NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ MẠCH CÂN BẰNG THỤ ĐỘNG TRONG BỘ PIN Ô TÔ ĐIỆN BẰNG PHƯƠNG PHÁP MÔ PHỎNG SỐ

Tóm tắt

Trong xu hướng phát triển ô tô điện và chuyển dịch sang năng lượng sạch, bộ pin lithium- ion đóng vai trò then chốt quyết định đến hiệu suất, độ bền và mức độ an toàn của phương tiện. Tuy nhiên, sự sai lệch điện áp giữa các cell trong cùng một bộ pin là hiện tượng phổ biến trong quá trình vận hành, làm giảm dung lượng khai thác, đẩy nhanh quá trình suy giảm chất lượng pin và tiềm ẩn nguy cơ mất an toàn. Bài báo tập trung phân tích cơ sở lý thuyết của pin lithium-ion, chức năng của hệ thống quản lý pin (BMS) và nguyên lý hoạt động của mạch cân bằng thụ động. Trên cơ sở đó, mô hình mạch cân bằng thụ động được xây dựng và mô phỏng trên nền tảng Matlab/Simulink nhằm đánh giá khả năng duy trì sự đồng đều điện áp giữa các cell trong quá trình sạc – xả. Kết quả mô phỏng cho thấy mạch cân bằng thụ động có thể đưa điện áp các cell về mức tương đối cân bằng, góp phần cải thiện độ ổn định của bộ pin, mặc dù vẫn tồn tại tổn hao năng lượng dưới dạng nhiệt. Nghiên cứu cung cấp cơ sở kỹ thuật cho việc thiết kế và ứng dụng mạch cân bằng thụ động trong hệ thống BMS, đặc biệt phù hợp với các hệ thống yêu cầu cấu trúc đơn giản, chi phí thấp và dễ triển khai trong thực tế.

Title

PERFORMANCE EVALUATION OF PASSIVE CELL BALANCING CIRCUITS FOR ELECTRIC VEHICLE BATTERY PACKS USING NUMERICAL SIMULATION

Abstract

In the development trend of electric vehicles and the transition toward sustainable energy, lithium-ion battery packs play a crucial role in determining vehicle performance, durability, and operational safety. However, voltage imbalance among cells within a battery pack is a common phenomenon during operation, leading to reduced usable capacity, accelerated degradation, and potential safety risks. This study focuses on the theoretical background of lithium-ion batteries, the functions of the Battery Management System (BMS), and the operating principle of passive cell balancing circuits. Based on this foundation, a passive balancing circuit model is developed and simulated using the Matlab/Simulink platform to evaluate its capability to maintain voltage uniformity among cells during charging and discharging processes. Simulation results indicate that the passive balancing circuit can effectively reduce voltage deviation between cells and improve pack stability, although energy losses in the form of heat dissipation remain unavoidable. The research provides a technical basis for the design and application of passive balancing circuits in BMS, particularly for systems requiring simple structure, low cost, and ease of implementation in practical electric vehicle applications.