Käsitesolujen tasapainottaminenon luultavasti tuttu useimmille meistä. Tämä johtuu pääasiassa siitä, että solujen nykyinen koostumus ei ole riittävän hyvä, ja tasapainottaminen auttaa parantamaan tätä. Aivan kuten maailmasta ei löydy kahta identtistä lehteä, ei maailmasta löydy myöskään kahta identtistä solua. Tasapainottamisen tarkoituksena on siis viime kädessä korjata solujen puutteita ja toimia kompensoivana toimenpiteenä.
Mitkä näkökohdat osoittavat solujen epäjohdonmukaisuutta?
On neljä päänäkökohtaa: SOC (lataustila), sisäinen resistanssi, itsepurkausvirta ja kapasiteetti. Tasapainotus ei kuitenkaan pysty täysin ratkaisemaan näitä neljää eroa. Tasapainotus voi vain kompensoida SOC-eroja ja korjata itsepurkausongelmia. Mutta sisäisen resistanssin ja kapasiteetin osalta tasapainotus on voimaton.
Miten solujen epäjohdonmukaisuus johtuu?
Tähän on kaksi pääasiallista syytä: toinen on solujen tuotannon ja prosessoinnin aiheuttama epäjohdonmukaisuus ja toinen on solujen käyttöympäristön aiheuttama epäjohdonmukaisuus. Tuotannon epäjohdonmukaisuudet johtuvat tekijöistä, kuten prosessointitekniikoista ja materiaaleista, mikä on yksinkertaistettu kuvaus hyvin monimutkaisesta asiasta. Ympäristön epäjohdonmukaisuus on helpompi ymmärtää, koska jokaisen solun sijainti PACKissa on erilainen, mikä johtaa ympäristöeroihin, kuten pieniin lämpötilan vaihteluihin. Ajan myötä nämä erot kasaantuvat ja aiheuttavat solujen epäjohdonmukaisuutta.
Miten tasapainottaminen toimii?
Kuten aiemmin mainittiin, tasapainottamista käytetään kennojen välisten varaustilan erojen poistamiseen. Ihannetapauksessa se pitää jokaisen kennon varaustilan samana, jolloin kaikki kennot saavuttavat latauksen ja purkauksen ylä- ja alajännitteen rajat samanaikaisesti, mikä lisää akkupaketin käyttökelpoista kapasiteettia. Varaustilan eroille on kaksi mahdollista skenaariota: toinen on silloin, kun kennojen kapasiteetit ovat samat, mutta varaustilanteet ovat erilaiset, ja toinen on silloin, kun sekä kennojen kapasiteetit että varaustilanteet ovat erilaiset.
Ensimmäisessä skenaariossa (kuvan vasemmanpuoleisimmassa) on saman kapasiteetin omaavia kennoja, joilla on erilaiset varauskertoimet (SOC). Kenno, jolla on pienin varauskerroin, saavuttaa purkausrajan ensin (olettaen, että 25 %:n varauskerroin on alaraja), kun taas kenno, jolla on suurin varauskerroin, saavuttaa varausrajan ensin. Tasapainotuksella kaikkien kennojen varauskerroin pysyy samana latauksen ja purkauksen aikana.
Toisessa skenaariossa (toinen vasemmalta alla olevassa kuvassa) on kyse kennoista, joilla on eri kapasiteetit ja SOC-arvot. Tässä kenno, jolla on pienin kapasiteetti, latautuu ja purkautuu ensin. Tasapainotuksen avulla kaikki kennot säilyttävät saman SOC-arvon latauksen ja purkauksen aikana.
Tasapainottamisen merkitys
Tasapainottaminen on ratkaisevan tärkeää virtakennoille. Tasapainottamista on kahdenlaisia:aktiivinen tasapainotusjapassiivinen tasapainottaminenPassiivinen tasapainotus käyttää purkaukseen vastuksia, kun taas aktiivinen tasapainotus sisältää varauksen virtauksen kennojen välillä. Näistä termeistä on jonkin verran keskustelua, mutta emme käsittele sitä tässä. Passiivista tasapainotusta käytetään yleisesti käytännössä, kun taas aktiivinen tasapainotus on harvinaisempaa.
Tasapainotusvirran päättäminen rakennusautomaatiolle
Miten passiivisen tasapainotuksen tasausvirta tulisi määrittää? Ihannetapauksessa sen tulisi olla mahdollisimman suuri, mutta tekijät, kuten kustannukset, lämmönhukka ja tila, vaativat kompromisseja.
Ennen tasapainotusvirran valintaa on tärkeää ymmärtää, johtuuko varaustilan (SOC) ero ensimmäisestä vai toisesta skenaariosta. Monissa tapauksissa se on lähempänä ensimmäistä skenaariota: kennot alkavat lähes identtisillä kapasiteetilla ja varaustilan (SOC) varustetulla tilalla, mutta käytön myötä, erityisesti itsepurkautumiserojen vuoksi, jokaisen kennon SOC muuttuu vähitellen. Siksi tasapainotuskyvyn pitäisi ainakin poistaa itsepurkautumiserojen vaikutus.
Jos kaikilla kennoilla olisi identtinen itsepurkautuminen, tasapainotusta ei tarvittaisi. Mutta jos itsepurkausvirrassa on eroja, syntyy SOC-eroja, ja tasapainotusta tarvitaan tämän kompensoimiseksi. Lisäksi, koska keskimääräinen päivittäinen tasapainotusaika on rajallinen, kun taas itsepurkautuminen jatkuu päivittäin, myös aikatekijä on otettava huomioon.
Julkaisun aika: 05.07.2024
