Il concetto dibilanciamento cellulareprobabilmente è familiare alla maggior parte di noi. Ciò è dovuto principalmente al fatto che la consistenza attuale delle celle non è abbastanza buona e il bilanciamento aiuta a migliorarla. Proprio come non puoi trovare due foglie identiche nel mondo, non puoi nemmeno trovare due cellule identiche. Quindi, in definitiva, il bilanciamento consiste nell’affrontare le carenze delle cellule, fungendo da misura compensativa.
Quali aspetti mostrano l'incoerenza delle celle?
Esistono quattro aspetti principali: SOC (stato di carica), resistenza interna, corrente di autoscarica e capacità. Tuttavia, il bilanciamento non può risolvere completamente queste quattro discrepanze. Il bilanciamento può solo compensare le differenze di SOC, affrontando incidentalmente le incoerenze di autoscarica. Ma per la resistenza e la capacità interne, il bilanciamento è impotente.
Come viene causata l'incoerenza delle celle?
Ci sono due ragioni principali: una è l'incoerenza causata dalla produzione e lavorazione delle cellule, e l'altra è l'incoerenza causata dall'ambiente di utilizzo delle cellule. Le incoerenze produttive derivano da fattori come le tecniche di lavorazione e i materiali, il che rappresenta una semplificazione di una questione molto complessa. L'incoerenza ambientale è più facile da comprendere, poiché la posizione di ciascuna cella nel PACK è diversa, portando a differenze ambientali come lievi variazioni di temperatura. Nel tempo, queste differenze si accumulano, causando incoerenze cellulari.
Come funziona il bilanciamento?
Come accennato in precedenza, il bilanciamento viene utilizzato per eliminare le differenze di SOC tra le celle. Idealmente, mantiene lo stesso SOC di ciascuna cella, consentendo a tutte le celle di raggiungere simultaneamente i limiti di tensione superiore e inferiore di carica e scarica, aumentando così la capacità utilizzabile del pacco batteria. Esistono due scenari per le differenze di SOC: uno è quando le capacità delle celle sono le stesse ma i SOC sono diversi; l'altro è quando le capacità delle celle e i SOC sono entrambi diversi.
Il primo scenario (più a sinistra nell'illustrazione seguente) mostra celle con la stessa capacità ma SOC diversi. La cella con il SOC più piccolo raggiunge per prima il limite di scarica (assumendo il 25% SOC come limite inferiore), mentre la cella con il SOC più grande raggiunge per prima il limite di carica. Con il bilanciamento, tutte le celle mantengono lo stesso SOC durante la carica e la scarica.
Il secondo scenario (il secondo da sinistra nell'illustrazione seguente) coinvolge celle con capacità e SOC diversi. In questo caso la cella con la capacità più piccola si carica e si scarica per prima. Con il bilanciamento, tutte le celle mantengono lo stesso SOC durante la carica e la scarica.
L'importanza del bilanciamento
Il bilanciamento è una funzione cruciale per le cellule attuali. Esistono due tipi di bilanciamento:bilanciamento attivoEbilanciamento passivo. Il bilanciamento passivo utilizza resistori per la scarica, mentre il bilanciamento attivo prevede il flusso di carica tra le celle. C'è qualche dibattito su questi termini, ma non entreremo in questo. Nella pratica il bilanciamento passivo è più comunemente utilizzato, mentre il bilanciamento attivo è meno comune.
Decidere la corrente di bilanciamento per il BMS
Per il bilanciamento passivo, come deve essere determinata la corrente di bilanciamento? Idealmente, dovrebbe essere il più grande possibile, ma fattori come il costo, la dissipazione del calore e lo spazio richiedono un compromesso.
Prima di scegliere la corrente di bilanciamento, è importante capire se la differenza di SOC è dovuta allo scenario uno o allo scenario due. In molti casi, è più vicino allo scenario uno: le celle iniziano con capacità e SOC quasi identici, ma man mano che vengono utilizzate, soprattutto a causa delle differenze nell'autoscarica, il SOC di ciascuna cella diventa gradualmente diverso. Pertanto, la capacità di bilanciamento dovrebbe almeno eliminare l'impatto delle differenze di autoscarica.
Se tutte le celle avessero un'autoscarica identica, il bilanciamento non sarebbe necessario. Ma se c'è una differenza nella corrente di autoscarica, si verificheranno differenze di SOC ed è necessario un bilanciamento per compensare ciò. Inoltre, poiché il tempo medio di bilanciamento giornaliero è limitato mentre l'autoscarica continua quotidianamente, è necessario considerare anche il fattore tempo.
Orario di pubblicazione: 05-lug-2024
