Konceptvyvažování buněkje pravděpodobně většině z nás známá. Je to hlavně proto, že současná konzistence buněk není dostatečně dobrá a vyvažování ji pomáhá zlepšit. Stejně jako na světě nenajdete dva stejné listy, nenajdete ani dvě stejné buňky. Vyvažování tedy v konečném důsledku slouží k řešení nedostatků buněk a slouží jako kompenzační opatření.
Jaké aspekty ukazují na nekonzistenci buněk?
Existují čtyři hlavní aspekty: SOC (stav nabití), vnitřní odpor, proud samovybíjení a kapacita. Vyvažování však nemůže tyto čtyři rozdíly zcela vyřešit. Vyvažování může pouze kompenzovat rozdíly v SOC a mimochodem řešit nesrovnalosti v samovybíjení. Ale u vnitřního odporu a kapacity je vyvažování bezmocné.
Jak je způsobena nekonzistence buněk?
Existují dva hlavní důvody: jedním je nekonzistence způsobená produkcí a zpracováním buněk a druhým je nekonzistence způsobená prostředím, ve kterém se buňky používají. Nekonzistence ve výrobě vznikají z faktorů, jako jsou techniky zpracování a materiály, což je zjednodušení velmi složitého problému. Nekonzistence v prostředí je snáze pochopitelná, protože pozice každé buňky v PACK je jiná, což vede k rozdílům v prostředí, jako jsou mírné změny teploty. Postupem času se tyto rozdíly hromadí a způsobují nekonzistenci buněk.
Jak funguje vyvažování?
Jak již bylo zmíněno, vyvažování se používá k eliminaci rozdílů v nabití (SOC) mezi články. V ideálním případě udržuje nabití (SOC) každého článku stejné, což umožňuje všem článkům dosáhnout horní a dolní napěťové hranice nabíjení a vybíjení současně, čímž se zvyšuje využitelná kapacita baterie. Existují dva scénáře rozdílů v nabití (SOC): jeden je, když jsou kapacity článků stejné, ale nabití (SOC) se liší; druhý je, když se kapacity článků i nabití (SOC) liší.
První scénář (na obrázku níže úplně vlevo) zobrazuje články se stejnou kapacitou, ale různým stavem nabití (SOC). Článek s nejmenším stavem nabití (SOC) dosáhne limitu vybíjení jako první (za předpokladu 25% SOC jako spodní limitu), zatímco článek s největším stavem nabití (SOC) dosáhne limitu nabití jako první. Díky vyvažování si všechny články udržují stejný stav nabití (SOC) během nabíjení a vybíjení.
Druhý scénář (druhý zleva na obrázku níže) zahrnuje články s různou kapacitou a stavem nabití (SOC). Zde se článek s nejmenší kapacitou nabíjí a vybíjí jako první. Díky vyvažování si všechny články udržují během nabíjení a vybíjení stejný stav nabití (SOC).
Důležitost vyvážení
Vyvažování je klíčovou funkcí pro proudové články. Existují dva typy vyvažování:aktivní vyvažováníapasivní vyvažováníPasivní vyvažování využívá k vybíjení rezistory, zatímco aktivní vyvažování zahrnuje tok náboje mezi články. O těchto pojmech se vedou určité debaty, ale nebudeme se jimi zabývat. Pasivní vyvažování se v praxi používá běžněji, zatímco aktivní vyvažování je méně běžné.
Určení vyrovnávacího proudu pro BMS
Jak by se měl stanovit vyvažovací proud pro pasivní vyvažování? V ideálním případě by měl být co největší, ale faktory jako náklady, odvod tepla a prostor vyžadují kompromis.
Před volbou vyvažovacího proudu je důležité pochopit, zda je rozdíl v nabití (SOC) způsoben scénářem jedna nebo scénářem dva. V mnoha případech se to blíží scénáři jedna: články začínají s téměř identickou kapacitou a nabitím (SOC), ale s postupným používáním, zejména kvůli rozdílům v samovybíjení, se nabití (SOC) každého článku postupně liší. Vyvažovací schopnost by proto měla alespoň eliminovat dopad rozdílů v samovybíjení.
Pokud by všechny články měly stejné samovybíjení, vyvažování by nebylo nutné. Pokud by však byl rozdíl v samovybíjecím proudu, vznikly by rozdíly v nabití (SOC) a pro kompenzaci je nutné vyvažování. Navíc, protože průměrná denní doba vyvažování je omezená, zatímco samovybíjení probíhá denně, je třeba zohlednit i časový faktor.
Čas zveřejnění: 5. července 2024
