Концепциябалансировка клетоквероятно, знакомо большинству из нас. Это происходит главным образом потому, что текущая согласованность ячеек недостаточно хороша, и балансировка помогает ее улучшить. Точно так же, как вы не можете найти в мире два одинаковых листа, вы не можете найти и две одинаковые клетки. Итак, в конечном итоге балансировка призвана устранить недостатки клеток, выступая в качестве компенсаторной меры.
Какие аспекты показывают несогласованность ячеек?
Существует четыре основных аспекта: SOC (состояние заряда), внутреннее сопротивление, ток саморазряда и емкость. Однако балансировка не может полностью устранить эти четыре несоответствия. Балансировка может только компенсировать различия в SOC, попутно устраняя несоответствия саморазряда. Но для внутреннего сопротивления и емкости балансировка бессильна.
Как возникает несогласованность ячеек?
Есть две основные причины: одна — несогласованность, вызванная производством и обработкой ячеек, а другая — несогласованность, вызванная средой использования ячеек. Производственные несоответствия возникают из-за таких факторов, как методы обработки и материалы, что является упрощением очень сложной проблемы. Несоответствие окружающей среды легче понять, поскольку положение каждой ячейки в PACK различно, что приводит к различиям в окружающей среде, таким как небольшие изменения температуры. Со временем эти различия накапливаются, вызывая несогласованность клеток.
Как работает балансировка?
Как упоминалось ранее, балансировка используется для устранения различий SOC между ячейками. В идеале SOC каждой ячейки остается одинаковым, что позволяет всем ячейкам одновременно достигать верхнего и нижнего пределов напряжения заряда и разряда, тем самым увеличивая полезную емкость аккумуляторной батареи. Существует два сценария различий в SOC: первый — когда емкости ячеек одинаковы, но SOC разные; другой — когда емкость ячеек и SOC различны.
В первом сценарии (крайний слева на рисунке ниже) показаны ячейки с одинаковой емкостью, но с разными SOC. Элемент с наименьшим SOC первым достигает предела разряда (при условии, что 25% SOC является нижним пределом), а элемент с самым большим SOC первым достигает предела заряда. Благодаря балансировке все элементы поддерживают один и тот же SOC во время зарядки и разрядки.
Второй сценарий (второй слева на иллюстрации ниже) включает ячейки с разной емкостью и SOC. Здесь первым заряжается и разряжается элемент с наименьшей емкостью. Благодаря балансировке все элементы поддерживают один и тот же SOC во время зарядки и разрядки.
Важность балансировки
Балансировка является важнейшей функцией нынешних клеток. Существует два типа балансировки:активная балансировкаипассивная балансировка. Пассивная балансировка использует резисторы для разряда, тогда как активная балансировка предполагает поток заряда между элементами. По поводу этих терминов ведутся некоторые споры, но мы не будем вдаваться в подробности. На практике чаще используется пассивная балансировка, а активная балансировка встречается реже.
Выбор балансировочного тока для BMS
Как следует определять ток балансировки для пассивной балансировки? В идеале он должен быть как можно большим, но такие факторы, как стоимость, рассеивание тепла и пространство, требуют компромисса.
Прежде чем выбирать ток балансировки, важно понять, связана ли разница SOC с первым или вторым сценарием. Во многих случаях это ближе к первому сценарию: элементы начинаются с практически одинаковой емкостью и SOC, но по мере их использования, особенно из-за различий в саморазряде, SOC каждой ячейки постепенно становится разным. Таким образом, возможность балансировки должна, по крайней мере, устранять влияние различий в саморазряде.
Если бы все элементы имели одинаковый саморазряд, в балансировке не было бы необходимости. Но если есть разница в токе саморазряда, возникнут различия в SOC, и для компенсации этого потребуется балансировка. Кроме того, поскольку среднесуточное время балансировки ограничено, а саморазряд продолжается ежедневно, необходимо также учитывать фактор времени.
Время публикации: 05 июля 2024 г.
