Sąvokaląstelių balansavimastikriausiai pažįstamas daugeliui iš mūsų. Taip yra daugiausia dėl to, kad dabartinė ląstelių konsistencija nėra pakankamai gera, o balansavimas padeda tai pagerinti. Kaip pasaulyje nerasi dviejų vienodų lapų, taip pat nerasi ir dviejų vienodų ląstelių. Taigi galiausiai balansavimas yra skirtas ląstelių trūkumams pašalinti, o tai yra kompensacinė priemonė.
Kokie aspektai rodo ląstelių nenuoseklumą?
Yra keturi pagrindiniai aspektai: SOC (State of Charge), vidinė varža, savaiminio išsikrovimo srovė ir talpa. Tačiau balansavimas negali visiškai išspręsti šių keturių neatitikimų. Balansavimas gali kompensuoti tik SOC skirtumus, beje, pašalinant savaiminio išsikrovimo neatitikimus. Tačiau dėl vidinio pasipriešinimo ir talpos balansavimas yra bejėgis.
Kaip atsiranda ląstelių nenuoseklumas?
Yra dvi pagrindinės priežastys: viena yra nenuoseklumas, kurį sukelia ląstelių gamyba ir apdorojimas, o kita - nenuoseklumas, kurį sukelia ląstelių naudojimo aplinka. Gamybos neatitikimai atsiranda dėl tokių veiksnių kaip apdorojimo būdai ir medžiagos, o tai yra labai sudėtingo klausimo supaprastinimas. Aplinkos nenuoseklumą lengviau suprasti, nes kiekvienos ląstelės padėtis PACK yra skirtinga, todėl atsiranda aplinkos skirtumų, pvz., nedideli temperatūros svyravimai. Laikui bėgant šie skirtumai kaupiasi, sukeldami ląstelių nenuoseklumą.
Kaip veikia balansavimas?
Kaip minėta anksčiau, balansavimas naudojamas norint pašalinti SOC skirtumus tarp ląstelių. Idealiu atveju jis išlaiko vienodą kiekvieno elemento SOC, todėl visi elementai vienu metu pasiekia viršutinę ir apatinę įkrovimo ir iškrovimo įtampos ribas, taip padidindami naudojamą akumuliatoriaus talpą. Yra du SOC skirtumų scenarijai: vienas – kai ląstelių pajėgumai yra vienodi, bet SOC skiriasi; kitas yra tada, kai ląstelių pajėgumai ir SOC skiriasi.
Pirmajame scenarijuje (toliau esančioje iliustracijoje kairėje) rodomos tokios pat talpos, bet skirtingos SOC ląstelės. Ląstelė su mažiausiu SOC pirmiausia pasiekia iškrovos ribą (darant prielaidą, kad 25% SOC yra apatinė riba), o elementas su didžiausiu SOC pirmiausia pasiekia įkrovos ribą. Su balansavimu visos ląstelės palaiko tą patį SOC įkrovimo ir iškrovimo metu.
Antrasis scenarijus (antras iš kairės toliau pateiktoje iliustracijoje) apima skirtingų pajėgumų ir SOC elementus. Čia pirmiausia įkrauna ir išsikrauna mažiausio pajėgumo elementas. Su balansavimu visos ląstelės palaiko tą patį SOC įkrovimo ir iškrovimo metu.
Balansavimo svarba
Balansavimas yra esminė dabartinių ląstelių funkcija. Yra du balansavimo tipai:aktyvus balansavimasirpasyvus balansavimas. Pasyvus balansavimas iškrovimui naudoja rezistorius, o aktyvus balansavimas apima įkrovos srautą tarp elementų. Yra diskusijų dėl šių terminų, bet mes į tai nesigilinsime. Praktikoje dažniau naudojamas pasyvus balansavimas, o aktyvus – rečiau.
BMS balansavimo srovės nustatymas
Kaip nustatyti balansavimo srovę pasyviam balansavimui? Idealiu atveju jis turėtų būti kuo didesnis, tačiau tokie veiksniai kaip kaina, šilumos išsklaidymas ir erdvė reikalauja kompromiso.
Prieš pasirenkant balansavimo srovę, svarbu suprasti, ar SOC skirtumas atsirado dėl pirmojo ar antrojo scenarijaus. Daugeliu atvejų tai yra arčiau pirmojo scenarijaus: elementų talpa ir SOC prasideda beveik identiškai, tačiau naudojant, ypač dėl savaiminio išsikrovimo skirtumų, kiekvienos ląstelės SOC palaipsniui tampa skirtinga. Todėl balansavimo galimybė turėtų bent jau pašalinti savaiminio išsikrovimo skirtumų poveikį.
Jei visos ląstelės turėtų vienodą savaiminį išsikrovimą, balansavimas nebūtų reikalingas. Bet jei yra savaiminio išsikrovimo srovės skirtumas, atsiras SOC skirtumai, ir norint tai kompensuoti, reikia balansuoti. Be to, kadangi vidutinis dienos balansavimo laikas yra ribotas, o savaiminis išsikrovimas tęsiasi kasdien, reikia atsižvelgti ir į laiko veiksnį.
Paskelbimo laikas: 2024-05-05
