Konceptet medcellebalanceringer nok bekendt for de fleste af os. Dette skyldes primært, at den nuværende konsistens af celler ikke er god nok, og balancering hjælper med at forbedre dette. Ligesom du ikke kan finde to identiske blade i verden, kan du heller ikke finde to identiske celler. Så i sidste ende er balancering at afhjælpe cellernes mangler, hvilket tjener som en kompenserende foranstaltning.
Hvilke aspekter viser celle-inkonsistens?
Der er fire hovedaspekter: SOC (State of Charge), intern modstand, selvafladningsstrøm og kapacitet. Balancering kan dog ikke helt løse disse fire uoverensstemmelser. Balancering kan kun kompensere for SOC-forskelle, og i øvrigt adressere uoverensstemmelser med selvafladning. Men for intern modstand og kapacitet er balancering magtesløs.
Hvordan opstår celle inkonsistens?
Der er to hovedårsager: den ene er inkonsistensen forårsaget af celleproduktion og -behandling, og den anden er inkonsistensen forårsaget af cellebrugsmiljøet. Produktionsuoverensstemmelser opstår fra faktorer som forarbejdningsteknikker og materialer, hvilket er en forenkling af et meget komplekst problem. Miljømæssig inkonsistens er lettere at forstå, da hver celles position i PACK'en er forskellig, hvilket fører til miljøforskelle såsom små variationer i temperatur. Over tid akkumuleres disse forskelle, hvilket forårsager celleinkonsistens.
Hvordan fungerer balancering?
Som tidligere nævnt bruges balancering til at eliminere SOC-forskelle mellem celler. Ideelt set holder det hver celles SOC den samme, hvilket gør det muligt for alle celler at nå de øvre og nedre spændingsgrænser for opladning og afladning samtidigt, hvilket øger batteripakkens brugbare kapacitet. Der er to scenarier for SOC-forskelle: det ene er, når cellekapaciteten er den samme, men SOC'erne er forskellige; den anden er, når cellekapacitet og SOC'er begge er forskellige.
Det første scenarie (længst til venstre i illustrationen nedenfor) viser celler med samme kapacitet, men forskellige SOC'er. Cellen med den mindste SOC når først udladningsgrænsen (forudsat 25 % SOC som nedre grænse), mens cellen med den største SOC når ladningsgrænsen først. Med balancering bevarer alle celler den samme SOC under opladning og afladning.
Det andet scenarie (andet fra venstre i illustrationen nedenfor) involverer celler med forskellige kapaciteter og SOC'er. Her oplades og aflades cellen med den mindste kapacitet først. Med balancering bevarer alle celler den samme SOC under opladning og afladning.
Vigtigheden af at balancere
Balancering er en afgørende funktion for nuværende celler. Der er to typer af balancering:aktiv balanceringogpassiv balancering. Passiv balancering bruger modstande til afladning, mens aktiv balancering involverer strømmen af ladning mellem celler. Der er en vis debat om disse vilkår, men det vil vi ikke gå ind på. Passiv balancering er mere almindeligt anvendt i praksis, mens aktiv balancering er mindre almindelig.
Beslutning af balancestrømmen for BMS
Hvordan skal balancestrømmen bestemmes ved passiv balancering? Ideelt set bør det være så stort som muligt, men faktorer som omkostninger, varmeafledning og plads kræver et kompromis.
Før du vælger balancestrømmen, er det vigtigt at forstå, om SOC-forskellen skyldes scenario et eller scenario to. I mange tilfælde er det tættere på scenario et: celler starter med næsten identisk kapacitet og SOC, men efterhånden som de bruges, især på grund af forskelle i selvafladning, bliver hver celles SOC gradvist anderledes. Derfor bør balanceringsevnen i det mindste eliminere virkningen af selvafladningsforskelle.
Hvis alle celler havde identisk selvafladning, ville balancering ikke være nødvendig. Men hvis der er en forskel i selvafladningsstrømmen, vil der opstå SOC-forskelle, og balancering er nødvendig for at kompensere for dette. Da den gennemsnitlige daglige balanceringstid er begrænset, mens selvafladningen fortsætter dagligt, skal tidsfaktoren desuden tages i betragtning.
Indlægstid: Jul-05-2024
