Mõisterakkude tasakaalustamineon ilmselt enamikule meist tuttav. See on peamiselt tingitud sellest, et rakkude praegune järjepidevus pole piisavalt hea ja tasakaalustamine aitab seda parandada. Nii nagu maailmas ei leia kahte identset lehte, ei leia ka kahte identset rakku. Seega on tasakaalustamise eesmärk lõppkokkuvõttes tegeleda rakkude puudustega, toimides kompenseeriva meetmena.
Millised aspektid näitavad rakkude ebajärjekindlust?
On neli peamist aspekti: SOC (laadimisolek), sisemine takistus, isetühjenemisvool ja mahtuvus. Tasakaalustamine ei suuda neid nelja erinevust aga täielikult lahendada. Tasakaalustamine saab kompenseerida ainult SOC erinevusi, käsitledes muuseas ka isetühjenemise ebakõlasid. Kuid sisemise takistuse ja mahtuvuse puhul on tasakaalustamine jõuetu.
Kuidas rakkude ebajärjekindlus tekib?
Sellel on kaks peamist põhjust: üks on rakkude tootmise ja töötlemise põhjustatud ebajärjekindlus ning teine on rakkude kasutuskeskkonna põhjustatud ebajärjekindlus. Tootmise ebajärjekindlus tuleneb sellistest teguritest nagu töötlemistehnikad ja materjalid, mis on väga keerulise probleemi lihtsustamine. Keskkonna ebajärjekindlust on lihtsam mõista, kuna iga raku asukoht PACKis on erinev, mis viib keskkonnaerinevusteni, näiteks väikeste temperatuurikõikumisteni. Aja jooksul need erinevused kuhjuvad, põhjustades rakkude ebajärjekindlust.
Kuidas tasakaalustamine toimib?
Nagu varem mainitud, kasutatakse tasakaalustamist elementide vahelise laadimistaseme erinevuste kõrvaldamiseks. Ideaalis hoiab see iga elemendi laadimistaseme samaks, võimaldades kõigil elementidel saavutada laadimise ja tühjenemise ülemise ja alumise pingepiiri samaaegselt, suurendades seeläbi akupaki kasutatavat mahtuvust. Laadimistaseme erinevuste korral on kaks stsenaariumi: üks on siis, kui elementide mahutavus on sama, kuid laadimistasemed on erinevad; teine on siis, kui elementide mahutavus ja laadimistasemed on mõlemad erinevad.
Esimene stsenaarium (alloleval illustratsioonil vasakpoolseim) näitab sama mahutavusega, kuid erineva laadimiskoormusega elemente. Väikseima laadimiskoormusega element jõuab esimesena tühjenemispiirini (eeldades, et alumine piir on 25% laadimiskoormus), samas kui suurima laadimiskoormusega element jõuab esimesena laadimispiirini. Tasakaalustamise korral säilitavad kõik elemendid laadimise ja tühjenemise ajal sama laadimiskoormuse.
Teine stsenaarium (alloleval joonisel teine vasakult) hõlmab erineva mahtuvuse ja laadimiskoormusega elemente. Siin laeb ja tühjeneb kõigepealt väikseima mahtuvusega element. Tasakaalustamise korral säilitavad kõik elemendid laadimise ja tühjenemise ajal sama laadimiskoormuse.
Tasakaalustamise olulisus
Tasakaalustamine on vooluelementide jaoks ülioluline funktsioon. Tasakaalustamist on kahte tüüpi:aktiivne tasakaalustaminejapassiivne tasakaalustaminePassiivne tasakaalustamine kasutab tühjenemiseks takisteid, samas kui aktiivne tasakaalustamine hõlmab laengu liikumist elementide vahel. Nende terminite üle on mõningaid vaidlusi, kuid me ei süvene sellesse. Passiivset tasakaalustamist kasutatakse praktikas sagedamini, samas kui aktiivset tasakaalustamist kasutatakse vähem.
BMS-i tasakaalustusvoolu määramine
Kuidas peaks passiivse tasakaalustamise puhul tasakaalustusvoolu määrama? Ideaalis peaks see olema võimalikult suur, kuid sellised tegurid nagu hind, soojuse hajumine ja ruum nõuavad kompromissi.
Enne tasakaalustusvoolu valimist on oluline mõista, kas laadimise koormuse (SOC) erinevus tuleneb esimesest või teisest stsenaariumist. Paljudel juhtudel on see lähemal esimesele stsenaariumile: elemendid algse mahutavuse ja laadimise koormusega (SOC), kuid kasutamise käigus, eriti isetühjenemise erinevuste tõttu, muutub iga elemendi laadimise koormus järk-järgult erinevaks. Seega peaks tasakaalustusvõime vähemalt kõrvaldama isetühjenemise erinevuste mõju.
Kui kõigil elementidel oleks identne isetühjenemine, poleks tasakaalustamine vajalik. Aga kui isetühjenemisvool on erinev, tekivad SOC erinevused ja selle kompenseerimiseks on vaja tasakaalustamist. Lisaks, kuna keskmine päevane tasakaalustamise aeg on piiratud, samas kui isetühjenemine jätkub iga päev, tuleb arvestada ka ajateguriga.
Postituse aeg: 05.07.2024
