被动均衡的优缺点:深入探究电池管理中的技术博弈

在电池管理这块儿,被动均衡技术看着简单。电池管理系统里呢,被动均衡就靠电阻放电,把电池组里电量高的单体电池多余的能量变成热能散掉。这看着简单,可这里面能量浪费可不小。有研究说呢,在某些时候,被动均衡的能量损失能到10%往上。这是啥概念呢?就拿特斯拉Model 3来说吧,它电池组容量大概75 kWh,要是用被动均衡技术,能量损失10%,那每次均衡就有7.5 kWh的能量浪费了,这电量够一辆小型电动车跑大概50公里呢。而且电池组越大,充放电越频繁,这被动均衡的能量浪费就越明显。

一图看懂丨锂电池被动均衡与主动均衡

再说热管理这事儿。电池组容量变大的时候,被动均衡过程中产生的热量也跟着多起来。就像比亚迪刀片电池,单体电池容量200 Ah,要是电池组里单体电池电压差大,电阻放电产生的热量,对电池组的热管理系统压力可不小。研究表明,这热量能让电池组温度升高5°C到10°C。这可不是小事儿啊,温度一高,电池寿命就受影响,安全也可能出问题。比如说在高温环境下,电池组热失控的风险就大了很多。所以在大型电池组里用被动均衡技术,就得配更复杂的热管理系统,这成本和复杂性都得往上加。

676969电池均衡cell balancing分为两种被动均衡passive

不过呢,被动均衡技术也不是一无是处。在一些地方还是很有市场的。就像宁德时代的磷酸铁锂电池,它的电池管理系统里就广泛用被动均衡技术。为啥呢?因为它成本低啊。估算一下,被动均衡的硬件成本大概只有主动均衡的1/3。这对那些对成本很敏感的地方,像电动两轮车或者小型储能系统,吸引力可大了。而且呢,被动均衡技术好维护。它结构简单,出故障的概率低,维护成本也就低。比如说电动自行车,很多都用被动均衡技术,因为它能以最低的成本满足电池组基本的均衡需求。

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