O concepto deequilibrio celularprobablemente sexa familiar para a maioría de nós. Isto débese principalmente a que a consistencia actual das células non é suficientemente boa e o equilibrio axuda a melloralo. Do mesmo xeito que non podes atopar dúas follas idénticas no mundo, tampouco podes atopar dúas celas idénticas. Así, en definitiva, o equilibrio é abordar as deficiencias das células, servindo como medida compensatoria.
Que aspectos mostran a inconsistencia celular?
Hai catro aspectos principais: SOC (estado de carga), resistencia interna, corrente de autodescarga e capacidade. Non obstante, o equilibrio non pode resolver completamente estas catro discrepancias. O equilibrio só pode compensar as diferenzas de SOC, abordando incidentalmente as inconsistencias de autodescarga. Pero para a resistencia e a capacidade internas, o equilibrio é impotente.
Como se produce a inconsistencia celular?
Hai dúas razóns principais: unha é a inconsistencia causada pola produción e o procesamento das células, e a outra é a inconsistencia causada polo ambiente de uso das células. As inconsistencias na produción xorden de factores como técnicas de procesamento e materiais, o que supón unha simplificación dunha cuestión moi complexa. A inconsistencia ambiental é máis fácil de entender, xa que a posición de cada célula no PACK é diferente, o que provoca diferenzas ambientais, como lixeiras variacións de temperatura. Co paso do tempo, estas diferenzas acumúlanse, provocando inconsistencia celular.
Como funciona o equilibrio?
Como se mencionou anteriormente, o equilibrio úsase para eliminar as diferenzas de SOC entre as células. O ideal é que mantén o SOC de cada cela igual, permitindo que todas as celas alcancen os límites de tensión superior e inferior de carga e descarga simultáneamente, aumentando así a capacidade utilizable da batería. Hai dous escenarios para as diferenzas de SOC: un é cando as capacidades das células son iguais pero os SOC son diferentes; a outra é cando as capacidades celulares e os SOC son ambos diferentes.
O primeiro escenario (máis á esquerda na ilustración de abaixo) mostra celas coa mesma capacidade pero SOC diferentes. A célula co SOC máis pequeno alcanza primeiro o límite de descarga (asumindo un 25% de SOC como límite inferior), mentres que a cela co SOC maior chega primeiro ao límite de carga. Co equilibrio, todas as células manteñen o mesmo SOC durante a carga e a descarga.
O segundo escenario (segundo dende a esquerda na ilustración de abaixo) implica celas con diferentes capacidades e SOC. Aquí, a cela con menor capacidade carga e descarga primeiro. Co equilibrio, todas as células manteñen o mesmo SOC durante a carga e a descarga.
A importancia do equilibrio
O equilibrio é unha función crucial para as células actuais. Hai dous tipos de equilibrio:equilibrio activoeequilibrio pasivo. O equilibrio pasivo utiliza resistencias para a descarga, mentres que o equilibrio activo implica o fluxo de carga entre as células. Hai un debate sobre estes termos, pero non imos entrar niso. O equilibrio pasivo úsase máis habitualmente na práctica, mentres que o equilibrio activo é menos común.
Decidir a corrente de equilibrio para BMS
Para o equilibrio pasivo, como se debe determinar a corrente de equilibrio? Idealmente, debería ser o máis grande posible, pero factores como o custo, a disipación de calor e o espazo requiren un compromiso.
Antes de escoller a corrente de equilibrio, é importante comprender se a diferenza SOC se debe ao escenario un ou ao segundo. En moitos casos, achégase máis ao primeiro escenario: as células comezan cunha capacidade e SOC case idénticas, pero a medida que se usan, especialmente debido ás diferenzas na autodescarga, o SOC de cada célula vaise facendo diferente gradualmente. Polo tanto, a capacidade de equilibrio debería polo menos eliminar o impacto das diferenzas de autodescarga.
Se todas as células tivesen unha autodescarga idéntica, o equilibrio non sería necesario. Pero se hai unha diferenza na corrente de autodescarga, xurdirán diferenzas de SOC, e é necesario un equilibrio para compensalo. Ademais, dado que o tempo medio de equilibrio diario é limitado mentres a autodescarga continúa diariamente, tamén se debe considerar o factor tempo.
Hora de publicación: 05-07-2024
