El concepte deequilibri cel·lularprobablement és familiar per a la majoria de nosaltres. Això es deu principalment a que la consistència actual de les cèl·lules no és prou bona, i l'equilibri ajuda a millorar-ho. De la mateixa manera que no pots trobar dues fulles idèntiques al món, tampoc no pots trobar dues cel·les idèntiques. Per tant, en última instància, l'equilibri és abordar les deficiències de les cèl·lules, servint com a mesura compensatòria.
Quins aspectes mostren la inconsistència cel·lular?
Hi ha quatre aspectes principals: SOC (estat de càrrega), resistència interna, corrent d'autodescàrrega i capacitat. Tanmateix, l'equilibri no pot resoldre completament aquestes quatre discrepàncies. L'equilibri només pot compensar les diferències de SOC, abordant incidentalment les inconsistències d'autodescàrrega. Però per a la resistència i la capacitat interna, l'equilibri és impotent.
Com es produeix la inconsistència cel·lular?
Hi ha dues raons principals: una és la inconsistència causada per la producció i el processament de cèl·lules, i l'altra és la inconsistència causada per l'entorn d'ús de la cèl·lula. Les inconsistències de producció sorgeixen de factors com les tècniques de processament i els materials, que és una simplificació d'un tema molt complex. La inconsistència ambiental és més fàcil d'entendre, ja que la posició de cada cèl·lula al PACK és diferent, cosa que provoca diferències ambientals com ara lleugeres variacions de temperatura. Amb el temps, aquestes diferències s'acumulen, provocant inconsistència cel·lular.
Com funciona l'equilibri?
Com s'ha esmentat anteriorment, l'equilibri s'utilitza per eliminar les diferències de SOC entre les cèl·lules. L'ideal és que mantingui el SOC de cada cèl·lula igual, permetent que totes les cèl·lules assoleixin els límits de voltatge superior i inferior de càrrega i descàrrega simultàniament, augmentant així la capacitat utilitzable de la bateria. Hi ha dos escenaris per a les diferències de SOC: un és quan les capacitats de les cèl·lules són iguals però els SOC són diferents; l'altre és quan les capacitats cel·lulars i els SOC són diferents.
El primer escenari (el més a l'esquerra de la il·lustració següent) mostra cel·les amb la mateixa capacitat però SOC diferents. La cèl·lula amb el SOC més petit arriba primer al límit de descàrrega (suposant un 25% de SOC com a límit inferior), mentre que la cel·la amb el SOC més gran arriba primer al límit de càrrega. Amb l'equilibri, totes les cèl·lules mantenen el mateix SOC durant la càrrega i la descàrrega.
El segon escenari (segon des de l'esquerra a la il·lustració següent) inclou cèl·lules amb diferents capacitats i SOC. Aquí, la cel·la amb menor capacitat es carrega i es descarrega primer. Amb l'equilibri, totes les cèl·lules mantenen el mateix SOC durant la càrrega i la descàrrega.
La importància de l'equilibri
L'equilibri és una funció crucial per a les cèl·lules actuals. Hi ha dos tipus d'equilibri:equilibri actiuiequilibri passiu. L'equilibri passiu utilitza resistències per a la descàrrega, mentre que l'equilibri actiu implica el flux de càrrega entre les cèl·lules. Hi ha un cert debat sobre aquests termes, però no entrarem en això. L'equilibri passiu s'utilitza més habitualment a la pràctica, mentre que l'equilibri actiu és menys comú.
Decidir el corrent d'equilibri per a BMS
Per a l'equilibri passiu, com s'ha de determinar el corrent d'equilibri? Idealment, hauria de ser el més gran possible, però factors com el cost, la dissipació de calor i l'espai requereixen un compromís.
Abans d'escollir el corrent d'equilibri, és important entendre si la diferència SOC es deu a l'escenari un o al segon. En molts casos, s'acosta més a l'escenari primer: les cèl·lules comencen amb una capacitat i un SOC gairebé idèntics, però a mesura que s'utilitzen, sobretot a causa de les diferències en l'autodescàrrega, el SOC de cada cèl·lula es torna gradualment diferent. Per tant, la capacitat d'equilibri hauria d'eliminar almenys l'impacte de les diferències d'autodescàrrega.
Si totes les cèl·lules tinguessin una autodescàrrega idèntica, l'equilibri no seria necessari. Però si hi ha una diferència en el corrent d'autodescàrrega, sorgiran diferències de SOC i cal equilibrar-ho per compensar-ho. A més, com que el temps d'equilibri diari mitjà és limitat mentre l'autodescàrrega continua diàriament, també s'ha de tenir en compte el factor temps.
Hora de publicació: 05-jul-2024
