Begreppetcellbalanseringär förmodligen bekant för de flesta av oss. Detta beror främst på att cellernas nuvarande konsistens inte är tillräckligt bra, och balansering hjälper till att förbättra detta. Precis som man inte kan hitta två identiska blad i världen, kan man inte heller hitta två identiska celler. Så i slutändan handlar balansering om att åtgärda cellernas brister och fungera som en kompenserande åtgärd.
Vilka aspekter visar cellinkonsekvens?
Det finns fyra huvudaspekter: SOC (laddningstillstånd), intern resistans, självurladdningsström och kapacitet. Balansering kan dock inte helt lösa dessa fyra avvikelser. Balansering kan bara kompensera för SOC-skillnader, och för övrigt åtgärda inkonsekvenser i självurladdning. Men för intern resistans och kapacitet är balansering kraftlös.
Hur orsakas cellinkonsekvens?
Det finns två huvudskäl: den ena är inkonsekvensen som orsakas av cellproduktion och bearbetning, och den andra är inkonsekvensen som orsakas av cellens användningsmiljö. Produktionsinkonsekvenser uppstår på grund av faktorer som bearbetningstekniker och material, vilket är en förenkling av en mycket komplex fråga. Miljöinkonsekvenser är lättare att förstå, eftersom varje cells position i PACK är olika, vilket leder till miljöskillnader som små temperaturvariationer. Med tiden ackumuleras dessa skillnader, vilket orsakar cellinkonsekvenser.
Hur fungerar balansering?
Som tidigare nämnts används balansering för att eliminera skillnader i SOC mellan celler. Idealiskt sett håller den varje cells SOC densamma, vilket gör att alla celler kan nå de övre och nedre spänningsgränserna för laddning och urladdning samtidigt, vilket ökar batteriets användbara kapacitet. Det finns två scenarier för SOC-skillnader: det ena är när cellkapaciteten är densamma men SOC:erna är olika; det andra är när cellkapaciteten och SOC:erna är olika.
Det första scenariot (längst till vänster i illustrationen nedan) visar celler med samma kapacitet men olika laddningsnivåer (SOC). Cellen med den minsta SOC når urladdningsgränsen först (antaget 25 % SOC är den nedre gränsen), medan cellen med den största SOC når laddningsgränsen först. Med balansering bibehåller alla celler samma SOC under laddning och urladdning.
Det andra scenariot (det andra från vänster i illustrationen nedan) involverar celler med olika kapaciteter och SOC:er. Här laddas och urladdas cellen med den lägsta kapaciteten först. Vid balansering bibehåller alla celler samma SOC under laddning och urladdning.
Vikten av balansering
Balansering är en avgörande funktion för befintliga celler. Det finns två typer av balansering:aktiv balanseringochpassiv balanseringPassiv balansering använder motstånd för urladdning, medan aktiv balansering involverar laddningsflöde mellan celler. Det finns en del debatt om dessa termer, men vi kommer inte att gå in på det. Passiv balansering används oftare i praktiken, medan aktiv balansering är mindre vanligt.
Bestämning av balansström för BMS
Hur ska balansströmmen bestämmas vid passiv balansering? Helst bör den vara så stor som möjligt, men faktorer som kostnad, värmeavledning och utrymme kräver en kompromiss.
Innan man väljer balanseringsström är det viktigt att förstå om skillnaden i SOC beror på scenario ett eller scenario två. I många fall är det närmare scenario ett: celler börjar med nästan identisk kapacitet och SOC, men allt eftersom de används, särskilt på grund av skillnader i självurladdning, blir varje cells SOC gradvis olika. Därför bör balanseringsförmågan åtminstone eliminera effekten av skillnader i självurladdning.
Om alla celler hade identisk självurladdning skulle balansering inte vara nödvändig. Men om det finns en skillnad i självurladdningsströmmen kommer skillnader i laddningsströmmen att uppstå, och balansering behövs för att kompensera för detta. Eftersom den genomsnittliga dagliga balanseringstiden är begränsad medan självurladdningen fortsätter dagligen måste tidsfaktorn också beaktas.
Publiceringstid: 5 juli 2024
