В этой статье мы поговорим о проблеме, с которой сталкиваются обладатели литий-ионных аккумуляторов. Итак, что такое разбалансировка, чем она грозит батарее, и есть ли способ справиться с этой проблемой?
Литий-ионные аккумуляторы состоят из последовательно соединенных в единую группу работающих секций, каждая из которых имеет разное напряжение и заряжается с разной скоростью: в одной ячейке уровень заряда может быть уже максимальным, тогда как в другой он будет еще очень низким. Это и называется разбалансировкой.
Базовое условие принципа зарядки литий-ионных аккумуляторов заключается в том, что напряжение в ячейке не должно выходить за пределы конкретного параметра, поэтому, как только оно достигнет порогового значения в любой из ячеек, зарядку необходимо будет прекратить. Перезаряжать «заряженные» неравномерно ячейки нельзя: это может привести к вздутию и другой порче батареи. Соответственно общая емкость АКБ будет ниже заявленной; пользователь получит меньше энергии, чем планировал, а его оборудование — меньший временной ресурс. Неравномерная зарядка литий-ионных аккумуляторов также сократит и срок службы батареи.
Но решение есть: зарядку литий-ионных аккумуляторов можно оптимизировать. Для этого применяется BMS (Battery Management System) — плата, которую также называют «балансир»: она контролирует процесс заряда и разряда батареи, следит за ее температурой и выравнивает напряжение в ячейках.
Выделяют две разновидности Battery Management System:
Пассивная
Система балансирует напряжение, переводя на резистор энергию в обход заряженной секции. Представляет собой самый простой в техническом плане образец BMS и относится к бюджетному ценовому сегменту.
Минусы: работает только в процессе заряда. Отличается низким уровнем тока балансировки, к тому же «перетягивает» часть тока на себя.
Активная
Система выравнивает заряд всего накопителя, переводя ток от более заряженной ячейки к менее заряженной. Работает как в процессе заряда, так и в процессе разряда. Относится к более высокой ценовой категории и рекомендуется для высокоемкостных АКБ.
Минусы: дороже, чем пассивные BMS. Постоянно потребляет энергию (хоть и не очень много).
Благодаря Battery Management System зарядка секторов аккумулятора будет осуществляться до того значения, на которое настроена плата. И, как только сработают балансиры для всех ячеек (то есть в каждой из них будет нужный уровень напряжения), — зарядка будет считаться законченной.