O conceito deequilíbrio celularProvavelmente, a maioria de nós já conhece esse conceito. Isso se deve principalmente ao fato de que a consistência atual das células não é suficiente, e o balanceamento ajuda a melhorar essa situação. Assim como não existem duas folhas idênticas no mundo, também não existem duas células idênticas. Portanto, em última análise, o balanceamento visa corrigir as deficiências das células, funcionando como uma medida compensatória.
Quais aspectos demonstram inconsistência celular?
Existem quatro aspectos principais: SOC (Estado de Carga), resistência interna, corrente de autodescarga e capacidade. No entanto, o balanceamento não resolve completamente essas quatro discrepâncias. O balanceamento só pode compensar as diferenças de SOC, abordando incidentalmente as inconsistências de autodescarga. Mas, para resistência interna e capacidade, o balanceamento é ineficaz.
Como a inconsistência celular é causada?
Existem dois motivos principais: um é a inconsistência causada pela produção e processamento das células, e o outro é a inconsistência causada pelo ambiente de utilização das células. As inconsistências de produção surgem de fatores como técnicas de processamento e materiais, o que é uma simplificação de um problema muito complexo. 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 nas células.
Como funciona o equilíbrio?
Como mencionado anteriormente, o balanceamento é usado para eliminar as diferenças de SOC (estado de carga) entre as células. Idealmente, ele mantém o SOC de cada célula igual, permitindo que todas as células atinjam os limites de tensão superior e inferior de carga e descarga simultaneamente, aumentando assim a capacidade utilizável da bateria. Existem dois cenários para diferenças de SOC: um ocorre quando as capacidades das células são iguais, mas os SOCs são diferentes; o outro ocorre quando tanto as capacidades das células quanto os SOCs são diferentes.
O primeiro cenário (à esquerda na ilustração abaixo) mostra células com a mesma capacidade, mas com diferentes níveis de carga (SOC). A célula com o menor SOC atinge o limite de descarga primeiro (considerando 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 na ilustração abaixo) envolve células com diferentes capacidades e SOCs (estados de carga). 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 de corrente. Existem dois tipos de balanceamento:equilíbrio ativoebalanceamento passivoO balanceamento passivo utiliza resistores para a descarga, enquanto o balanceamento ativo envolve o fluxo de carga entre as células. Há alguma discussão sobre esses termos, mas não vamos entrar nesse assunto. O balanceamento passivo é mais comumente usado na prática, enquanto o balanceamento ativo é menos comum.
Determinação da corrente de balanceamento para o BMS
Para o balanceamento passivo, como deve ser determinada a corrente de balanceamento? Idealmente, ela deveria 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 (estado de carga) se deve ao cenário um ou ao cenário dois. Em muitos casos, está mais próximo do cenário um: as células começam com capacidade e SOC quase idênticos, mas, à medida que são utilizadas, principalmente devido às diferenças na autodescarga, o SOC de cada célula torna-se gradualmente diferente. Portanto, a capacidade de balanceamento deve, no mínimo, eliminar o impacto das diferenças na autodescarga.
Se todas as células tivessem autodescarga idêntica, o balanceamento não seria necessário. Mas se houver diferença na corrente de autodescarga, surgirão diferenças no estado de carga (SOC), e o balanceamento será necessário para compensá-las. Além disso, como o tempo médio diário de balanceamento é limitado, enquanto a autodescarga continua diariamente, o fator tempo também deve ser considerado.
Data da publicação: 05/07/2024
