Поняття пробалансування клітинмабуть знайоме більшості з нас. Це головним чином тому, що поточна консистенція клітин недостатньо хороша, і балансування допомагає покращити це. Так само як у світі не знайдеш двох однакових листків, так само не знайдеш двох однакових клітин. Отже, в кінцевому підсумку, балансування полягає в усуненні недоліків клітин, слугуючи компенсаційним заходом.
Які аспекти вказують на неузгодженість клітинок?
Є чотири основні аспекти: SOC (стан заряду), внутрішній опір, струм саморозряду та ємність. Однак балансування не може повністю вирішити ці чотири розбіжності. Балансування може лише компенсувати різницю SOC, до речі, усуваючи невідповідності саморозряду. Але для внутрішнього опору і ємності балансування безсила.
Як виникає неузгодженість клітинок?
Є дві основні причини: одна — невідповідність, спричинена виробництвом і обробкою клітин, а інша — невідповідність, спричинена середовищем використання клітини. Виробничі невідповідності виникають через такі фактори, як технології обробки та матеріали, що є спрощенням дуже складної проблеми. Неузгодженість навколишнього середовища легше зрозуміти, оскільки позиція кожної клітини в PACK є різною, що призводить до відмінностей у середовищі, таких як невеликі коливання температури. З часом ці відмінності накопичуються, викликаючи неузгодженість клітин.
Як працює балансування?
Як згадувалося раніше, балансування використовується для усунення відмінностей SOC між осередками. В ідеалі він підтримує SOC кожного елемента однаковим, дозволяючи всім елементам досягати верхньої та нижньої межі напруги заряду та розряду одночасно, таким чином збільшуючи корисну ємність акумуляторної батареї. Є два сценарії для відмінностей SOC: один – коли ємність осередків однакова, але SOC різні; інший – коли ємність осередків і SOC різні.
Перший сценарій (крайній зліва на ілюстрації нижче) показує комірки з однаковою ємністю, але різними SOC. Комірка з найменшим SOC досягає межі розряду першою (припускаючи 25% SOC як нижню межу), тоді як комірка з найбільшим SOC досягає межі заряду першою. Завдяки балансуванню всі елементи зберігають однаковий SOC під час заряджання та розряджання.
Другий сценарій (другий зліва на ілюстрації нижче) включає клітини з різною ємністю та SOC. Тут елемент із найменшою ємністю заряджається та розряджається першим. Завдяки балансуванню всі елементи зберігають однаковий SOC під час заряду та розряду.
Важливість балансування
Балансування є важливою функцією поточних клітин. Існує два типи балансування:активне балансуванняіпасивне балансування. Пасивне балансування використовує резистори для розряду, тоді як активне балансування передбачає потік заряду між елементами. Про ці терміни точаться деякі суперечки, але ми не будемо вдаватися в це. Пасивне балансування частіше використовується на практиці, а активне – рідше.
Визначення балансуючого струму для BMS
Для пасивного балансування, як слід визначати струм балансування? В ідеалі він має бути якомога більшим, але такі фактори, як вартість, розсіювання тепла та простір, вимагають компромісу.
Перш ніж вибрати балансувальний струм, важливо зрозуміти, чи різниця SOC пов’язана зі сценарієм 1 чи сценарієм 2. У багатьох випадках це ближче до першого сценарію: клітини спочатку мають майже однакову ємність і SOC, але в міру використання, особливо через різницю в саморозряді, SOC кожної клітини поступово стає іншим. Таким чином, здатність балансування повинна принаймні усунути вплив різниць саморозряду.
Якби всі комірки мали однаковий саморозряд, балансування не було б потрібно. Але якщо існує різниця в струмі саморозряду, виникнуть відмінності SOC, і для компенсації цього необхідне балансування. Крім того, оскільки середній добовий час балансування обмежений, а саморозрядження триває щодня, фактор часу також слід враховувати.
Час публікації: 05 липня 2024 р
