كيف يختلف التوازن النشط عن التوازن السلبي؟

1.مبدأ التوازن

• التوازن السلبي:المبدأ هو تفريغ الخلايا ذات القدرة العالية من خلال المقاومات الموازية أو المكونات المماثلة ، مما يزيل الطاقة الزائدة في شكل حرارة.هذا يجلب SOC (حالة الشحن من جميع الخلايا أقرب معاومع ذلك، فإنه يضيع الطاقة أثناء عملية التوازن ويمكن أن يؤدي إلى فقدان الطاقة.

• التوازن النشط:ينطوي المبدأ على نقل الطاقة من الخلايا ذات SOC الأعلى إلى تلك ذات SOC المنخفضة أو إلى جهاز تخزين.تعظيم استخدام الطاقةعلى سبيل المثال ، في نظام بطارية ليثيوم أيون ، يمكن للموازنة النشطة استخدام محول DC-DC لنقل الطاقة الزائدة من خلايا SOC العالية إلى خلايا SOC المنخفضة.

2.كفاءة استخدام الطاقة

• التوازن السلبي:يتم إهدار الطاقة في شكل حرارة أثناء عملية التوازن ، مما يؤدي إلى كفاءة استخدام الطاقة المنخفضة نسبياً.إنه أكثر ملاءمة للسيناريوهات التي لا تكون فيها متطلبات التوازن عالية ولا يكون فيها وقت التوازن حاسمًا..

• التوازن النشط:يتم نقل الطاقة وإعادة توزيعها بدلاً من إضاعةها مباشرة ، مما يحسن كفاءة استخدام الطاقة ، ويقلل من خسائر الطاقة ، ويعزز الأداء العام لنظام البطارية ،مما يجعلها مناسبة لسيناريوهات الشحن السريع / التفريغ.

3.تعقيد الدوائر

• التوازن السلبي:تصميم الدائرة بسيط نسبياً ومنخفض التكلفة. وعادةً ما يتطلب فقط المقاومات والمفاتيح لتحقيق التوازن. ومع ذلك ، فإن هذه الدوائر لا تتطلب سوى بعض الجهاز.لديها قدرة محدودة على التوازن وقد لا تحقق دقة عالية في التوازن.

• الموازنة النشطة:الدوائر أكثر تعقيداً وتتطلب مكونات إضافية مثل المحولات والمحولات والمحفزات. استراتيجية التحكم هي أيضاً أكثر تطوراً، مع ارتفاع تكاليف الأجهزة.يقدم قدرة قوية على التوازن ودقة عالية للتوازن ولكن يتطلب خبرة تقنية أعلى لتنفيذ.

4.سرعة التوازن

• التوازن السلبي:سرعة التوازن بطيئة نسبياً. عادةً ما يستغرق الأمر وقتًا أطول للوصول إلى حالة متوازنة ، مما قد يؤثر على كفاءة النظام.

• الموازنة النشطة:سرعة التوازن أسرع. يمكن أن تعدل بسرعة SOC من الخلايا لتحقيق حالة متوازنة، وتحسين كفاءة النظام.

5.خصائص إزالة الحرارة

• التوازن السلبي:أثناء عملية التوازن ، يستهلك المقاوم الطاقة ويولد الحرارة ، مما قد يزيد من درجة حرارة بطارية البطارية ويؤثر على أداء البطارية وعمرها.قد تكون هناك حاجة إلى تدابير إضافية لتبديد الحرارة.

• الموازنة النشطة:يتم نقل الطاقة وإعادة توزيعها بدلاً من تحويلها مباشرة إلى حرارة. الحرارة المولدة منخفضة نسبياً،تقليل تأثيره على درجة حرارة بطارية البطارية وربما تحسين عمر البطارية.

6.التأثير على عمر البطارية

• التوازن السلبي:يمكن أن تسريع عملية تفريغ الخلايا ذات SOC العالية شيخوخة البطارية ، خاصة إذا كانت تردد التوازن مرتفعًا. وهذا يمكن أن يؤثر سلبًا على عمر البطارية.

• الموازنة النشطة:من خلال نقل الطاقة وإعادة توزيعها بفعالية، فإنه يقلل من احتمال زيادة الشحن والفراغ من الخلايا الفردية، مما يساعد على تمديد عمر البطارية.

7.تطبيقات نموذجية

• التوازن السلبي:غالبًا ما تستخدم في أنظمة البطاريات الصغيرة ذات متطلبات التوازن المنخفضة ، مثل الإلكترونيات الاستهلاكية وحزم البطاريات منخفضة الطاقة.

• الموازنة النشطة:أكثر استخداماً في أنظمة بطاريات عالية الطاقة مثل المركبات الكهربائية وأنظمة تخزين الطاقة.