Konceptvyrovnávání buněkje asi většině z nás známé. Je to hlavně proto, že současná konzistence buněk není dostatečně dobrá a vyvažování to pomáhá zlepšit. Stejně jako na světě nemůžete najít dva stejné listy, nemůžete najít ani dvě stejné buňky. Takže v konečném důsledku má vyvažování řešit nedostatky buněk a slouží jako kompenzační opatření.
Jaké aspekty ukazují nekonzistenci buněk?
Existují čtyři hlavní aspekty: SOC (State of Charge), vnitřní odpor, samovybíjecí proud a kapacita. Balancování však nemůže zcela vyřešit tyto čtyři nesrovnalosti. Vyvažování může pouze kompenzovat rozdíly SOC, mimochodem řeší nekonzistence samovybíjení. Ale pro vnitřní odpor a kapacitu 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 používání buněk. Nekonzistence ve výrobě vznikají z faktorů, jako jsou techniky zpracování a materiály, což je zjednodušení velmi složitého problému. Nekonzistenci prostředí je snazší pochopit, protože pozice každé buňky v PACKu je odlišná, což vede k rozdílům v prostředí, jako jsou mírné změny teploty. Postupem času se tyto rozdíly hromadí, což způsobuje nekonzistenci buněk.
Jak funguje vyvažování?
Jak již bylo zmíněno dříve, balancování se používá k odstranění rozdílů SOC mezi buňkami. V ideálním případě udržuje SOC každého článku stejnou, což umožňuje všem článkům dosáhnout horní a dolní meze napětí nabíjení a vybíjení současně, čímž se zvyšuje využitelná kapacita bateriového bloku. Existují dva scénáře rozdílů SOC: jedním je situace, kdy jsou kapacity buněk stejné, ale SOC se liší; druhý je, když se kapacity buněk a SOC liší.
První scénář (na obrázku níže vlevo) ukazuje buňky se stejnou kapacitou, ale různými SOC. Článek s nejmenší SOC dosáhne nejdříve limitu vybití (za předpokladu 25% SOC jako spodního limitu), zatímco článek s největším SOC dosáhne limitu nabití jako první. Při vyvažování si všechny články udržují stejnou SOC během nabíjení a vybíjení.
Druhý scénář (druhý zleva na obrázku níže) zahrnuje buňky s různými kapacitami a SOC. Zde se nejdříve nabíjí a vybíjí článek s nejmenší kapacitou. Při vyvažování si všechny články udržují stejnou SOC během nabíjení a vybíjení.
Význam vyvažování
Vyrovnávání je klíčovou funkcí pro současné buňky. Existují dva typy vyvážení:aktivní vyvažováníapasivní vyvážení. Pasivní vyvažování využívá k vybíjení rezistory, zatímco aktivní vyvažování zahrnuje tok náboje mezi články. O těchto pojmech se vede určitá debata, ale nebudeme to rozebírat. V praxi se častěji používá pasivní vyvažování, méně obvyklé je aktivní vyvažování.
Rozhodování o vyrovnávacím proudu pro BMS
Jak by se měl u pasivního vyvažování určit vyrovnávací proud? V ideálním případě by měl být co největší, ale faktory jako náklady, odvod tepla a prostor vyžadují kompromis.
Před výběrem vyrovnávacího proudu je důležité pochopit, zda je rozdíl SOC způsoben scénářem jedna nebo scénářem dva. V mnoha případech se to blíží scénáři jedna: články začínají s téměř identickou kapacitou a SOC, ale jak se používají, zejména kvůli rozdílům v samovybíjení, SOC každého článku se postupně mění. Proto by měla vyvažovací schopnost alespoň eliminovat dopad rozdílů samovybíjení.
Pokud by všechny články měly stejné samovybíjení, nebylo by nutné vyvažování. Ale pokud existuje rozdíl v samovybíjecím proudu, vzniknou rozdíly SOC a je zapotřebí vyvážení, aby se to kompenzovalo. Navíc, protože průměrná denní doba vyrovnávání je omezená, zatímco samovybíjení pokračuje denně, je třeba vzít v úvahu také časový faktor.
Čas odeslání: Červenec-05-2024
