Pourquoi l'équilibrage approprié de cellules est nécessaire dans le commentaire contribué par paquets de batterie par Anton Beck, chef de produit de batterie, Epec

Quand un paquet de batterie au lithium est conçu utilisant les cellules multiples en série, il est très important de concevoir les caractéristiques électroniques pour équilibrer continuellement les tensions de cellules. C'est non seulement pour les performances du paquet de batterie, mais également pour les cycles de vie optimaux.

L'utilisation de l'équilibrage de cellules nous permet de concevoir une batterie avec une plus grande capacité pour une application parce que l'équilibrage permet à la batterie de réaliser un état plus élevé de la charge (SOC). Beaucoup de sociétés choisissent de ne pas employer la cellule équilibrant au début de leur conception réduisent le coût mais sans investissement dans le matériel et le logiciel de équilibrage de cellules, la conception ne permet pas au SOC d'approcher 100 pour cent.

Quel est déséquilibre de cellules ?
Si des cellules de lithium sont surchauffées ou surchargées, elles sont à dégradation accélérée encline de cellules. Elles peuvent attraper le feu ou même éclater pendant qu'un état thermique d'emballement peut se produire si une tension de cellules d'ion de lithium dépasse 4,2 V par même quelques cent millivolts.

 

Chaque paquet que nous concevons et fabrication chez Epec a un circuit de protection de surtension (un jour ou l”autre même un support) à aller avec l'équilibrage de cellules standard qui empêchera un tel événement de se produire jamais. Dans un paquet de batterie de multi-cellule, qui est utilisé généralement dans les ordinateurs portables et le matériel médical, plaçant des cellules en série pour ouvrir la possibilité de déséquilibre de cellules, une dégradation plus lente mais persistante de la batterie.

Que la cellule équilibre-t-elle ?
L'équilibrage de cellules est le processus d'égaliser les tensions et l'état de charge parmi les cellules quand ils sont à une pleine charge. Aucune deux cellules ne sont identiques. Il y a toujours de légères différences dans l'état de charge, de taux de décharge spontanée, de capacité, d'impédance, et de caractéristiques de la température. C'est vrai même si les cellules sont le même modèle, le même fabricant, et le même sort de production. Les fabricants assortiront des cellules par tension semblable pour s'assortir aussi étroitement comme possible, mais il y a des variations encore légères de l'impédance de cellules, de la capacité, et du taux individuels de décharge spontanée qui peut par la suite mener à une divergence dans la tension au fil du temps.

La plupart des chargeurs de batterie typiques détectent la pleine charge en vérifiant si la tension de la ficelle entière des cellules a atteint le point de régulation de tension. Les différentes tensions de cellules peuvent varier tant que elles ne dépassent pas les limites pour la protection de surtension. Cependant, les cellules faibles (ceux avec la capacité inférieure/impédance interne plus élevée) tendent à montrer une tension plus élevée que le reste des cellules de série au plein arrêt de charge. Ces cellules sont alors autres affaibli par les cycles continus de surcharge. La tension plus élevée des cellules plus faibles à l'achèvement de charge cause la dégradation accélérée de capacité. Si la tension de charge recommandée maximale est dépassée même par aussi peu que 10 pour cent, elle fera augmenter le taux de dégradation de 30 pour cent.

Du côté de décharge, les cellules faibles tendent à avoir à tension inférieure que les autres cellules, dues à une résistance interne plus élevée, ou à une vitesse plus rapide de la décharge qui résulte de la capacité inférieure. Ceci signifie que si les cellules faibles l'unes des frappe la cellule sous la limite de protection de tension tandis que la tension de paquet est encore suffisante pour actionner le système, la capacité totale de la batterie ne sera jamais employée car le protecteur de paquet empêchera au-dessus de la décharge (qui endommagerait la cellule) en arrêtant l'exercice le paquet entier quand une tension de cellules va au-dessous de la cellule sous le seuil de tension (habituellement environ 2,7 V).

Techniques de équilibrage de cellules
La solution fondamentale de l'équilibrage de cellules égalise la tension et l'état de charge parmi les cellules quand ils sont à un état entièrement chargé. L'équilibrage de cellules est typiquement classé par catégorie dans deux types :

1. Passif
2. Actif

Équilibrage passif de cellules
La méthode de équilibrage de cellules passives est quelque peu simple et directe. Déchargez les cellules par un itinéraire dispersif de by-pass. Ce by-pass peut être intégré ou externe au circuit intégré (IC). Une telle approche est favorable dans l'application de système bonne marchée. Le fait que 100% de l'énergie excédentaire d'une cellule de plus haute énergie est absorbé pendant que la chaleur rend la méthode passive moins préférable d'employer pendant la décharge en raison de l'impact évident le temps d'exécution de batterie.

Équilibrage de cellules actives
La cellule active équilibrant, qui utilise la charge capacitive ou inductive faisant la navette à la charge de transfert entre les cellules de batterie, est plus efficace parce que de l'énergie est transférée à où elle est nécessaire au lieu de l'déchargement. Naturellement le compromis pour cette efficacité améliorée est le besoin de composants supplémentaires à un coût plus élevé.

Résumé
L'équilibrage de cellules est non seulement important pour améliorer les performances et des cycles de vie de la batterie, il ajoute un élément de la sécurité à la batterie. Une des technologies d'émergence pour augmenter la sécurité de batterie et prolonger la vie de batterie est équilibrage avancé de cellules. Depuis des technologies de équilibrage de nouvelles cellules dépister la quantité d'équilibrage requise par différentes cellules, la vie utilisable des paquets de batterie est augmentée, et la sécurité globale de batterie est augmentée.