ในชุดแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน, ความสม่ำเสมอของเซลล์เป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่ง.

มาเริ่มคำอธิบายโดยอ้างถึงเอฟเฟกต์ที่ฝากข้อมูล, เพื่อให้ชัดเจนและเข้าใจง่ายขึ้น.

เนื้อหาหลักของเอฟเฟกต์ถังคือปริมาณน้ำที่ถังบรรจุได้ไม่ได้ขึ้นอยู่กับชิ้นที่สูงที่สุด, แต่อยู่บนท่อนไม้ที่สั้นที่สุดของถัง.

สมมติว่าชุดแบตเตอรี่ลิเธียมเป็นถังบรรจุน้ำ, เซลล์แบตเตอรี่ลิเธียมที่ประกอบเป็นชุดแบตเตอรี่ก็เหมือนกับกระดานไม้ที่ประกอบเป็นถัง, ดังนั้น, เซลล์ที่มีประสิทธิภาพแย่ที่สุดจะเป็นตัวกำหนดประสิทธิภาพโดยรวมของชุดแบตเตอรี่ลิเธียมทั้งหมด.

ดังนั้น, หากชุดแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนมีความสม่ำเสมอของเซลล์ไม่ดี, ประสิทธิภาพเช่นความจุ, วงจรชีวิต, และลักษณะการคายประจุจะได้รับผลกระทบในระดับหนึ่ง. เนื่องจากจำนวนการชาร์จและการคายประจุที่ใช้ในชุดแบตเตอรี่ลิเธียมเพิ่มขึ้น, ประสิทธิภาพที่ไม่ดีนี้ก็จะเพิ่มขึ้นเช่นกัน.

มันเกิดขึ้นได้อย่างไร? ตรรกะของมันคืออะไร? มาอธิบายด้านล่างกัน:

เราทุกคนรู้ดีว่า BMS ใช้สำหรับการป้องกันในชุดแบตเตอรี่ลิเธียมส่วนใหญ่. BMS มีการป้องกันการจ่ายไฟเกินเซลล์เดียวและการป้องกันการจ่ายไฟเกินเซลล์เดียวเพื่อปกป้องเซลล์ลิเธียมไอออนจากการชาร์จและการคายประจุภายในช่วงแรงดันไฟฟ้าที่ปลอดภัยและเชื่อถือได้. เมื่อเซลล์เดียวมีประจุมากเกินไปหรือคายประจุมากเกินไป, มันจะส่งผลต่ออายุการใช้งานและยังทำให้เกิดอันตรายด้านความปลอดภัยอีกด้วย.

แบตเตอรี่ลิเธียมแบบไตรภาคมีแรงดันไฟฟ้าตัดจำหน่ายครั้งเดียวที่ 2.5V, และโดยทั่วไป BMS จะตั้งค่าการป้องกันการคายประจุเกินเซลล์เดียวเป็น 2.8V. กลไกการจัดการการป้องกันของแบตเตอรี่ลิเธียม BMS คือเมื่อแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่ชุดใด ๆ ในชุดแบตเตอรี่ลิเธียมถึง 2.8V, ระบบจะเปิดการป้องกันการคายประจุเกิน, ท่อจ่ายไฟ MOS หรือรีเลย์จะถูกตัดการเชื่อมต่อ, ทำให้แบตเตอรี่ทั้งก้อนหยุดการคายประจุ.

นำชุดแบตเตอรี่ลิเธียมแบบไตรภาคของ 10 ในซีรีย์และ 1 ขนานกันเป็นตัวอย่าง.

สมมติว่าในบรรดาเซลล์แบตเตอรี่ลิเธียมแบบไตรภาคจำนวน 10 ชิ้น, อันที่มีความจุต่ำสุดคือ 2000mAh, ในขณะที่อีกคนหนึ่ง 9 เซลล์แบตเตอรี่มีความจุ 2500mAh. เมื่อก้อนแบตเตอรี่ลิเธียมหมด, ที่ 10 เซลล์กำลังคายประจุในเวลาเดียวกัน, และแรงดันไฟฟ้าของเซลล์จะลดลงเมื่อความจุลดลง.

เมื่อเซลล์ 2000mAh ที่มีความจุต่ำกว่าถูกปล่อยออกมา, แรงดันไฟฟ้าของเซลล์จะถึง 2.8V, ในขณะที่อีกคนหนึ่ง 9 เซลล์ในชุดแบตเตอรี่ยังคงมีความจุ 2500mAh และแรงดันไฟฟ้าสูงกว่า 3.0V. BMS จะตรวจจับเมื่อชุดแบตเตอรี่มีแรงดันไฟฟ้าถึง 2.8V, มีการเปิดการป้องกันการคายประจุเกิน, และก้อนแบตเตอรี่ทั้งหมดจะหยุดคายประจุ.

ส่งผลให้สามารถคายประจุได้เพียง 2000mAh สำหรับแบตเตอรี่ทั้งหมด.

เอฟเฟกต์จะคล้ายกับเอฟเฟกต์ระหว่างการคายประจุ

แรงดันไฟฟ้าเต็มของเซลล์แบตเตอรี่ลิเธียมแบบไตรภาคคือ 4.2V, และ BMS ของชุดแบตเตอรี่ลิเธียมจะตั้งค่าการป้องกันการชาร์จไฟเกินครั้งเดียวที่ 4.25V. แรงดันไฟฟ้าของเซลล์แบตเตอรี่จะเพิ่มขึ้นตามความจุที่เพิ่มขึ้น.

เมื่อแบตเตอรี่ที่มีความจุต่ำกว่า 2000mAh ชาร์จเต็มแล้ว, แรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่ถึง 4.25V, และอีกอัน 9 เซลล์ไม่ได้รับการชาร์จจนเต็มและแรงดันไฟฟ้าต่ำกว่า 4.1V, แต่เมื่อ BMS ตรวจพบชุดแรงดันไฟฟ้าที่สูงกว่า 4.25V, มันเริ่มการป้องกันการชาร์จไฟเกินของก้อนแบตเตอรี่, แบตเตอรี่ทั้งหมดจะหยุดชาร์จ.

ส่งผลให้แบตเตอรี่สามารถชาร์จได้เพียง 2000mAh เท่านั้น, ไม่ใช่ 2500mAh.

นี่คือวิธีที่เอฟเฟกต์ของบัคเก็ตเกิดขึ้นกับชุดแบตเตอรี่ลิเธียม, นั่นคือเซลล์ที่มีความจุต่ำสุดจะกำหนดความจุการชาร์จและความสามารถในการคายประจุของชุดแบตเตอรี่ลิเธียมทั้งหมด.

อิทธิพลเดียวกันกับความไม่สม่ำเสมอของเซลล์แบตเตอรี่ก็เกิดขึ้นกับวงจรชีวิตของแบตเตอรี่.

เซลล์แบตเตอรี่ลิเธียมที่มีอายุการใช้งานน้อยที่สุดในชุดแบตเตอรี่จะเป็นตัวกำหนดประสิทธิภาพโดยรวมของแบตเตอรี่ลิเธียม.

ความสม่ำเสมอของชุดแบตเตอรี่ลิเธียมรวมถึงแรงดันไฟฟ้าวงจรเปิดด้วย, ความจุ, และความต้านทานภายใน. ลึกซึ้งยิ่งขึ้น, แต่ยังรวมถึงค่า K ด้วย (อัตราการปลดปล่อยตัวเอง), วงจรชีวิต, ลักษณะการชาร์จและการคายประจุ, ฯลฯ.

ก่อนประกอบชุดแบตเตอรี่ลิเธียม, เซลล์จะถูกจัดเรียงและประกอบเข้าด้วยกัน. มาตรฐานการจับคู่โดยทั่วไปคือ: ความแตกต่างของความจุของแบตเตอรี่จะถูกควบคุมภายใน 1%; ความแตกต่างของแรงดันไฟฟ้าอยู่ภายใน 3mV; ความแตกต่างของความต้านทานภายในอยู่ภายใน 2mΩ.

ส่วนค่า K นั้น, วงจรชีวิต, และลักษณะการคายประจุ, ปัจจัยความสอดคล้องเหล่านี้จำเป็นต้องได้รับการควบคุมที่แหล่งที่มาของผู้ผลิต/โรงงานเซลล์แบตเตอรี่. การกำหนดมาตรฐานการผลิตมวลหลัก, การควบคุมอัตโนมัติ, ฯลฯ.