Koncepturavnoteženje celicje verjetno večini od nas znano. To je predvsem zato, ker trenutna konsistenca celic ni dovolj dobra, uravnoteženje pa pomaga to izboljšati. Tako kot na svetu ne morete najti dveh enakih listov, tudi ne morete najti dveh enakih celic. Torej je uravnoteženje navsezadnje namenjeno odpravljanju pomanjkljivosti celic in služi kot kompenzacijski ukrep.
Kateri vidiki kažejo na nedoslednost celic?
Obstajajo štirje glavni vidiki: SOC (stanje napolnjenosti), notranji upor, tok samopraznjenja in kapaciteta. Vendar pa uravnoteženje ne more v celoti odpraviti teh štirih razlik. Uravnoteženje lahko le kompenzira razlike v SOC, mimogrede pa odpravi neskladja pri samopraznjenju. Pri notranjem uporu in kapaciteti pa je uravnoteženje nemočno.
Kako nastane nekonsistentnost celic?
Obstajata dva glavna razloga: prvi je nedoslednost, ki jo povzročata proizvodnja in obdelava celic, drugi pa je nedoslednost, ki jo povzroča okolje uporabe celic. Nedoslednosti v proizvodnji izhajajo iz dejavnikov, kot so tehnike obdelave in materiali, kar je poenostavitev zelo zapletenega vprašanja. Nedoslednost v okolju je lažje razumeti, saj je položaj vsake celice v PACK-u drugačen, kar vodi do razlik v okolju, kot so rahle spremembe temperature. Sčasoma se te razlike kopičijo in povzročajo nedoslednost celic.
Kako deluje uravnoteženje?
Kot smo že omenili, se uravnoteženje uporablja za odpravo razlik v stanju napolnjenosti (SOC) med celicami. V idealnem primeru ohranja enako stanje napolnjenosti (SOC) vsake celice, kar omogoča, da vse celice hkrati dosežejo zgornjo in spodnjo mejo napetosti polnjenja in praznjenja, s čimer se poveča uporabna kapaciteta baterijskega sklopa. Obstajata dva scenarija za razlike v stanju napolnjenosti: prvi je, ko so kapacitete celic enake, stanje napolnjenosti pa različno; drugi je, ko sta kapacitete celic in stanje napolnjenosti različna.
Prvi scenarij (skrajno levi na spodnji ilustraciji) prikazuje celice z enako kapaciteto, vendar različnim stanjem napolnjenosti (SOC). Celica z najmanjšim stanjem napolnjenosti (SOC) prva doseže mejo praznjenja (ob predpostavki 25 % SOC kot spodnje meje), medtem ko celica z največjim stanjem napolnjenosti (SOC) prva doseže mejo polnjenja. Z uravnoteženjem vse celice med polnjenjem in praznjenjem ohranjajo enako stanje napolnjenosti (SOC).
Drugi scenarij (drugi z leve na spodnji ilustraciji) vključuje celice z različnimi kapacitetami in stanjem napolnjenosti (SOC). Tukaj se celica z najmanjšo kapaciteto najprej polni in prazni. Z uravnoteženjem vse celice med polnjenjem in praznjenjem ohranjajo enako stanje napolnjenosti (SOC).
Pomen uravnoteženja
Uravnoteženje je ključna funkcija za tokovne celice. Obstajata dve vrsti uravnoteženja:aktivno uravnoteženjeinpasivno uravnoteženjePasivno uravnoteženje uporablja upornike za praznjenje, aktivno uravnoteženje pa vključuje pretok naboja med celicami. O teh izrazih obstaja nekaj razprav, vendar se v to ne bomo spuščali. Pasivno uravnoteženje se v praksi pogosteje uporablja, aktivno uravnoteženje pa manj pogosto.
Določanje uravnoteženega toka za BMS
Kako naj se določi tok uravnoteženja za pasivno uravnoteženje? V idealnem primeru bi moral biti čim večji, vendar dejavniki, kot so stroški, odvajanje toplote in prostor, zahtevajo kompromis.
Pred izbiro toka uravnoteženja je pomembno razumeti, ali je razlika v stanju napolnjenosti (SOC) posledica prvega ali drugega scenarija. V mnogih primerih je bližje prvemu scenariju: celice imajo na začetku skoraj enako kapaciteto in stanje napolnjenosti (SOC), vendar se z uporabo, zlasti zaradi razlik v samopraznjenju, stanje napolnjenosti vsake celice postopoma spreminja. Zato bi morala zmogljivost uravnoteženja vsaj odpraviti vpliv razlik v samopraznjenju.
Če bi imele vse celice enako samopraznjenje, uravnoteženje ne bi bilo potrebno. Če pa obstaja razlika v toku samopraznjenja, se bodo pojavile razlike v stanju napolnjenosti (SOC) in uravnoteženje je potrebno za kompenzacijo tega. Ker je povprečni dnevni čas uravnoteženja omejen, medtem ko samopraznjenje poteka vsak dan, je treba upoštevati tudi časovni faktor.
Čas objave: 05. julij 2024
