مفهوممتعادل‌سازی سلولیاحتمالاً برای اکثر ما آشناست. این عمدتاً به این دلیل است که قوام فعلی سلول‌ها به اندازه کافی خوب نیست و متعادل‌سازی به بهبود این امر کمک می‌کند. درست همانطور که نمی‌توانید دو برگ یکسان در جهان پیدا کنید، نمی‌توانید دو سلول یکسان نیز پیدا کنید. بنابراین، در نهایت، متعادل‌سازی برای رفع کاستی‌های سلول‌ها است و به عنوان یک اقدام جبرانی عمل می‌کند.
چه جنبه‌هایی ناهماهنگی سلولی را نشان می‌دهند؟
چهار جنبه اصلی وجود دارد: SOC (وضعیت شارژ)، مقاومت داخلی، جریان خود تخلیه و ظرفیت. با این حال، متعادل‌سازی نمی‌تواند این چهار اختلاف را به طور کامل حل کند. متعادل‌سازی فقط می‌تواند تفاوت‌های SOC را جبران کند و به طور ضمنی به ناهماهنگی‌های خود تخلیه نیز بپردازد. اما برای مقاومت داخلی و ظرفیت، متعادل‌سازی بی‌اثر است.
ناهماهنگی سلولی چگونه ایجاد می‌شود؟
دو دلیل اصلی وجود دارد: یکی ناهماهنگی ناشی از تولید و پردازش سلول و دیگری ناهماهنگی ناشی از محیط استفاده از سلول. ناهماهنگی‌های تولید از عواملی مانند تکنیک‌های پردازش و مواد ناشی می‌شوند که ساده‌سازی یک مسئله بسیار پیچیده است. ناهماهنگی محیطی آسان‌تر قابل درک است، زیرا موقعیت هر سلول در PACK متفاوت است و منجر به تفاوت‌های محیطی مانند تغییرات جزئی در دما می‌شود. با گذشت زمان، این تفاوت‌ها جمع می‌شوند و باعث ناهماهنگی سلول می‌شوند.
متعادل‌سازی چگونه کار می‌کند؟
همانطور که قبلاً ذکر شد، از متعادل‌سازی برای از بین بردن تفاوت‌های SOC بین سلول‌ها استفاده می‌شود. در حالت ایده‌آل، SOC هر سلول را یکسان نگه می‌دارد و به همه سلول‌ها اجازه می‌دهد تا به طور همزمان به حد ولتاژ بالا و پایین شارژ و دشارژ برسند و در نتیجه ظرفیت قابل استفاده باتری افزایش می‌یابد. دو سناریو برای تفاوت‌های SOC وجود دارد: یکی زمانی که ظرفیت سلول‌ها یکسان است اما SOCها متفاوت هستند؛ دیگری زمانی است که ظرفیت سلول‌ها و SOCها هر دو متفاوت هستند.
سناریوی اول (سمت چپ در تصویر زیر) سلول‌هایی با ظرفیت یکسان اما SOCهای متفاوت را نشان می‌دهد. سلولی که کوچکترین SOC را دارد، ابتدا به حد دشارژ می‌رسد (با فرض 25% SOC به عنوان حد پایین)، در حالی که سلولی که بزرگترین SOC را دارد، ابتدا به حد شارژ می‌رسد. با ایجاد تعادل، همه سلول‌ها SOC یکسانی را در طول شارژ و دشارژ حفظ می‌کنند.
سناریوی دوم (دومی از سمت چپ در تصویر زیر) شامل سلول‌هایی با ظرفیت‌ها و SOCهای مختلف است. در اینجا، سلولی که کمترین ظرفیت را دارد، ابتدا شارژ و دشارژ می‌شود. با ایجاد تعادل، همه سلول‌ها SOC یکسانی را در طول شارژ و دشارژ حفظ می‌کنند.
اهمیت تعادل
ایجاد تعادل یک عملکرد حیاتی برای سلول‌های جریان است. دو نوع تعادل وجود دارد:متعادل‌سازی فعالومتعادل‌سازی غیرفعالمتعادل‌سازی غیرفعال از مقاومت‌ها برای تخلیه استفاده می‌کند، در حالی که متعادل‌سازی فعال شامل جریان بار بین سلول‌ها می‌شود. در مورد این اصطلاحات بحث‌هایی وجود دارد، اما ما به آن نمی‌پردازیم. متعادل‌سازی غیرفعال در عمل بیشتر مورد استفاده قرار می‌گیرد، در حالی که متعادل‌سازی فعال کمتر رایج است.
تعیین جریان متعادل کننده برای BMS
برای متعادل‌سازی غیرفعال، جریان متعادل‌کننده چگونه باید تعیین شود؟ در حالت ایده‌آل، باید تا حد امکان بزرگ باشد، اما عواملی مانند هزینه، اتلاف گرما و فضا نیاز به مصالحه دارند.
قبل از انتخاب جریان متعادل‌کننده، مهم است که بفهمیم آیا تفاوت SOC به دلیل سناریوی اول است یا سناریوی دوم. در بسیاری از موارد، به سناریوی اول نزدیک‌تر است: سلول‌ها با ظرفیت و SOC تقریباً یکسان شروع می‌شوند، اما با استفاده از آنها، به ویژه به دلیل تفاوت در خود-دشارژ، SOC هر سلول به تدریج متفاوت می‌شود. بنابراین، قابلیت متعادل‌سازی حداقل باید تأثیر تفاوت‌های خود-دشارژ را از بین ببرد.
اگر همه سلول‌ها تخلیه خود به خودی یکسانی داشتند، متعادل‌سازی ضروری نبود. اما اگر در جریان تخلیه خود به خودی تفاوتی وجود داشته باشد، تفاوت‌های SOC ایجاد می‌شود و برای جبران این تفاوت، متعادل‌سازی لازم است. علاوه بر این، از آنجایی که میانگین زمان متعادل‌سازی روزانه محدود است در حالی که تخلیه خود به خودی روزانه ادامه دارد، عامل زمان نیز باید در نظر گرفته شود.
زمان ارسال: 5 جولای 2024
