Η έννοια τουεξισορρόπηση κυττάρωνείναι πιθανώς οικείο στους περισσότερους από εμάς. Αυτό συμβαίνει κυρίως επειδή η τρέχουσα συνοχή των κυττάρων δεν είναι αρκετά καλή και η εξισορρόπηση βοηθά στη βελτίωσή της. Όπως ακριβώς δεν μπορείτε να βρείτε δύο πανομοιότυπα φύλλα στον κόσμο, έτσι δεν μπορείτε να βρείτε δύο πανομοιότυπα κύτταρα. Έτσι, τελικά, η εξισορρόπηση αποσκοπεί στην αντιμετώπιση των ελλείψεων των κυττάρων, χρησιμεύοντας ως αντισταθμιστικό μέτρο.
Ποιες πτυχές δείχνουν ασυνέπεια κυττάρων;
Υπάρχουν τέσσερις κύριες πτυχές: η Κατάσταση Φόρτισης (SOC), η εσωτερική αντίσταση, το ρεύμα αυτοεκφόρτισης και η χωρητικότητα. Ωστόσο, η εξισορρόπηση δεν μπορεί να λύσει πλήρως αυτές τις τέσσερις αποκλίσεις. Η εξισορρόπηση μπορεί μόνο να αντισταθμίσει τις διαφορές SOC, αντιμετωπίζοντας παρεμπιπτόντως τις ασυνέπειες αυτοεκφόρτισης. Αλλά για την εσωτερική αντίσταση και τη χωρητικότητα, η εξισορρόπηση είναι ανίσχυρη.
Πώς προκαλείται η ασυνέπεια των κυττάρων;
Υπάρχουν δύο κύριοι λόγοι: ο ένας είναι η ασυνέπεια που προκαλείται από την παραγωγή και την επεξεργασία των κυττάρων και ο άλλος είναι η ασυνέπεια που προκαλείται από το περιβάλλον χρήσης των κυττάρων. Οι ασυνέπειες στην παραγωγή προκύπτουν από παράγοντες όπως οι τεχνικές επεξεργασίας και τα υλικά, γεγονός που αποτελεί απλούστευση ενός πολύπλοκου ζητήματος. Η περιβαλλοντική ασυνέπεια είναι πιο εύκολο να κατανοηθεί, καθώς η θέση κάθε κυττάρου στο PACK είναι διαφορετική, οδηγώντας σε περιβαλλοντικές διαφορές, όπως μικρές διακυμάνσεις στη θερμοκρασία. Με την πάροδο του χρόνου, αυτές οι διαφορές συσσωρεύονται, προκαλώντας ασυνέπεια των κυττάρων.
Πώς λειτουργεί η εξισορρόπηση;
Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, η εξισορρόπηση χρησιμοποιείται για την εξάλειψη των διαφορών SOC μεταξύ των κυψελών. Ιδανικά, διατηρεί το SOC κάθε κυψέλης το ίδιο, επιτρέποντας σε όλα τα κυψέλες να φτάσουν ταυτόχρονα τα ανώτερα και κατώτερα όρια τάσης φόρτισης και εκφόρτισης, αυξάνοντας έτσι την αξιοποιήσιμη χωρητικότητα της μπαταρίας. Υπάρχουν δύο σενάρια για τις διαφορές SOC: το ένα είναι όταν οι χωρητικότητες των κυψελών είναι ίδιες αλλά οι SOC είναι διαφορετικές και το άλλο είναι όταν οι χωρητικότητες των κυψελών και οι SOC είναι και οι δύο διαφορετικές.
Το πρώτο σενάριο (αριστερά στην παρακάτω εικόνα) δείχνει κελιά με την ίδια χωρητικότητα αλλά διαφορετικά SOC. Το κελί με το μικρότερο SOC φτάνει πρώτο στο όριο εκφόρτισης (υποθέτοντας 25% SOC ως το κατώτερο όριο), ενώ το κελί με το μεγαλύτερο SOC φτάνει πρώτο στο όριο φόρτισης. Με την εξισορρόπηση, όλα τα κελιά διατηρούν το ίδιο SOC κατά τη φόρτιση και την εκφόρτιση.
Το δεύτερο σενάριο (δεύτερο από αριστερά στην παρακάτω εικόνα) περιλαμβάνει κελιά με διαφορετικές χωρητικότητες και SOC. Εδώ, το κελί με τη μικρότερη χωρητικότητα φορτίζει και αποφορτίζεται πρώτο. Με την εξισορρόπηση, όλα τα κελιά διατηρούν το ίδιο SOC κατά τη φόρτιση και την εκφόρτιση.
Η Σημασία της Ισορροπίας
Η εξισορρόπηση είναι μια κρίσιμη λειτουργία για τα τρέχοντα κελιά. Υπάρχουν δύο τύποι εξισορρόπησης:ενεργή εξισορρόπησηκαιπαθητική εξισορρόπησηΗ παθητική εξισορρόπηση χρησιμοποιεί αντιστάσεις για εκφόρτιση, ενώ η ενεργητική εξισορρόπηση περιλαμβάνει τη ροή φορτίου μεταξύ των στοιχείων. Υπάρχει κάποια συζήτηση σχετικά με αυτούς τους όρους, αλλά δεν θα επεκταθούμε σε αυτό. Η παθητική εξισορρόπηση χρησιμοποιείται συχνότερα στην πράξη, ενώ η ενεργητική εξισορρόπηση είναι λιγότερο συχνή.
Προσδιορισμός του ρεύματος εξισορρόπησης για BMS
Για την παθητική εξισορρόπηση, πώς πρέπει να προσδιορίζεται το ρεύμα εξισορρόπησης; Ιδανικά, θα πρέπει να είναι όσο το δυνατόν μεγαλύτερο, αλλά παράγοντες όπως το κόστος, η απαγωγή θερμότητας και ο χώρος απαιτούν συμβιβασμό.
Πριν επιλέξετε το ρεύμα εξισορρόπησης, είναι σημαντικό να κατανοήσετε εάν η διαφορά στο SOC οφείλεται στο σενάριο ένα ή στο σενάριο δύο. Σε πολλές περιπτώσεις, είναι πιο κοντά στο σενάριο ένα: τα στοιχεία ξεκινούν με σχεδόν ίδια χωρητικότητα και SOC, αλλά καθώς χρησιμοποιούνται, ειδικά λόγω των διαφορών στην αυτοεκφόρτιση, το SOC κάθε στοιχείου σταδιακά διαφέρει. Επομένως, η ικανότητα εξισορρόπησης θα πρέπει τουλάχιστον να εξαλείφει τον αντίκτυπο των διαφορών αυτοεκφόρτισης.
Αν όλα τα στοιχεία είχαν την ίδια αυτοεκφόρτιση, η εξισορρόπηση δεν θα ήταν απαραίτητη. Αλλά αν υπάρχει διαφορά στο ρεύμα αυτοεκφόρτισης, θα προκύψουν διαφορές SOC και η εξισορρόπηση είναι απαραίτητη για να αντισταθμιστεί αυτό. Επιπλέον, δεδομένου ότι ο μέσος ημερήσιος χρόνος εξισορρόπησης είναι περιορισμένος ενώ η αυτοεκφόρτιση συνεχίζεται καθημερινά, πρέπει επίσης να ληφθεί υπόψη ο παράγοντας χρόνος.
Ώρα δημοσίευσης: 05 Ιουλίου 2024
