Концепціябалансування клітинймовірно, знайомий більшості з нас. Це головним чином тому, що поточна узгодженість клітин недостатньо добра, і балансування допомагає її покращити. Так само, як у світі не можна знайти двох однакових листків, так само не можна знайти двох однакових клітин. Отже, зрештою, балансування полягає у вирішенні недоліків клітин, слугуючи компенсаційним заходом.
Які аспекти показують невідповідність клітин?
Існує чотири основні аспекти: стан заряду (SOC), внутрішній опір, струм саморозряду та ємність. Однак балансування не може повністю вирішити ці чотири розбіжності. Балансування може лише компенсувати різницю в SOC, попутно вирішуючи проблеми саморозряду. Але для внутрішнього опору та ємності балансування безсиле.
Як виникає неузгодженість клітин?
Існує дві основні причини: одна — невідповідність, спричинена виробництвом та обробкою клітин, а інша — невідповідність, спричинена середовищем використання клітин. Невідповідності виробництва виникають через такі фактори, як методи обробки та матеріали, що є спрощенням дуже складного питання. Невідповідність навколишнього середовища легше зрозуміти, оскільки положення кожної клітини в PACK відрізняється, що призводить до відмінностей у навколишньому середовищі, таких як незначні коливання температури. З часом ці відмінності накопичуються, спричиняючи невідповідність клітин.
Як працює балансування?
Як згадувалося раніше, балансування використовується для усунення відмінностей у зарядному стані (SOC) між елементами. В ідеалі, воно підтримує однаковий SOC кожного елемента, дозволяючи всім елементам одночасно досягати верхньої та нижньої меж напруги заряду та розряду, тим самим збільшуючи корисну ємність акумуляторної батареї. Існує два сценарії відмінностей у SOC: один – коли ємності елементів однакові, але SOC різні; інший – коли ємності елементів та SOC різні.
Перший сценарій (крайній лівий на ілюстрації нижче) показує елементи з однаковою ємністю, але різним рівнем заряду (SOC). Елемент з найменшим рівнем заряду першим досягає межі розряду (якщо вважати, що нижня межа становить 25%), тоді як елемент з найбільшим рівнем заряду першим досягає межі заряду. Завдяки балансуванню всі елементи підтримують однаковий рівень заряду під час заряду та розряду.
Другий сценарій (другий зліва на ілюстрації нижче) стосується елементів з різною ємністю та рівнем заряду (SOC). Тут елемент з найменшою ємністю заряджається та розряджається першим. Завдяки балансуванню всі елементи підтримують однаковий рівень заряду (SOC) під час заряду та розряду.
Важливість балансування
Балансування є важливою функцією для струмових елементів. Існує два типи балансування:активне балансуванняіпасивне балансуванняПасивне балансування використовує резистори для розряду, тоді як активне балансування передбачає потік заряду між елементами. Щодо цих термінів точаться деякі суперечки, але ми не будемо вдаватися в них. Пасивне балансування частіше використовується на практиці, тоді як активне балансування рідше.
Визначення балансувального струму для BMS
Як слід визначати струм балансування для пасивного балансування? В ідеалі він має бути якомога більшим, але такі фактори, як вартість, тепловіддача та простір, вимагають компромісу.
Перш ніж вибирати струм балансування, важливо зрозуміти, чи зумовлена різниця в зарядному стані (SOC) першим чи другим сценарієм. У багатьох випадках це ближче до першого сценарію: елементи починають з майже однакової ємності та зарядного стану (SOC), але в міру їх використання, особливо через різницю в саморозряді, SOC кожного елемента поступово змінюється. Тому здатність до балансування повинна принаймні усунути вплив різниці в саморозряді.
Якби всі елементи мали однаковий саморозряд, балансування не було б потрібним. Але якщо є різниця в струмі саморозряду, виникнуть відмінності в зарядному стані (SOC), і для компенсації цього необхідне балансування. Крім того, оскільки середній добовий час балансування обмежений, тоді як саморозряд триває щодня, необхідно також враховувати фактор часу.
Час публікації: 05 липня 2024 р.
