Konceptet medcellebalanceringer sikkert bekendt for de fleste af os. Dette skyldes primært, at cellernes nuværende konsistens ikke er god nok, og balancering hjælper med at forbedre dette. Ligesom man ikke kan finde to identiske blade i verden, kan man heller ikke finde to identiske celler. Så i sidste ende handler balancering om at adressere cellernes mangler og tjene som en kompenserende foranstaltning.
Hvilke aspekter viser celleinkonsistens?
Der er fire hovedaspekter: SOC (State of Charge), intern modstand, selvafladningsstrøm og kapacitet. Balancering kan dog ikke fuldstændigt løse disse fire uoverensstemmelser. Balancering kan kun kompensere for SOC-forskelle og i øvrigt adressere uoverensstemmelser i selvafladning. Men for intern modstand og kapacitet er balancering magtesløs.
Hvordan forårsages celleinkonsistens?
Der er to hovedårsager: den ene er inkonsistens forårsaget af celleproduktion og -forarbejdning, og den anden er inkonsistens forårsaget af cellens brugsmiljø. Produktionsinkonsistenser opstår på grund af faktorer som forarbejdningsteknikker og materialer, hvilket er en forenkling af et meget komplekst problem. Miljøinkonsistens er lettere at forstå, da hver celles position i PACK'en er forskellig, hvilket fører til miljømæssige forskelle såsom små temperaturvariationer. 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 den hver celles SOC den samme, hvilket giver alle celler mulighed for 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; det andet er, når cellekapaciteten og SOC'erne begge er forskellige.
Det første scenarie (yderst til venstre i illustrationen nedenfor) viser celler med samme kapacitet, men forskellige SOC'er. Cellen med den mindste SOC når først afladningsgrænsen (forudsat 25 % SOC som den nedre grænse), mens cellen med den største SOC når opladningsgrænsen først. Med balancering opretholder alle celler den samme SOC under opladning og afladning.
Det andet scenarie (det andet fra venstre i illustrationen nedenfor) involverer celler med forskellige kapaciteter og SOC'er. Her oplader og aflader cellen med den mindste kapacitet først. Ved balancering opretholder alle celler den samme SOC under opladning og afladning.
Vigtigheden af balancering
Balancering er en afgørende funktion for nuværende celler. Der er to typer balancering:aktiv balanceringogpassiv balanceringPassiv balancering bruger modstande til afladning, mens aktiv balancering involverer strømmen af ladning mellem celler. Der er en del debat om disse begreber, men det vil vi ikke gå i dybden med. Passiv balancering bruges mere almindeligt i praksis, mens aktiv balancering er mindre almindelig.
Bestemmelse af balanceringsstrømmen til BMS
Hvordan skal balanceringsstrømmen bestemmes ved passiv balancering? Ideelt set bør den være så stor som muligt, men faktorer som omkostninger, varmeafledning og plads kræver et kompromis.
Før man vælger balanceringsstrømmen, er det vigtigt at forstå, om SOC-forskellen skyldes scenarie et eller scenarie to. I mange tilfælde er det tættere på scenarie 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 forskellig. Derfor bør balanceringskapaciteten i det mindste eliminere virkningen af forskelle i selvafladning.
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. Derudover, da den gennemsnitlige daglige balanceringstid er begrænset, mens selvafladningen fortsætter dagligt, skal tidsfaktoren også tages i betragtning.
Opslagstidspunkt: 05. juli 2024
