باتری های لیتیومی به بخشی جدایی ناپذیر از زندگی ما تبدیل شده اند و همه چیز را از تلفن های هوشمند گرفته تا وسایل نقلیه الکتریکی تامین می کنند. این باتری ها به خاطر چگالی انرژی بالا و طول عمر طولانی شان شناخته می شوند که آن ها را به گزینه ای محبوب برای کاربردهای مختلف تبدیل کرده است. با این حال، یکی از جنبه های مهم که اغلب مورد توجه قرار نمی گیرد، تفاوت ولتاژ بین سلول های باتری لیتیومی است.
تفاوت ولتاژ به تغییر در سطوح ولتاژ در بین سلول های جداگانه در یک بسته باتری لیتیومی اشاره دارد. هر سلول در باتری لیتیومی دارای ولتاژ خاصی است که معمولاً حدود 3.7 ولت است. هنگامی که چندین سلول به صورت سری به هم متصل می شوند تا یک بسته باتری را تشکیل دهند، ولتاژ کل بسته حاصل مجموع ولتاژهای سلول جداگانه است. درک اهمیت تفاوت ولتاژ سلول باتری لیتیومی به دلایل مختلفی بسیار مهم است. اولاً، مستقیماً بر عملکرد کلی و کارایی بسته باتری تأثیر می گذارد. تفاوت ولتاژ متعادل تضمین می کند که هر سلول به طور مساوی در ولتاژ کل بسته کمک می کند و توان خروجی آن را به حداکثر می رساند. از طرف دیگر، اختلاف ولتاژ نامتعادل می تواند منجر به کاهش عملکرد و حتی خرابی زودرس بسته باتری شود.
سریال
ولتاژ لیتیوم
ولتاژ LiFePO4
1S
3.7V
3.2V
2S
7.4V
6.4V
3S
11.1V
9.6V
4S
14.8V
12.8V
5S
18.5V
16V
6S
22.2V
19.2V
7S
25.9V
22.4V
8S
29.6V
25.6V
9S
33.3V
28.8V
10S
37V
32V
11S
40.7V
35.2V
12S
44.4V
38.4V
13S
48.1V
41.6V
14S
51.8V
44.8V
15S
55.5V
48V
16S
59.2V
51.2V
17S
62.9V
54.4V
18S
66.6V
57.6V
19S
70.3V
60.8V
20S
74V
64V
21S
77.7V
67.2V
22S
81.4V
70.4V
23S
85.1V
73.6V
ثانیاً، اختلاف ولتاژ ارتباط نزدیکی با وضعیت شارژ (SOC) بسته باتری دارد. SOC به مقدار انرژی ذخیره شده در باتری در یک زمان معین اشاره دارد. تفاوت ولتاژ متعادل نشان می دهد که سلول ها به طور مساوی شارژ می شوند و از خواندن دقیق SOC اطمینان حاصل می کند. در مقابل، اختلاف ولتاژ نامتعادل می تواند منجر به قرائت های نادرست SOC شود که منجر به تخمین های غیرقابل اعتماد ظرفیت باتری می شود.حفظ اختلاف ولتاژ متعادل برای طول عمر بسته باتری ضروری است. هنگامی که سلول ها به صورت سری متصل می شوند، اختلاف ولتاژ بین آنها در طول زمان به دلیل تغییرات در ویژگی های سلول و اثرات پیری افزایش می یابد. این عدم تعادل ولتاژ می تواند منجر به شارژ بیش از حد یا کم شارژ شدن سلول شود که می تواند آسیب جبران ناپذیری به سلول ها وارد کند و طول عمر آنها را کاهش دهد.برای رفع این مشکل از سیستم های مدیریت باتری (BMS) در بسته های باتری لیتیومی استفاده می شود. BMS اختلاف ولتاژ بین سلول ها را نظارت و کنترل می کند و اطمینان می دهد که در محدوده ایمن باقی می ماند. این امر با متعادل کردن شارژ بین سلول ها، یا با توزیع مجدد انرژی یا با محدود کردن شارژ سلول های با ولتاژ بالاتر، به دست می آید. این تعادل فعال به حفظ اختلاف ولتاژ متعادل کمک می کند و طول عمر کلی بسته باتری را افزایش می دهد.در نتیجه، درک اهمیت تفاوت ولتاژ سلول باتری لیتیومی برای به حداکثر رساندن عملکرد، کارایی و طول عمر بسته های باتری بسیار مهم است. تفاوت ولتاژ متعادل تضمین می کند که هر سلول به طور مساوی در ولتاژ کل بسته کمک می کند و توان خروجی را بهینه می کند. همچنین به خواندن دقیق SOC و تخمین قابل اعتماد ظرفیت باتری کمک می کند. علاوه بر این، حفظ اختلاف ولتاژ متعادل برای طول عمر بسته باتری ضروری است، زیرا اختلاف ولتاژ نامتعادل می تواند منجر به آسیب سلولی و کاهش طول عمر شود. سیستم های مدیریت باتری با متعادل کردن فعال شارژ بین سلول ها، نقش حیاتی در حفظ اختلاف ولتاژ متعادل ایفا می کنند. با در نظر گرفتن و مدیریت اختلاف ولتاژ، می توانیم از عملکرد بهینه و طول عمر بسته های باتری لیتیومی در کاربردهای مختلف اطمینان حاصل کنیم.
در نتیجه، درک اهمیت تفاوت ولتاژ سلول باتری لیتیومی برای به حداکثر رساندن عملکرد، کارایی و طول عمر بسته های باتری بسیار مهم است. تفاوت ولتاژ متعادل تضمین می کند که هر سلول به طور مساوی در ولتاژ کل بسته کمک می کند و توان خروجی را بهینه می کند. همچنین به خواندن دقیق SOC و تخمین قابل اعتماد ظرفیت باتری کمک می کند. علاوه بر این، حفظ اختلاف ولتاژ متعادل برای طول عمر بسته باتری ضروری است، زیرا اختلاف ولتاژ نامتعادل می تواند منجر به آسیب سلولی و کاهش طول عمر شود. سیستم های مدیریت باتری با متعادل کردن فعال شارژ بین سلول ها، نقش حیاتی در حفظ اختلاف ولتاژ متعادل ایفا می کنند. با در نظر گرفتن و مدیریت اختلاف ولتاژ، می توانیم از عملکرد بهینه و طول عمر بسته های باتری لیتیومی در کاربردهای مختلف اطمینان حاصل کنیم.
