Konceptvyvažovanie buniekje pravdepodobne známej väčšine z nás. Je to hlavne preto, že súčasná konzistencia buniek nie je dostatočne dobrá a vyváženie pomáha túto skutočnosť zlepšiť. Rovnako ako na svete nenájdete dva rovnaké listy, nenájdete ani dve rovnaké bunky. Vyvažovanie teda v konečnom dôsledku slúži na riešenie nedostatkov buniek a slúži ako kompenzačné opatrenie.
Aké aspekty ukazujú nekonzistentnosť buniek?
Existujú štyri hlavné aspekty: SOC (stav nabitia), vnútorný odpor, prúd samovybíjania a kapacita. Vyvažovanie však nedokáže tieto štyri rozdiely úplne vyriešiť. Vyvažovanie dokáže iba kompenzovať rozdiely v SOC a mimochodom riešiť nezrovnalosti v samovybíjaní. Ale v prípade vnútorného odporu a kapacity je vyváženie bezmocné.
Ako je spôsobená nekonzistencia buniek?
Existujú dva hlavné dôvody: jedným je nekonzistentnosť spôsobená výrobou a spracovaním buniek a druhým je nekonzistentnosť spôsobená prostredím, v ktorom sa bunky používajú. Nekonzistentnosť vo výrobe vyplýva z faktorov, ako sú techniky spracovania a materiály, čo je zjednodušenie veľmi zložitého problému. Nekonzistentnosť prostredia je ľahšie pochopiteľná, pretože poloha každej bunky v PACK je iná, čo vedie k rozdielom v prostredí, ako sú mierne zmeny teploty. Postupom času sa tieto rozdiely hromadia a spôsobujú nekonzistentnosť buniek.
Ako funguje vyvažovanie?
Ako už bolo spomenuté, vyvažovanie sa používa na elimináciu rozdielov v nabití (SOC) medzi článkami. V ideálnom prípade udržiava nabitie (SOC) každého článku rovnaké, čo umožňuje všetkým článkom dosiahnuť hornú a dolnú hranicu napätia pri nabíjaní a vybíjaní súčasne, čím sa zvyšuje využiteľná kapacita batérie. Existujú dva scenáre rozdielov v nabití (SOC): jeden je, keď sú kapacity článkov rovnaké, ale nabitie (SOC) sa líšia; druhý je, keď sú kapacity článkov aj nabitie (SOC) odlišné.
Prvý scenár (úplne vľavo na obrázku nižšie) zobrazuje články s rovnakou kapacitou, ale rôznym stavom nabitia (SOC). Článok s najmenším stavom nabitia (SOC) dosiahne limit vybitia ako prvý (za predpokladu, že dolná hranica je 25 % SOC), zatiaľ čo článok s najväčším stavom nabitia (SOC) dosiahne limit nabitia ako prvý. Pri vyvažovaní si všetky články udržiavajú rovnaký stav nabitia (SOC) počas nabíjania a vybíjania.
Druhý scenár (druhý zľava na obrázku nižšie) zahŕňa články s rôznymi kapacitami a stavmi nabitia (SOC). V tomto prípade sa článok s najmenšou kapacitou nabíja a vybíja ako prvý. Pri vyvažovaní si všetky články udržiavajú rovnaký stav nabitia (SOC) počas nabíjania a vybíjania.
Dôležitosť vyváženia
Vyvažovanie je kľúčovou funkciou pre prúdové články. Existujú dva typy vyvažovania:aktívne vyvažovanieapasívne vyvažovaniePasívne vyvažovanie využíva na vybíjanie rezistory, zatiaľ čo aktívne vyvažovanie zahŕňa tok náboja medzi článkami. O týchto pojmoch sa vedie určitá diskusia, ale nebudeme sa do toho púšťať. Pasívne vyvažovanie sa v praxi používa častejšie, zatiaľ čo aktívne vyvažovanie je menej bežné.
Určenie vyrovnávacieho prúdu pre BMS
Ako by sa mal určiť vyvažovací prúd pri pasívnom vyvažovaní? V ideálnom prípade by mal byť čo najväčší, ale faktory ako náklady, odvod tepla a priestor si vyžadujú kompromis.
Pred výberom vyvažovacieho prúdu je dôležité pochopiť, či je rozdiel v nabití batérie (SOC) spôsobený prvým alebo druhým scenárom. V mnohých prípadoch je to bližšie k prvému scenáru: články začínajú s takmer rovnakou kapacitou a nabitím batérie (SOC), ale s postupným používaním, najmä kvôli rozdielom v samovybíjaní, sa SOC každej batérie postupne líši. Preto by vyvažovacia schopnosť mala aspoň eliminovať vplyv rozdielov v samovybíjaní.
Ak by všetky články mali rovnaké samovybíjanie, vyvažovanie by nebolo potrebné. Ak však existuje rozdiel v samovybíjacom prúde, vzniknú rozdiely v stave nabitia (SOC) a na kompenzáciu je potrebné vyvažovanie. Navyše, keďže priemerný denný čas vyvažovania je obmedzený, zatiaľ čo samovybíjanie pokračuje denne, je potrebné zvážiť aj časový faktor.
Čas uverejnenia: 5. júla 2024
