Mõisterakkude tasakaalustamineon ilmselt enamikule meist tuttav. Seda peamiselt seetõttu, et rakkude praegune konsistents ei ole piisavalt hea ja tasakaalustamine aitab seda parandada. Nii nagu te ei leia maailmast kahte identset lehte, ei leia te ka kahte identset lahtrit. Seega lõppkokkuvõttes on tasakaalustamine rakkude puuduste kõrvaldamine, mis toimib kompenseeriva meetmena.
Millised aspektid näitavad rakkude ebaühtlust?
Seal on neli peamist aspekti: SOC (State of Charge), sisemine takistus, isetühjenemisvool ja võimsus. Kuid tasakaalustamine ei suuda neid nelja lahknevust täielikult lahendada. Tasakaalustamine võib kompenseerida ainult SOC erinevusi, muuhulgas käsitledes isetühjenemise ebakõlasid. Kuid sisemise takistuse ja mahutavuse jaoks on tasakaalustamine jõuetu.
Kuidas on põhjustatud rakkude ebaühtlust?
Peamiselt on kaks põhjust: üks on rakkude tootmisest ja töötlemisest põhjustatud ebaühtlus ning teine lahtri kasutuskeskkonnast tingitud ebakõla. Tootmise ebakõlad tulenevad sellistest teguritest nagu töötlemismeetodid ja materjalid, mis on väga keerulise probleemi lihtsustamine. Keskkonna ebaühtlust on lihtsam mõista, kuna iga raku asukoht PACK-is on erinev, mis toob kaasa keskkonnaerinevused, nagu väikesed temperatuurikõikumised. Aja jooksul need erinevused kogunevad, põhjustades rakkude ebaühtlust.
Kuidas tasakaalustamine töötab?
Nagu varem mainitud, kasutatakse tasakaalustamist SOC erinevuste kõrvaldamiseks rakkude vahel. Ideaalis hoiab see iga elemendi SOC-i samaks, võimaldades kõigil elementidel üheaegselt jõuda laadimise ja tühjenemise ülemise ja alumise pingepiirini, suurendades seega aku kasutatavat mahtu. SOC-erinevuste jaoks on kaks stsenaariumi: üks on see, kui raku võimsused on samad, kuid SOC-d erinevad; teine on see, kui raku võimsused ja SOC-id on mõlemad erinevad.
Esimene stsenaarium (alloleval joonisel kõige vasakpoolsem) näitab sama võimsusega, kuid erinevate SOC-idega rakke. Väikseima SOC-ga element jõuab esimesena tühjenemispiirini (eeldades, et alampiiriks on 25% SOC-d), samas kui suurima SOC-ga element jõuab laadimispiirini esimesena. Tasakaalustamisega säilitavad kõik elemendid laadimise ja tühjenemise ajal sama SOC-i.
Teine stsenaarium (alloleval joonisel vasakult teine) hõlmab erineva võimsuse ja SOC-ga rakke. Siin laeb ja tühjendab kõigepealt väikseima võimsusega element. Tasakaalustamisega säilitavad kõik elemendid laadimise ja tühjenemise ajal sama SOC-i.
Tasakaalustamise tähtsus
Tasakaalustamine on praeguste rakkude jaoks ülioluline funktsioon. Tasakaalustamist on kahte tüüpi:aktiivne tasakaalustaminejapassiivne tasakaalustamine. Passiivne tasakaalustamine kasutab tühjenemiseks takisteid, samas kui aktiivne tasakaalustamine hõlmab laengu voolu rakkude vahel. Nende mõistete üle vaieldakse, kuid me ei hakka sellesse laskuma. Praktikas kasutatakse sagedamini passiivset tasakaalustamist, aktiivset tasakaalustamist aga vähem.
BMS-i tasakaalustava voolu määramine
Kuidas tuleks passiivse tasakaalustamise korral määrata tasakaalustusvool? Ideaalis peaks see olema võimalikult suur, kuid sellised tegurid nagu hind, soojuse hajumine ja ruum nõuavad kompromisse.
Enne tasakaalustusvoolu valimist on oluline mõista, kas SOC erinevus tuleneb esimesest või teisest stsenaariumist. Paljudel juhtudel on see lähemal esimesele stsenaariumile: elemendid algavad peaaegu identse võimsuse ja SOC-ga, kuid nende kasutamisel, eriti isetühjenemise erinevuste tõttu, muutub iga raku SOC järk-järgult erinevaks. Seetõttu peaks tasakaalustusvõime vähemalt kõrvaldama isetühjenemise erinevuste mõju.
Kui kõigil rakkudel oleks identne isetühjenemine, poleks tasakaalustamine vajalik. Kuid kui isetühjenemisvoolus on erinevusi, tekivad SOC erinevused ja selle kompenseerimiseks on vaja tasakaalustamist. Lisaks, kuna keskmine päevane tasakaalustamisaeg on piiratud, samal ajal kui isetühjenemine jätkub iga päev, tuleb arvestada ka ajateguriga.
Postitusaeg: juuli-05-2024
