Koncepcjarównoważenie komórekjest prawdopodobnie znane większości z nas. Dzieje się tak głównie dlatego, że obecna spójność komórek nie jest wystarczająco dobra, a równoważenie pomaga to poprawić. Tak jak nie można znaleźć dwóch identycznych liści na świecie, tak samo nie można znaleźć dwóch identycznych komórek. Tak więc ostatecznie równoważenie ma na celu zajęcie się niedociągnięciami komórek, służąc jako środek kompensacyjny.
Jakie aspekty wskazują na niespójność komórek?
Istnieją cztery główne aspekty: SOC (stan naładowania), rezystancja wewnętrzna, prąd samorozładowania i pojemność. Jednak równoważenie nie może całkowicie rozwiązać tych czterech rozbieżności. Równoważenie może jedynie kompensować różnice SOC, przy okazji rozwiązując niespójności samorozładowania. Ale w przypadku rezystancji wewnętrznej i pojemności równoważenie jest bezsilne.
Skąd bierze się niespójność komórek?
Istnieją dwa główne powody: jeden to niespójność spowodowana produkcją i przetwarzaniem komórek, a drugi to niespójność spowodowana środowiskiem użytkowania komórek. Niespójności produkcyjne wynikają z czynników takich jak techniki przetwarzania i materiały, co jest uproszczeniem bardzo złożonego problemu. Niespójność środowiskowa jest łatwiejsza do zrozumienia, ponieważ pozycja każdej komórki w PACK jest inna, co prowadzi do różnic środowiskowych, takich jak niewielkie wahania temperatury. Z czasem te różnice kumulują się, powodując niespójność komórek.
Jak działa równoważenie?
Jak wspomniano wcześniej, równoważenie służy do eliminowania różnic SOC między ogniwami. W idealnym przypadku utrzymuje ono SOC każdego ogniwa na tym samym poziomie, umożliwiając wszystkim ogniwom osiągnięcie górnych i dolnych limitów napięcia ładowania i rozładowania jednocześnie, zwiększając w ten sposób użyteczną pojemność akumulatora. Istnieją dwa scenariusze różnic SOC: jeden, gdy pojemności ogniw są takie same, ale SOC są różne; drugi, gdy pojemności ogniw i SOC są różne.
Pierwszy scenariusz (najbardziej po lewej na poniższej ilustracji) pokazuje ogniwa o tej samej pojemności, ale różnym SOC. Ogniwo o najmniejszym SOC osiąga limit rozładowania jako pierwsze (przyjmując 25% SOC jako dolny limit), podczas gdy ogniwo o największym SOC osiąga limit ładowania jako pierwsze. Dzięki równoważeniu wszystkie ogniwa utrzymują ten sam SOC podczas ładowania i rozładowywania.
Drugi scenariusz (drugi od lewej na poniższej ilustracji) obejmuje ogniwa o różnych pojemnościach i SOC. Tutaj ogniwo o najmniejszej pojemności ładuje się i rozładowuje jako pierwsze. Przy równoważeniu wszystkie ogniwa utrzymują ten sam SOC podczas ładowania i rozładowywania.
Znaczenie równowagi
Wyważanie jest kluczową funkcją dla obecnych ogniw. Istnieją dwa rodzaje wyważania:aktywne równoważenieIpasywne równoważenie. Pasywne wyważanie wykorzystuje rezystory do rozładowania, podczas gdy aktywne wyważanie obejmuje przepływ ładunku między ogniwami. Istnieje pewna debata na temat tych terminów, ale nie będziemy się w to zagłębiać. Pasywne wyważanie jest powszechniej stosowane w praktyce, podczas gdy aktywne wyważanie jest mniej powszechne.
Określanie prądu równoważącego dla BMS
W przypadku pasywnego wyważania, jak należy określić prąd wyważania? W idealnym przypadku powinien być jak największy, ale czynniki takie jak koszt, rozpraszanie ciepła i przestrzeń wymagają kompromisu.
Przed wyborem prądu równoważącego ważne jest zrozumienie, czy różnica SOC wynika ze scenariusza pierwszego czy drugiego. W wielu przypadkach jest to bliższe scenariuszowi pierwszemu: ogniwa zaczynają z niemal identyczną pojemnością i SOC, ale w miarę ich użytkowania, zwłaszcza z powodu różnic w samorozładowaniu, SOC każdego ogniwa stopniowo staje się inne. Dlatego zdolność równoważenia powinna przynajmniej eliminować wpływ różnic w samorozładowaniu.
Gdyby wszystkie ogniwa miały identyczne samorozładowanie, równoważenie nie byłoby konieczne. Ale jeśli istnieje różnica w prądzie samorozładowania, pojawią się różnice SOC, a równoważenie jest potrzebne, aby to zrekompensować. Ponadto, ponieważ średni dzienny czas równoważenia jest ograniczony, podczas gdy samorozładowanie trwa codziennie, należy również wziąć pod uwagę czynnik czasu.
Czas publikacji: 05-07-2024
