A koncepciósejtkiegyensúlyozásvalószínűleg a legtöbbünk számára ismerős. Ez főként azért van, mert a sejtek jelenlegi konzisztenciája nem elég jó, és a kiegyensúlyozás segít ezen javítani. Ahogyan nem találunk két egyforma levelet a világon, úgy két egyforma sejtet sem. Tehát végső soron a kiegyensúlyozás célja a sejtek hiányosságainak kezelése, kompenzációs intézkedésként szolgálva.
Milyen szempontok mutatják a sejtek inkonzisztenciáját?
Négy fő szempont van: a töltési állapot (SOC), a belső ellenállás, az önkisülési áram és a kapacitás. A kiegyenlítés azonban nem tudja teljesen megoldani ezt a négy eltérést. A kiegyenlítés csak a töltési állapotbeli különbségeket kompenzálja, és esetleg az önkisülési inkonzisztenciákat is kezeli. A belső ellenállás és a kapacitás esetében azonban a kiegyenlítés tehetetlen.
Hogyan alakul ki a sejtek inkonzisztenciája?
Két fő ok van: az egyik a sejtek termelése és feldolgozása által okozott inkonzisztencia, a másik pedig a sejtek felhasználási környezete által okozott inkonzisztencia. A termelési inkonzisztenciák olyan tényezőkből fakadnak, mint a feldolgozási technikák és anyagok, ami egy nagyon összetett probléma leegyszerűsítése. A környezeti inkonzisztencia könnyebben érthető, mivel minden sejt helye a PACK-ban más, ami környezeti különbségekhez, például a hőmérséklet enyhe változásaihoz vezet. Idővel ezek a különbségek felhalmozódnak, ami sejtek inkonzisztenciáját okozza.
Hogyan működik a kiegyensúlyozás?
Amint azt korábban említettük, a kiegyenlítést a cellák közötti töltöttségi szint (SOC) különbségek kiküszöbölésére használják. Ideális esetben minden cella SOC-értéke azonos marad, lehetővé téve, hogy minden cella egyszerre érje el a töltés és a kisütés felső és alsó feszültséghatárát, ezáltal növelve az akkumulátorcsomag használható kapacitását. A SOC-különbségeknek két forgatókönyve van: az egyik, amikor a cellakapacitások azonosak, de a SOC-értékek eltérőek; a másik, amikor a cellakapacitások és a SOC-értékek egyaránt eltérőek.
Az első forgatókönyv (az alábbi ábrán balra látható) azonos kapacitású, de eltérő töltöttségi szinttel (SOC) rendelkező cellákat mutat. A legkisebb töltöttségi szinttel rendelkező cella éri el először a kisütési határt (feltételezve, hogy az alsó határ 25% SOC), míg a legnagyobb töltöttségi szinttel rendelkező cella éri el először a töltési határt. Kiegyenlítés esetén minden cella ugyanazt a töltöttségi szintet tartja fenn töltés és kisütés közben.
A második forgatókönyv (balról a második az alábbi ábrán) különböző kapacitású és SOC-jú cellákat használ. Itt a legkisebb kapacitású cella töltődik és merül le először. Kiegyenlítés esetén minden cella ugyanazt a SOC-t tartja fenn töltés és kisütés közben.
Az egyensúlyozás fontossága
A kiegyensúlyozás kulcsfontosságú funkció az áramcellák számára. Kétféle kiegyensúlyozás létezik:aktív kiegyensúlyozáséspasszív kiegyensúlyozásA passzív kiegyenlítés ellenállásokat használ a kisüléshez, míg az aktív kiegyenlítés a töltés áramlását jelenti a cellák között. Van némi vita ezekről a kifejezésekről, de ebbe most nem megyünk bele. A passzív kiegyenlítést gyakrabban használják a gyakorlatban, míg az aktív kiegyenlítés ritkább.
A BMS kiegyenlítő áramának meghatározása
Passzív kiegyenlítés esetén 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 forgatókönyvnek köszönhető-e. Sok esetben közelebb áll az első forgatókönyvhöz: a cellák szinte azonos kapacitással és SOC-val indulnak, de használatuk során, különösen az önkisülésbeli különbségek miatt, az egyes cellák SOC-értéke fokozatosan eltérővé válik. Ezért a kiegyenlítő képességnek legalább ki kell küszöbölnie az önkisülési különbségek hatását.
Ha minden cellának azonos az önkisülése, akkor a kiegyenlítés nem lenne szükséges. De ha az önkisülési áramban eltérés van, akkor az SOC-különbségek keletkeznek, és a kiegyenlítésre szükség van ennek kompenzálására. Továbbá, mivel az átlagos napi kiegyenlítési idő korlátozott, míg az önkisülés naponta folytatódik, az időtényezőt is figyelembe kell venni.
Közzététel ideje: 2024. július 5.
