O conceito deequilíbrio celularé provavelmente familiar para a maioria de nós. Isso ocorre principalmente porque a consistência atual das células não é boa o suficiente, e o balanceamento ajuda a melhorar isso. Assim como não se encontram duas folhas idênticas no mundo, também não se encontram duas células idênticas. Portanto, em última análise, o balanceamento visa corrigir as deficiências das células, servindo como uma medida compensatória.
Quais aspectos mostram inconsistência celular?
Existem quatro aspectos principais: SOC (Estado de Carga), resistência interna, corrente de autodescarga e capacidade. No entanto, o balanceamento não consegue resolver completamente essas quatro discrepâncias. O balanceamento só consegue compensar as diferenças de SOC, resolvendo inconsistências de autodescarga. Mas, para resistência interna e capacidade, o balanceamento é inútil.
Como a inconsistência celular é causada?
Há duas razões principais: uma é a inconsistência causada pela produção e processamento das células, e a outra é a inconsistência causada pelo ambiente de uso das células. Inconsistências na produção surgem de fatores como técnicas de processamento e materiais, o que simplifica uma questão muito complexa. A inconsistência ambiental é mais fácil de entender, pois a posição de cada célula no PACK é diferente, levando a diferenças ambientais, como pequenas variações de temperatura. Com o tempo, essas diferenças se acumulam, causando inconsistência celular.
Como funciona o balanceamento?
Como mencionado anteriormente, o balanceamento é usado para eliminar diferenças de SOC entre as células. Idealmente, ele mantém o SOC de cada célula igual, permitindo que todas as células atinjam os limites superior e inferior de tensão de carga e descarga simultaneamente, aumentando assim a capacidade utilizável da bateria. Existem dois cenários para diferenças de SOC: um é quando as capacidades das células são as mesmas, mas os SOCs são diferentes; o outro é quando as capacidades das células e os SOCs são diferentes.
O primeiro cenário (extrema esquerda na ilustração abaixo) mostra células com a mesma capacidade, mas com SOCs diferentes. A célula com o menor SOC atinge o limite de descarga primeiro (assumindo 25% de SOC como limite inferior), enquanto a célula com o maior SOC atinge o limite de carga primeiro. Com o balanceamento, todas as células mantêm o mesmo SOC durante a carga e a descarga.
O segundo cenário (o segundo da esquerda para a direita na ilustração abaixo) envolve células com diferentes capacidades e SOCs. Aqui, a célula com a menor capacidade carrega e descarrega primeiro. Com o balanceamento, todas as células mantêm o mesmo SOC durante a carga e a descarga.
A Importância do Equilíbrio
O balanceamento é uma função crucial para as células atuais. Existem dois tipos de balanceamento:balanceamento ativoebalanceamento passivoO balanceamento passivo utiliza resistores para descarga, enquanto o balanceamento ativo envolve o fluxo de carga entre as células. Há alguma controvérsia sobre esses termos, mas não entraremos em detalhes. O balanceamento passivo é mais comumente usado na prática, enquanto o balanceamento ativo é menos comum.
Determinando a corrente de equilíbrio para BMS
Para balanceamento passivo, como a corrente de balanceamento deve ser determinada? Idealmente, ela deve ser a maior possível, mas fatores como custo, dissipação de calor e espaço exigem um compromisso.
Antes de escolher a corrente de balanceamento, é importante entender se a diferença no SOC se deve ao cenário um ou ao cenário dois. Em muitos casos, a situação se aproxima mais do cenário um: as células começam com capacidade e SOC quase idênticos, mas à medida que são utilizadas, especialmente devido às diferenças na autodescarga, o SOC de cada célula se torna gradualmente diferente. Portanto, a capacidade de balanceamento deve, pelo menos, eliminar o impacto das diferenças na autodescarga.
Se todas as células tivessem autodescarga idêntica, o balanceamento não seria necessário. Mas se houver uma diferença na corrente de autodescarga, surgirão diferenças no SOC, e o balanceamento é necessário para compensar isso. Além disso, como o tempo médio de balanceamento diário é limitado enquanto a autodescarga continua diariamente, o fator tempo também deve ser considerado.
Horário da publicação: 05/07/2024
