเสี่ยงบางอย่างเพื่อให้เกิดผลกระทบเชิงบวกสูงสุดของการปรับสมดุลที่ทํางานต่ออายุของแบตเตอรี่ ขณะที่ลดผลกระทบเชิงลบที่อาจเกิดขึ้นให้น้อยที่สุด, มันเป็นสิ่งสําคัญที่จะนํามาใช้กลยุทธ์การปรับสมดุลที่ใช้ได้อย่างเหมาะสม เพื่อเพิ่มความน่าเชื่อถือและความมั่นคงของ BMSและรวมมันกับฟังก์ชันการจัดการแบตเตอรี่อื่น ๆ เช่น การจัดการความร้อนและการป้องกันการชาร์จเกิน / การชาร์จเกิน