Khái niệm vềcân bằng tế bàoCó lẽ hầu hết chúng ta đều quen thuộc với điều này. Chủ yếu là vì tính nhất quán hiện tại của các tế bào chưa đủ tốt, và việc cân bằng giúp cải thiện điều này. Giống như bạn không thể tìm thấy hai chiếc lá giống hệt nhau trên thế giới, bạn cũng không thể tìm thấy hai tế bào giống hệt nhau. Vì vậy, cuối cùng, việc cân bằng là để khắc phục những thiếu sót của các tế bào, đóng vai trò như một biện pháp bù đắp.
Những khía cạnh nào cho thấy sự không nhất quán của tế bào?
Có bốn khía cạnh chính: trạng thái sạc (SOC), điện trở trong, dòng tự xả và dung lượng. Tuy nhiên, việc cân bằng không thể giải quyết hoàn toàn bốn sự khác biệt này. Cân bằng chỉ có thể bù đắp cho sự khác biệt về SOC, đồng thời giải quyết sự không nhất quán về dòng tự xả. Nhưng đối với điện trở trong và dung lượng, cân bằng là vô hiệu.
Nguyên nhân gây ra sự không đồng nhất của tế bào là gì?
Có hai nguyên nhân chính: một là sự không nhất quán do quá trình sản xuất và xử lý pin gây ra, và hai là sự không nhất quán do môi trường sử dụng pin. Sự không nhất quán trong sản xuất phát sinh từ các yếu tố như kỹ thuật xử lý và vật liệu, đây là sự đơn giản hóa của một vấn đề rất phức tạp. Sự không nhất quán về môi trường dễ hiểu hơn, vì vị trí của mỗi pin trong cụm pin (PACK) là khác nhau, dẫn đến sự khác biệt về môi trường như sự thay đổi nhỏ về nhiệt độ. Theo thời gian, những khác biệt này tích lũy lại, gây ra sự không nhất quán của pin.
Nguyên tắc cân bằng hoạt động như thế nào?
Như đã đề cập trước đó, việc cân bằng được sử dụng để loại bỏ sự khác biệt về trạng thái sạc (SOC) giữa các cell. Lý tưởng nhất là nó giữ cho SOC của mỗi cell luôn ở mức như nhau, cho phép tất cả các cell đạt đến giới hạn điện áp trên và dưới của quá trình sạc và xả đồng thời, do đó làm tăng dung lượng sử dụng được của bộ pin. Có hai trường hợp xảy ra sự khác biệt về SOC: một là khi dung lượng của các cell giống nhau nhưng SOC khác nhau; trường hợp còn lại là khi cả dung lượng của các cell và SOC đều khác nhau.
Tình huống đầu tiên (bên trái nhất trong hình minh họa bên dưới) cho thấy các cell pin có cùng dung lượng nhưng trạng thái sạc (SOC) khác nhau. Cell pin có SOC thấp nhất sẽ đạt đến giới hạn xả trước (giả sử SOC ở mức thấp nhất là 25%), trong khi cell pin có SOC cao nhất sẽ đạt đến giới hạn sạc trước. Với chế độ cân bằng, tất cả các cell pin duy trì cùng một SOC trong suốt quá trình sạc và xả.
Tình huống thứ hai (thứ hai từ bên trái trong hình minh họa bên dưới) liên quan đến các cell pin có dung lượng và trạng thái sạc (SOC) khác nhau. Ở đây, cell pin có dung lượng nhỏ nhất sẽ được sạc và xả trước. Với chế độ cân bằng, tất cả các cell pin duy trì cùng một trạng thái sạc trong suốt quá trình sạc và xả.
Tầm quan trọng của sự cân bằng
Cân bằng là một chức năng quan trọng đối với các tế bào hiện nay. Có hai loại cân bằng:cân bằng chủ độngVàcân bằng thụ độngCân bằng thụ động sử dụng điện trở để xả điện, trong khi cân bằng chủ động liên quan đến dòng điện tích giữa các cell. Có một số tranh luận về các thuật ngữ này, nhưng chúng ta sẽ không đi sâu vào vấn đề đó. Cân bằng thụ động được sử dụng phổ biến hơn trong thực tế, trong khi cân bằng chủ động ít phổ biến hơn.
Xác định dòng điện cân bằng cho hệ thống quản lý pin (BMS).
Đối với việc cân bằng thụ động, dòng điện cân bằng nên được xác định như thế nào? Lý tưởng nhất là nó nên càng lớn càng tốt, nhưng các yếu tố như chi phí, tản nhiệt và không gian đòi hỏi phải có sự thỏa hiệp.
Trước khi chọn dòng điện cân bằng, điều quan trọng là phải hiểu liệu sự khác biệt về SOC là do trường hợp một hay trường hợp hai. Trong nhiều trường hợp, nó gần với trường hợp một hơn: các cell ban đầu có dung lượng và SOC gần như giống hệt nhau, nhưng khi sử dụng, đặc biệt là do sự khác biệt về tự phóng điện, SOC của mỗi cell dần trở nên khác nhau. Do đó, khả năng cân bằng ít nhất phải loại bỏ được tác động của sự khác biệt về tự phóng điện.
Nếu tất cả các cell pin đều có mức tự phóng điện giống nhau, việc cân bằng sẽ không cần thiết. Nhưng nếu có sự khác biệt về dòng tự phóng điện, sẽ phát sinh sự khác biệt về trạng thái sạc (SOC), và việc cân bằng là cần thiết để bù đắp cho sự khác biệt này. Thêm vào đó, vì thời gian cân bằng trung bình hàng ngày bị hạn chế trong khi quá trình tự phóng điện vẫn tiếp diễn hàng ngày, nên yếu tố thời gian cũng cần được xem xét.
Thời gian đăng bài: 05/07/2024
