Chức năng cân bằng thụ động (passive balancing) của cell pin lithium

Chức năng cân bằng thụ động (passive balancing) của cell pin lithium là một cơ chế trong hệ thống quản lý pin (BMS – Battery Management System) giúp đảm bảo điện áp giữa các cell trong một pack pin luôn đồng đều, bằng cách xả bớt năng lượng từ những cell có điện áp cao hơn thông qua điện trở.

🔋 Vì sao cần cân bằng cell?

Trong một hệ pin lithium (LiFePO₄, Li-ion,...), các cell được nối tiếp để đạt mức điện áp cao hơn (ví dụ: 3.2V x 4 = 12.8V). Tuy nhiên, sau nhiều chu kỳ sạc/xả, do dung lượng và nội trở mỗi cell khác nhau, các cell sẽ không còn ở mức điện áp giống nhau. Điều này có thể gây:

⚠️ Quá sạc (overcharge) ở cell có điện áp cao hơn → nguy hiểm, cháy nổ.

⚠️ Quá xả (overdischarge) ở cell yếu hơn → hỏng pin sớm.

⚠️ Giảm dung lượng thực tế của pack pin.

⚖️ Cân bằng thụ động là gì?

🔧 Nguyên lý hoạt động:

Trong quá trình sạc, BMS giám sát điện áp từng cell.

Khi một cell đạt mức điện áp ngưỡng (thường là 3.60V), mạch sẽ:

Kích hoạt điện trở xả (bleeder resistor) nối song song với cell đó.

Phần năng lượng dư được tiêu tán dưới dạng nhiệt.

Trong khi đó, các cell còn lại tiếp tục được sạc lên để "đuổi kịp".

🟡 Cơ chế này chỉ hoạt động trong quá trình sạc, không có tác dụng khi đang xả.

✅ Ưu điểm:

Chi phí thấp, cấu trúc đơn giản.

Ổn định, ít thành phần điện tử phức tạp.

Phù hợp với ứng dụng nhỏ hoặc pin dung lượng thấp.

❌ Nhược điểm:

Hiệu suất thấp: năng lượng bị tiêu hao thành nhiệt.

Cân bằng chậm, mất nhiều thời gian nếu sự chênh lệch điện áp lớn.

Không phù hợp với hệ thống pin dung lượng lớn hoặc yêu cầu hiệu quả cao.

Có thể sinh nhiệt nhiều → cần tản nhiệt nếu dùng liên tục.

🧠 So sánh với cân bằng chủ động:

🧩 Ứng dụng:

UPS nhỏ, thiết bị lưu trữ điện đơn giản, đèn năng lượng mặt trời, xe máy điện phổ thông.

Thường dùng trong pin dung lượng nhỏ (≤12V, ≤20Ah), nơi hiệu suất không phải là yếu tố quyết định.

Nếu bạn đang sử dụng mạch BMS thụ động, nên đảm bảo rằng pin được sạc bằng bộ sạc tương thích và kiểm tra định kỳ nhiệt độ khi cân bằng để tránh quá nóng. Nếu cần, mình có thể gợi ý mạch hoặc mô tả sơ đồ hoạt động cụ thể.