A koncepciósejtkiegyensúlyozásvalószínűleg legtöbbünk számára ismerős. Ennek elsősorban az az oka, hogy a sejtek jelenlegi konzisztenciája nem elég jó, és az egyensúlyozás segít ezen javítani. Ahogy nem találsz két egyforma levelet a világon, úgy nem találsz két egyforma sejtet sem. Tehát végső soron az egyensúlyozás a sejtek hiányosságainak orvoslását jelenti, és ez kompenzációs intézkedésként szolgál.
Milyen szempontok mutatják a cella következetlenségét?
Négy fő szempont van: SOC (State of Charge), belső ellenállás, önkisülési áram és kapacitás. Az egyensúlyozás azonban nem tudja teljesen feloldani ezt a négy eltérést. A kiegyensúlyozás csak az SOC-különbségeket tudja kompenzálni, mellesleg az önkisülési inkonzisztenciák kezelésére. De a belső ellenállás és kapacitás szempontjából az egyensúlyozás tehetetlen.
Hogyan keletkezik a sejt inkonzisztencia?
Ennek két fő oka van: az egyik a sejttermelés és -feldolgozás okozta inkonzisztencia, a másik pedig a sejthasználati környezet okozta inkonzisztencia. A gyártási következetlenségek olyan tényezőkből adódnak, mint a feldolgozási technikák és anyagok, ami egy nagyon összetett kérdés leegyszerűsítése. A környezeti inkonzisztenciát könnyebb megérteni, mivel minden egyes cella helyzete a PACK-ban más és más, ami környezeti különbségekhez, például enyhe hőmérséklet-ingadozásokhoz vezet. Idővel ezek a különbségek felhalmozódnak, ami sejtkonzisztenciát okoz.
Hogyan működik az egyensúlyozás?
Mint korábban említettük, a kiegyensúlyozást a sejtek közötti SOC különbségek kiküszöbölésére használják. Ideális esetben az egyes cellák SOC-ját ugyanazon tartja, lehetővé téve, hogy az összes cella egyszerre érje el a töltés és a kisütés felső és alsó feszültséghatárát, így növelve az akkumulátorcsomag hasznosítható kapacitását. Két forgatókönyv létezik az SOC-különbségekre: az egyik az, amikor a cellakapacitások azonosak, de az SOC-k eltérőek; a másik az, amikor a cellakapacitások és az SOC-k egyaránt különböznek.
Az első forgatókönyv (az alábbi ábrán a bal szélen) azonos kapacitású, de eltérő SOC-val rendelkező cellákat mutat. A legkisebb SOC-val rendelkező cella éri el először a kisülési határt (25% SOC-t feltételezve alsó határként), míg a legnagyobb SOC-val rendelkező cella éri el először a töltési határt. A kiegyenlítéssel minden cella ugyanazt az SOC-t tartja fenn a töltés és a kisütés során.
A második forgatókönyv (az alábbi ábrán balról a második) különböző kapacitású cellákat és SOC-okat foglal magában. Itt először a legkisebb kapacitású cella tölt fel és merít. A kiegyenlítéssel minden cella ugyanazt az SOC-t tartja fenn a töltés és a kisütés során.
Az egyensúlyozás fontossága
Az egyensúlyozás kulcsfontosságú funkció az aktuális sejtek számára. Kétféle egyensúlyozás létezik:aktív egyensúlyozáséspasszív egyensúlyozás. A passzív kiegyenlítés ellenállásokat használ a kisüléshez, míg az aktív kiegyensúlyozás a töltés áramlását foglalja magában a cellák között. Van némi vita ezekről a kifejezésekről, de ebbe nem megyünk bele. A gyakorlatban a passzív kiegyensúlyozást gyakrabban alkalmazzák, míg az aktív egyensúlyozást kevésbé.
A BMS kiegyenlítő áramának meghatározása
Passzív kiegyenlítésnél hogyan kell meghatározni a kiegyenlítő áramot? Ideális esetben a lehető legnagyobbnak kell lennie, de olyan tényezők, mint a költség, a hőelvezetés és a hely, kompromisszumot igényelnek.
A kiegyenlítő áram kiválasztása előtt fontos megérteni, hogy az SOC különbség az első vagy a második forgatókönyv miatt van-e. Sok esetben ez közelebb áll az első forgatókönyvhöz: a cellák szinte azonos kapacitással és SOC-val indulnak, de használatuk során, különösen az önkisülés különbségei miatt, az egyes cellák SOC-értéke fokozatosan eltérő lesz. Ezért a kiegyenlítő képességnek legalább az önkisülési különbségek hatását ki kell küszöbölnie.
Ha minden cellának azonos önkisülése lenne, nem lenne szükség a kiegyensúlyozásra. De ha különbség van az önkisülési áramban, akkor SOC különbségek keletkeznek, és ennek kompenzálására kiegyensúlyozásra van szükség. Ezenkívül, mivel az átlagos napi kiegyenlítési idő korlátozott, miközben az önkisülés naponta folytatódik, az időtényezőt is figyelembe kell venni.
Feladás időpontja: 2024.05.05
