Aktiver vs. passiver Batterieausgleich

In einem Lithiumbatteriesatz können die Parameter jeder Zelle in jedem Strang nicht genau gleich sein. Manche Zellen haben einen geringen Innenwiderstand und speichern mehr Ladung; andere haben einen hohen Innenwiderstand und speichern weniger Ladung. Obwohl die Unterschiede anfangs gering sind, kommt es mit der Zeit zu Spannungsunterschieden, die als Spannungsabfall bezeichnet werden. Der Zweck des Ausgleichs besteht nur darin, die Spannung jedes Strings konstant zu halten und sicherzustellen, dass der gesamte Batteriesatz synchron arbeitet. Ohne Ausgleich: Mit der Zeit nimmt der Spannungsabfall zu, Zellen mit hoher-Spannung laden und entladen sich vorzeitig, Zellen mit niedriger-Spannung werden nie vollständig aufgeladen, der Ladevorgang wird schneller, die Batterielebensdauer wird kürzer und die Batterielebensdauer nimmt mit der Zeit ab. Mit Balancing: In jedem String wird eine konstante Spannung aufrechterhalten, was ein vollständiges Laden und Entladen gewährleistet, die Batterielebensdauer maximiert und die Zyklenlebensdauer verlängert.

Derzeit gibt es nur zwei Arten von Auswuchtsystemen auf dem Markt; es gibt kein drittes. Ich werde die Vor- und Nachteile in einfachsten Worten erklären.

1. Passives Balancieren

Funktionsprinzip: Die Hochspannungszelle verwendet einen Widerstand, um überschüssige Energie und Wärme abzuleiten, wodurch die Spannung der Hochspannungszelle zwangsweise abgesenkt wird, um mit der Niederspannungszelle gleichzuziehen. (Ähnlich wie das Entleeren des überschüssigen Wassers aus Eimern mit gleichem Volumen.)

Vorteile:Preiswert, einfacher Aufbau, extrem niedrige Ausfallrate, bei normalem Gebrauch nahezu unzerstörbar.

Nachteile:

√ Senkt die Spannung nur, erhöht sie nicht: Es kann nur Strom aus der Hochspannungszelle abführen, nicht aber der Niederspannungszelle Strom zuführen.
√ Extrem langsam: Es handelt sich um einen langsamen Prozess, der große Spannungsunterschiede kaum ausgleichen kann.
√ Wärmeerzeugung: Der Ausgleichsprozess erzeugt kontinuierlich Wärme.

2. Aktives Balancieren

Funktionsprinzip: Anstatt Energie zu verschwenden, wird die Energie intern nahezu verlustfrei von der Hochspannungszelle zur Niederspannungszelle übertragen. (Genau wie Eimer gleicher Größe, die unterschiedliche Wassermengen enthalten, wird durch das Gießen des Wassers aus dem Eimer mit mehr Wasser in den Eimer mit weniger Wasser ein Gleichgewicht erreicht.)

Vorteile:
1. Schnelle Geschwindigkeit und hoher Wirkungsgrad, der selbst große Spannungsunterschiede schnell ausgleicht;
2. Keine Energieverschwendung, minimale Wärmeentwicklung;
3. Empfohlen für den Langzeitgebrauch, um Spannungsdifferenzanstiege kontinuierlich zu unterdrücken.

Einziger Nachteil: Hoher Preis und komplexer Aufbau.

Viele Leute glauben fälschlicherweise, dass die Batterie niemals einen Spannungsunterschied aufweisen wird, solange der Ausgleich verwendet wird. Das ist völlig falsch! Durch den Ausgleich können nur „Konsistenzfehler“ korrigiert werden, nicht jedoch „Zellalterung und -schäden“. Die folgenden beiden Situationen können weder durch passives noch durch aktives Balancieren behoben werden:

1. Starke Alterung eines einzelnen Zellenstrangs mit großem Kapazitätsunterschied. Bei einem 80-Ah-Akkupack sind beispielsweise in einem Strang nur noch 50 Ah übrig. Dieser große Kapazitätsunterschied weist auf einen Hardwareschaden hin. Dieser Spannungsunterschied wird durch den Kapazitätsunterschied verursacht und kann durch den Ausgleich nicht ausgeglichen werden. Der Spannungsunterschied nimmt mit der Nutzung zu und erfordert einen Austausch der Zelle.

2. Interne Mikrokurzschlüsse und extrem schnelle Selbstentladung innerhalb der Batteriezelle: Bei einigen Zellen kommt es über Nacht zu einem erheblichen Spannungsabfall, was auf eine Zellfehlfunktion hinweist. Die Ausgleichsfunktion kann mit diesem Spannungsabfall nicht mithalten und ist völlig wirkungslos.

Viele Menschen finden das Auswuchten wirkungslos, weil sie es falsch bedienen! Hier ist ein Standard-Reparaturverfahren für Anfänger:

Schritt 1: Vollständig aufgeladen und zum Ausbalancieren stehen lassen (am effektivsten)
Laden Sie den Akku vollständig auf, trennen Sie die Last und trennen Sie das Ladegerät nicht vom Stromnetz. Lassen Sie es 1-3 Stunden stehen. Die Ausgleichsfunktion der Schutzplatine funktioniert nur dann mit voller Kapazität, wenn sie vollständig aufgeladen ist; Dies ist der goldene Schritt zur Behebung von Spannungsunterschieden.

Schritt 2: Manueller Ausgleich mit Priorität für große Spannungsunterschiede

Wenn die Spannungsdifferenz 100 mV überschreitet, ist die integrierte Ausgleichsgeschwindigkeit der Schutzplatine-zu langsam. Es wird empfohlen, die Spannung zunächst manuell mit einem Ausgleichsgerät auszugleichen und sich dann auf die tägliche Wartung der Schutzplatine zu verlassen.

Schritt 3: Aufeinanderfolgende flache Ladung und Entladung zur Konsolidierung des Gleichgewichts

Führen Sie nach dem Ausgleich der Spannungsdifferenz keine vollständige Tiefentladung durch. Führen Sie 2-3 aufeinanderfolgende normale Anwendungen und normale Ladevorgänge durch, um den Zellenzustand zu stabilisieren und zu verhindern, dass die Spannungsdifferenz wieder ansteigt.

90 % der Fälle sind auf diese fünf Gründe zurückzuführen:

1. Unzureichende Ausgleichszeit: Das Abklemmen der Batterie unmittelbar nach dem vollständigen Laden verhindert, dass der Ausgleich startet.

2. Alternde Zellen: Eine inkonsistente Kapazität macht den Ausgleich unwirksam.

3. Längere Tiefentladung: Wenn der Akku vollständig entladen wird, verstärken sich die Spannungsunterschiede zwischen den Zellen.

4. Verwendung bei hohen-Temperaturen: Hohe Temperaturen beschleunigen die Zellverschlechterung innerhalb eines einzelnen Strings und vergrößern den Spannungsunterschied schnell.

5. Minderwertige Schutzplatine: Obwohl sie nominell mit einem Ausgleich ausgestattet ist, ist ihre tatsächliche Funktion praktisch nutzlos.

Entzerrung ist kein Allheilmittel, aber ohne entsprechende Kenntnisse über Entzerrung wird die Lebensdauer einer Batterie erheblich verkürzt. Zu lernen, wie man Spannungsunterschiede richtig aufrechterhält, ist der Schlüssel zur Verlängerung der Batterielebensdauer!

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ACEY Neue Energieist ein professioneller Lieferant von Lithium-Batterie-Ausrüstung, der sich der Versorgung der neuen Energiebranche mit fortschrittlicher Lithium-Batterie-Ausrüstung und kompletten Produktionslinienlösungen widmet. Von der Batterieforschung und -entwicklung im Labormaßstab über die Pilotproduktion bis hin zu vollautomatischen Großproduktionslinien bieten wir Lösungen aus einer Hand.