Bagaimana keseimbangan aktif mempengaruhi umur baterai?
Aktif menyeimbangkan, sebagai fungsi utama dari Battery Management System (BMS), memainkan peran penting dalam memperpanjang umur baterai.
Dampak positif dari active balancing pada umur baterai:
-
Mencegah overcharge dan over-discharge dari sel-sel individu:Dengan memantau tegangan dan keadaan muatan (SOC) dari setiap sel secara real time dan secara aktif mentransfer energi berlebih dari sel yang terlalu banyak ke sel atau beban yang kurang,active balancing memastikan bahwa semua sel beroperasi dalam kisaran tegangan yang wajarHal ini mencegah degradasi baterai yang dipercepat yang disebabkan oleh pengisian atau pelepasan yang berlebihan, sehingga memperpanjang umur baterai.
-
Meningkatkan konsistensi baterai:Pengimbangan aktif memastikan tegangan dan SOC seragam di semua sel, meningkatkan konsistensi paket baterai.Paket baterai yang lebih seragam bekerja lebih stabil dan efisien selama pengisian dan penguranganHal ini meminimalkan reaksi samping di dalam sel, memperlambat degradasi kapasitas dan memperpanjang umur baterai.Studi telah menunjukkan bahwa penyeimbangan aktif yang efektif dapat meningkatkan umur baterai sebesar 30%-40%.
-
Mengoptimalkan pemanfaatan energi baterai:Active balancing sepenuhnya memanfaatkan energi dari setiap sel, memaksimalkan kapasitas keseluruhan paket baterai.Hal ini menghindari pemborosan energi yang disebabkan oleh ketidakseimbangan sel dan mencegah kurangnya penggunaan kapasitas bateraiAkibatnya, paket baterai bekerja lebih efektif, mengurangi frekuensi siklus pengisian/pengurangan dengan permintaan energi yang sama.Karena degradasi kapasitas baterai terkait erat dengan jumlah siklus pengisian/pengeluaran, ini membantu memperpanjang umur baterai.
-
Menunda terjadinya termal runaway:Pengimbangan aktif membantu mempertahankan distribusi suhu yang konsisten dalam paket baterai dengan menyamakan tegangan sel dan arus, mencegah overheating lokal.Hal ini mengurangi kemungkinan termal melarikan diri, meningkatkan keamanan baterai, dan memperpanjang umur baterai.
Potensi dampak negatif dari active balancing pada umur baterai:
-
Meningkatnya kompleksitas sistem dan titik kegagalan potensial:Sirkuit dan strategi kontrol dari active balancing relatif kompleks, membutuhkan komponen tambahan seperti konverter, trafo, dan induktor.Komponen-komponen ini dapat memperkenalkan titik kegagalan baru, yang berpotensi mempengaruhi keandalan BMS dan paket baterai. Jika BMS gagal, hal itu dapat mengganggu operasi normal baterai dan bahkan memperpendek umurnya.
-
Kerugian energi selama transfer energi: Meskipun penyeimbangan aktif mentransfer energi antara sel untuk mencapai keseimbangan, proses transfer energi dapat menimbulkan beberapa kerugian (misalnya, kerugian konversi dalam komponen elektronik).Kerugian ini dapat menyebabkan sedikit limbah energi dan dapat menghasilkan panas, yang dapat mempengaruhi kinerja dan umur baterai jika tidak dikelola dengan benar.
-
Biaya dan persyaratan teknis yang lebih tinggi: Implementasi active balancing membutuhkan komponen hardware yang lebih mahal dan algoritma kontrol yang canggih, meningkatkan biaya BMS.Hal ini menempatkan tuntutan yang lebih tinggi pada desain, pembuatan, dan pemeliharaan BMS. Jika teknologi tidak diterapkan dengan benar atau sistem dirancang dengan buruk,mungkin gagal mencapai efek keseimbangan yang diharapkan dan bahkan dapat berdampak negatif pada umur baterai.
Singkatnya, active balancing umumnya memiliki efek positif untuk memperpanjang umur baterai dengan mencegah overcharge dan over-discharge, meningkatkan konsistensi baterai, mengoptimalkan pemanfaatan energi,dan menunda termal runawayNamun, desain sistem yang kompleks dan potensi kehilangan transfer energi dapat menimbulkan risiko tertentu.Untuk memaksimalkan dampak positif dari active balancing pada umur baterai sambil meminimalkan efek negatif potensial, sangat penting untuk mengadopsi strategi active balancing yang tepat, meningkatkan keandalan dan stabilitas BMS,dan menggabungkannya dengan fungsi manajemen baterai lainnya seperti manajemen termal dan perlindungan overcharge/overdischarge