Il concetto dibilanciamento cellulareQuesto concetto è probabilmente familiare alla maggior parte di noi. Ciò è dovuto principalmente al fatto che l'attuale uniformità delle cellule non è sufficiente e l'equilibrio contribuisce a migliorarla. Proprio come non esistono due foglie identiche al mondo, non esistono nemmeno due cellule identiche. In definitiva, quindi, l'equilibrio serve a correggere le carenze delle cellule, fungendo da misura compensativa.
Quali aspetti evidenziano l'incoerenza cellulare?
Ci sono 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 compensare solo le differenze di SOC, affrontando incidentalmente le incongruenze dell'autoscarica. Ma per quanto riguarda la resistenza interna e la capacità, il bilanciamento è inefficace.
Quali sono le cause dell'incoerenza cellulare?
Ci sono due ragioni principali: una è l'incoerenza causata dalla produzione e dalla lavorazione delle cellule, l'altra è l'incoerenza causata dall'ambiente di utilizzo delle cellule. Le incoerenze di produzione derivano da fattori come le tecniche di lavorazione e i materiali, il che semplifica un problema molto complesso. L'incoerenza ambientale è più facile da comprendere, poiché la posizione di ciascuna cellula nel PACK è diversa, il che comporta differenze ambientali come lievi variazioni di temperatura. Nel tempo, queste differenze si accumulano, causando l'incoerenza delle cellule.
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 si verifica quando la capacità delle celle è la stessa ma il SOC è diverso; l'altro si verifica quando sia la capacità delle celle che il SOC sono diversi.
Il primo scenario (quello più a sinistra nell'illustrazione sottostante) mostra celle con la stessa capacità ma con diversi stati di carica (SOC). La cella con il SOC più basso raggiunge per prima il limite di scarica (ipotizzando un SOC del 25% come limite inferiore), mentre la cella con il SOC più alto 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 sottostante) prevede celle con capacità e SOC differenti. In questo caso, la cella con la capacità minore si carica e si scarica per prima. Grazie al bilanciamento, tutte le celle mantengono lo stesso SOC durante la carica e la scarica.
L'importanza dell'equilibrio
Il bilanciamento è una funzione cruciale per le celle di corrente. Esistono due tipi di bilanciamento:allenamenti attiviEbilanciamento passivoIl bilanciamento passivo utilizza resistori per la scarica, mentre il bilanciamento attivo prevede il flusso di carica tra le celle. Esiste un dibattito su questi termini, ma non lo approfondiremo. Il bilanciamento passivo è più comunemente utilizzato nella pratica, mentre quello attivo è meno diffuso.
Determinazione della corrente di bilanciamento per BMS
Per il bilanciamento passivo, come si dovrebbe determinare la corrente di bilanciamento? Idealmente, dovrebbe essere la più elevata possibile, ma fattori come il costo, la dissipazione del calore e lo spazio disponibile impongono 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 vicina allo scenario uno: le celle iniziano con capacità e SOC quasi identici, ma con l'utilizzo, soprattutto a causa delle differenze di 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 nello stato di carica (SOC) e il bilanciamento sarà necessario per compensarle. Inoltre, poiché il tempo medio giornaliero per il bilanciamento è limitato mentre l'autoscarica continua quotidianamente, è necessario considerare anche il fattore tempo.
Data di pubblicazione: 05-lug-2024
