Koncepcjarównoważenie komórekjest prawdopodobnie znane większości z nas. Dzieje się tak głównie dlatego, że bieżąca konsystencja komórek nie jest wystarczająco dobra, a równoważenie pomaga to poprawić. Tak jak nie można znaleźć na świecie dwóch identycznych liści, tak nie można znaleźć dwóch identycznych komórek. Ostatecznie równoważenie ma na celu zaradzenie brakom ogniw i służy jako środek kompensacyjny.
Jakie aspekty wykazują 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, przypadkowo eliminując niespójności w zakresie samorozładowania. Ale w przypadku wewnętrznego oporu i pojemności równoważenie jest bezsilne.
Jak powstaje niespójność komórek?
Istnieją dwie główne przyczyny: jedna to niespójność spowodowana produkcją i przetwarzaniem komórek, a druga to niespójność spowodowana środowiskiem użytkowania komórek. Niespójności w produkcji wynikają z takich czynników, jak techniki przetwarzania i materiały, co stanowi uproszczenie bardzo złożonego problemu. Niespójność środowiskowa jest łatwiejsza do zrozumienia, ponieważ pozycja każdej komórki w PAKIECIE jest inna, co prowadzi do różnic środowiskowych, takich jak niewielkie różnice temperatury. Z biegiem czasu różnice te kumulują się, powodując niespójność komórek.
Jak działa balansowanie?
Jak wspomniano wcześniej, równoważenie służy do eliminacji różnic SOC pomiędzy komórkami. W idealnym przypadku utrzymuje taki sam współczynnik SOC każdego ogniwa, umożliwiając wszystkim ogniwom jednoczesne osiągnięcie górnej i dolnej granicy napięcia ładowania i rozładowania, zwiększając w ten sposób użyteczną pojemność pakietu akumulatorów. Istnieją dwa scenariusze różnic w SOC: jeden ma miejsce, gdy pojemność ogniw jest taka sama, ale SOC są różne; drugi ma miejsce, gdy pojemność ogniw i SOC są różne.
Pierwszy scenariusz (najbardziej po lewej stronie na poniższej ilustracji) przedstawia komórki o tej samej pojemności, ale różnych SOC. Ogniwo z najmniejszym SOC jako pierwsze osiąga limit rozładowania (przyjmując 25% SOC jako dolną granicę), natomiast ogniwo z największym SOC jako pierwsze osiąga limit ładowania. 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. Dzięki równoważeniu wszystkie ogniwa utrzymują ten sam SOC podczas ładowania i rozładowywania.
Znaczenie równoważenia
Równoważenie jest kluczową funkcją obecnych ogniw. Istnieją dwa rodzaje równoważenia:aktywne równoważenieIrównoważenie pasywne. Równoważenie pasywne wykorzystuje rezystory do rozładowywania, podczas gdy równoważenie aktywne obejmuje przepływ ładunku pomiędzy ogniwami. Trwa dyskusja na temat tych terminów, ale nie będziemy się w to zagłębiać. W praktyce częściej stosuje się równoważenie pasywne, rzadziej aktywne.
Określanie prądu równoważącego dla BMS
Jak w przypadku równoważenia pasywnego należy określić prąd równoważenia? W idealnym przypadku powinien być tak duży, jak to możliwe, ale czynniki takie jak koszt, rozpraszanie ciepła i przestrzeń wymagają kompromisu.
Przed wyborem prądu równoważącego ważne jest, aby zrozumieć, czy różnica SOC wynika ze scenariusza pierwszego, czy scenariusza drugiego. W wielu przypadkach jest to bliższe scenariuszowi pierwszemu: ogniwa zaczynają z niemal identyczną pojemnością i SOC, ale w miarę użytkowania, zwłaszcza ze względu na różnice w samorozładowaniu, SOC każdego ogniwa stopniowo się zmienia. Dlatego zdolność równoważenia powinna przynajmniej eliminować wpływ różnic w samorozładowaniu.
Gdyby wszystkie ogniwa charakteryzowały się identycznym samorozładowaniem, równoważenie nie byłoby konieczne. Jeśli jednak wystąpi różnica w prądzie samorozładowania, pojawią się różnice w SOC i konieczne będzie zrównoważenie, aby to skompensować. Dodatkowo, ponieważ średni dzienny czas równoważenia jest ograniczony, podczas gdy samorozładowanie trwa codziennie, należy również wziąć pod uwagę czynnik czasu.
Czas publikacji: 05 lipca 2024 r
