Chức năng cân bằng chủ động (active balancing) của cell pin lithium

Chức năng cân bằng chủ động (active balancing) của cell pin lithium, đặc biệt là pin LiFePO₄ (Lithium Iron Phosphate), là một công nghệ quản lý năng lượng giúp các cell trong một pack pin duy trì điện áp đồng đều với nhau trong suốt quá trình sạc và xả. Việc này giúp kéo dài tuổi thọ, tăng hiệu suất sử dụng và đảm bảo an toàn hệ thống pin.

🔋 Vì sao cần cân bằng cell?

Một pack pin lithium thường gồm nhiều cell nối tiếp (series). Qua thời gian, mỗi cell có thể sạc/xả không đều nhau do sai số nội trở hoặc dung lượng. Nếu không được cân bằng:

Một cell sạc đầy trước có thể bị quá áp (overvoltage) → nguy hiểm.

Một cell xả hết trước có thể bị quá xả (undervoltage) → hỏng cell.

Toàn bộ pack sẽ hoạt động kém hiệu quả và không an toàn.

⚖️ Cân bằng chủ động là gì?

1. Khái niệm:

Cân bằng chủ động sử dụng mạch điện tử để chuyển năng lượng điện từ cell có điện áp cao hơn sang cell có điện áp thấp hơn, thay vì chỉ "đốt cháy" phần dư như cân bằng thụ động.

2. Nguyên lý hoạt động:

Mạch BMS (Battery Management System) giám sát điện áp từng cell.

Khi phát hiện sự lệch điện áp:

Mạch sẽ kích hoạt bộ chuyển đổi năng lượng (thường là buck/boost converter hoặc biến áp flyback).

Chuyển năng lượng từ cell cao → cell thấp một cách hiệu quả.

Quá trình này lặp đi lặp lại cho đến khi tất cả cell gần như đồng đều.

3. Ưu điểm của cân bằng chủ động:

✅ Hiệu quả năng lượng cao (không tỏa nhiệt lãng phí).
✅ Cân bằng được ngay cả khi đang xả hoặc sạc.
✅ Giữ mức dung lượng khả dụng tối đa của pack pin.
✅ Tăng tuổi thọ cell và cải thiện độ an toàn.

🧠 So sánh với cân bằng thụ động:

🧩 Ứng dụng thực tế:

Xe điện, UPS, lưu trữ năng lượng mặt trời, hoặc bất kỳ hệ thống nào sử dụng nhiều cell pin lithium.

Đặc biệt quan trọng với pin dung lượng lớn, nhiều cell (≥4s, 8s, 16s, 32s...).