อะไรทำให้แบตเตอรี่ลิเธียมมีความฉลาด?

ในโลกของแบตเตอรี่ มีแบตเตอรี่ที่มีวงจรควบคุมและแบตเตอรี่ที่ไม่มีวงจรควบคุม ลิเธียมถือเป็นแบตเตอรี่อัจฉริยะเพราะมีแผงวงจรพิมพ์ที่ควบคุมประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ลิเธียม ในทางกลับกัน แบตเตอรี่ตะกั่วกรดแบบปิดผนึกมาตรฐานไม่มีแผงวงจรควบคุมใดๆ ที่ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการทำงาน

ใน แบตเตอรี่ลิเธียมอัจฉริยะมีการควบคุมพื้นฐาน 3 ระดับ ระดับแรกคือการปรับสมดุลแบบง่ายที่เพียงแค่ปรับแรงดันไฟฟ้าของเซลล์ให้เหมาะสม ระดับที่สองคือโมดูลวงจรป้องกัน (PCM) ที่ปกป้องเซลล์จากแรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าสูง/ต่ำในระหว่างการชาร์จและการคายประจุ ระดับที่สามคือระบบการจัดการแบตเตอรี่ (BMS) BMS มีความสามารถทั้งหมดของวงจรสมดุลและโมดูลวงจรป้องกัน แต่มีฟังก์ชันเพิ่มเติมเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของแบตเตอรี่ตลอดอายุการใช้งาน (เช่น การตรวจสอบสถานะการชาร์จและสถานะสุขภาพ)

วงจรปรับสมดุลลิเธียม

ในแบตเตอรี่ที่มีชิปปรับสมดุล ชิปจะปรับสมดุลแรงดันไฟฟ้าของแต่ละเซลล์ในขณะที่กำลังชาร์จ แบตเตอรี่จะถือว่าสมดุลเมื่อแรงดันไฟฟ้าของเซลล์ทั้งหมดอยู่ในเกณฑ์ความคลาดเคลื่อนของกันและกันเล็กน้อย การปรับสมดุลมีสองประเภท ได้แก่ แบบแอคทีฟและแบบพาสซีฟ การปรับสมดุลแบบแอคทีฟเกิดขึ้นโดยการใช้เซลล์ที่มีแรงดันไฟฟ้าสูงเพื่อชาร์จเซลล์ที่มีแรงดันไฟฟ้าต่ำกว่า ซึ่งจะช่วยลดความต่างศักย์ระหว่างเซลล์จนกระทั่งเซลล์ทั้งหมดมีประจุใกล้เคียงกันและแบตเตอรี่ชาร์จเต็ม การปรับสมดุลแบบพาสซีฟ ซึ่งใช้กับแบตเตอรี่ลิเธียม Power Sonic ทุกรุ่น คือเมื่อแต่ละเซลล์มีตัวต้านทานแบบขนานที่จะเปิดเมื่อแรงดันไฟฟ้าของเซลล์สูงกว่าเกณฑ์ที่กำหนด วิธีนี้ช่วยลดกระแสชาร์จในเซลล์ที่มีแรงดันไฟฟ้าสูง ทำให้เซลล์อื่นๆ สามารถชาร์จได้ทัน

ทำไมการปรับสมดุลเซลล์จึงสำคัญ? ในแบตเตอรี่ลิเธียม ทันทีที่เซลล์แรงดันต่ำสุดถึงระดับแรงดันตัดการคายประจุ แบตเตอรี่ทั้งหมดก็จะปิดตัวเองลง ซึ่งอาจหมายความว่าเซลล์บางเซลล์ยังมีพลังงานที่ไม่ได้ใช้งานอยู่ เช่นเดียวกัน หากเซลล์ไม่สมดุลขณะชาร์จ การชาร์จจะหยุดลงทันทีที่เซลล์ที่มีแรงดันสูงสุดถึงระดับแรงดันตัด และเซลล์ทั้งหมดก็จะไม่ได้ชาร์จจนเต็ม

แล้วมันแย่ตรงไหน? การชาร์จและคายประจุแบตเตอรี่ที่ไม่สมดุลอย่างต่อเนื่องจะทำให้ความจุของแบตเตอรี่ลดลงเมื่อเวลาผ่านไป ซึ่งหมายความว่าเซลล์บางเซลล์จะชาร์จเต็ม ในขณะที่เซลล์บางเซลล์จะไม่ชาร์จเต็ม ส่งผลให้แบตเตอรี่อาจไม่ถึงสถานะการชาร์จ 100%

ทฤษฎีนี้ระบุว่าเซลล์ที่สมดุลจะคายประจุในอัตราเดียวกัน ดังนั้นจึงถูกตัดไฟที่แรงดันไฟฟ้าเดียวกัน ซึ่งไม่เป็นความจริงเสมอไป ดังนั้นการมีชิปสมดุลจึงช่วยให้มั่นใจได้ว่าเมื่อชาร์จแล้ว เซลล์แบตเตอรี่จะจับคู่กันอย่างเต็มที่ เพื่อรักษาความจุของแบตเตอรี่และชาร์จจนเต็ม

โมดูลวงจรป้องกันลิเธียม

โมดูลวงจรป้องกันประกอบด้วยวงจรสมดุลและวงจรเสริมที่ควบคุมพารามิเตอร์ของแบตเตอรี่โดยป้องกันการชาร์จเกินและการคายประจุเกิน โมดูลนี้ทำงานโดยการตรวจสอบกระแส แรงดันไฟฟ้า และอุณหภูมิระหว่างการชาร์จและการคายประจุ และเปรียบเทียบกับขีดจำกัดที่กำหนดไว้ล่วงหน้า หากเซลล์ใดเซลล์หนึ่งของแบตเตอรี่ถึงขีดจำกัดที่กำหนด แบตเตอรี่จะหยุดการชาร์จหรือการคายประจุตามนั้นจนกว่าจะถึงวิธีการปล่อยประจุ

มีหลายวิธีในการเปิดการชาร์จหรือการคายประจุกลับคืนหลังจากที่ระบบป้องกันถูกปิดการทำงาน วิธีแรกคือแบบอิงเวลา โดยตัวจับเวลาจะนับเป็นช่วงเวลาสั้นๆ (เช่น 30 วินาที) แล้วจึงปล่อยการป้องกัน ตัวจับเวลานี้อาจแตกต่างกันไปในแต่ละระบบป้องกัน และเป็นการป้องกันแบบระดับเดียว

ประเภทที่สองคือแบบอิงค่า ซึ่งค่าจะต้องลดลงต่ำกว่าเกณฑ์ที่กำหนดจึงจะปล่อยประจุได้ ตัวอย่างเช่น แรงดันไฟฟ้าทั้งหมดต้องลดลงต่ำกว่า 3.6 โวลต์ต่อเซลล์จึงจะปล่อยประจุป้องกันการชาร์จเกิน ซึ่งอาจเกิดขึ้นได้ทันทีเมื่อถึงเกณฑ์การปล่อยประจุ และอาจเกิดขึ้นหลังจากระยะเวลาที่กำหนดไว้ล่วงหน้าก็ได้ ตัวอย่างเช่น แรงดันไฟฟ้าทั้งหมดต้องลดลงต่ำกว่า 3.6 โวลต์ต่อเซลล์จึงจะปล่อยประจุป้องกันการชาร์จเกิน และต้องคงค่าต่ำกว่าเกณฑ์ที่กำหนดเป็นเวลา 6 วินาทีก่อนที่ PCM จะปล่อยประจุป้องกัน

แบบที่สามคือแบบอิงกิจกรรม ซึ่งต้องมีการดำเนินการเพื่อปลดการป้องกัน ตัวอย่างเช่น การดำเนินการอาจเป็นการถอดโหลดหรือการชาร์จ เช่นเดียวกับการปลดการป้องกันตามค่า การปลดนี้อาจเกิดขึ้นทันทีหรือตามเวลา ซึ่งหมายความว่าต้องถอดโหลดออกจากแบตเตอรี่เป็นเวลา 30 วินาทีก่อนที่จะปลดการป้องกัน นอกจากการปลดตามเวลาและค่า หรือแบบอิงกิจกรรมและเวลาแล้ว สิ่งสำคัญคือต้องทราบว่าวิธีการปลดเหล่านี้อาจเกิดขึ้นในรูปแบบอื่นๆ ด้วย ตัวอย่างเช่น แรงดันการปลดเมื่อคายประจุเกินอาจเกิดขึ้นเมื่อเซลล์ลดลงต่ำกว่า 2.5 โวลต์ แต่ต้องใช้เวลาชาร์จ 10 วินาทีเพื่อให้ได้แรงดันดังกล่าว การปลดประเภทนี้ครอบคลุมการปลดทั้งสามประเภท

เราเข้าใจว่ามีปัจจัยหลายประการที่ต้องพิจารณาในการเลือกสิ่งที่ดีที่สุด แบตเตอรี่ลิเธียมและผู้เชี่ยวชาญของเราพร้อมให้ความช่วยเหลือ หากคุณมีคำถามเพิ่มเติมเกี่ยวกับการเลือกแบตเตอรี่ที่เหมาะสมกับการใช้งานของคุณ โปรดติดต่อผู้เชี่ยวชาญของเราวันนี้