Rozmowa o funkcji równoważącej BMS

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. Ostatecznie równoważenie ma zatem na celu wyeliminowanie niedostatków komórek, działając 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 jest w stanie całkowicie rozwiązać tych czterech rozbieżności. Równoważenie może jedynie kompensować różnice w SOC, a przy okazji rozwiązywać problemy z samorozładowaniem. Jednak w przypadku rezystancji wewnętrznej i pojemności równoważenie jest bezużyteczne.

 

Skąd bierze się niespójność komórek?

Istnieją dwa główne powody: jeden to niespójność spowodowana produkcją i przetwarzaniem ogniw, a drugi to niespójność spowodowana środowiskiem użytkowania ogniw. Niespójności produkcyjne wynikają z czynników takich jak techniki przetwarzania i materiały, co stanowi uproszczenie bardzo złożonego problemu. Niespójność środowiskowa jest łatwiejsza do zrozumienia, ponieważ położenie każdej komórki w PACK jest inne, co prowadzi do różnic środowiskowych, takich jak niewielkie wahania temperatury. Z czasem te różnice kumulują się, powodując niespójność ogniw.

 

Jak działa równoważenie?

Jak wspomniano wcześniej, równoważenie służy do niwelowania różnic w SOC między ogniwami. W idealnym przypadku utrzymuje ono SOC każdego ogniwa na tym samym poziomie, umożliwiając wszystkim ogniwom jednoczesne osiągnięcie górnej i dolnej granicy napięcia ładowania i rozładowania, zwiększając w ten sposób użyteczną pojemność akumulatora. Istnieją dwa scenariusze różnic w SOC: jeden, gdy pojemności ogniw są takie same, ale SOC są różne; drugi, gdy pojemności ogniw i SOC są różne.

 

Pierwszy scenariusz (po lewej stronie na poniższej ilustracji) przedstawia ogniwa o tej samej pojemności, ale o różnym SOC. Ogniwo o najmniejszym SOC osiąga limit rozładowania jako pierwsze (przyjmując 25% SOC jako dolną granicę), podczas gdy ogniwo o największym SOC osiąga limit naładowania 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 stanach naładowania (SOC). W tym przypadku, ogniwo o najmniejszej pojemności ładuje się i rozładowuje jako pierwsze. Dzięki równoważeniu, wszystkie ogniwa utrzymują ten sam stan naładowania (SOC) podczas ładowania i rozładowywania.