Kavramıhücre dengelemeBu durum muhtemelen çoğumuza tanıdık geliyor. Bunun temel nedeni, hücrelerin mevcut tutarlılığının yeterince iyi olmaması ve dengelemenin bunu iyileştirmeye yardımcı olmasıdır. Dünyada birbirinin aynı iki yaprak bulamayacağınız gibi, birbirinin aynı iki hücre de bulamazsınız. Dolayısıyla, dengeleme nihayetinde hücrelerin eksikliklerini gidermeyi ve telafi edici bir önlem olarak hizmet etmeyi amaçlar.
Hücre tutarsızlığını hangi yönler gösterir?
Dört temel unsur vardır: Şarj Durumu (SOC), iç direnç, kendi kendine deşarj akımı ve kapasite. Ancak dengeleme, bu dört tutarsızlığı tamamen çözemez. Dengeleme yalnızca SOC farklılıklarını telafi edebilir ve kendi kendine deşarj tutarsızlıklarını dolaylı olarak giderebilir. Ancak iç direnç ve kapasite için dengeleme etkisizdir.
Hücre Tutarsızlığı Nasıl Oluşur?
İki ana neden vardır: birincisi hücre üretimi ve işlenmesinden kaynaklanan tutarsızlık, ikincisi ise hücre kullanım ortamından kaynaklanan tutarsızlıktır. Üretim tutarsızlıkları, işleme teknikleri ve malzemeler gibi faktörlerden kaynaklanır ki bu, çok karmaşık bir sorunun basitleştirilmiş halidir. Çevresel tutarsızlığı anlamak daha kolaydır, çünkü PACK içindeki her hücrenin konumu farklıdır ve bu da sıcaklıkta hafif değişiklikler gibi çevresel farklılıklara yol açar. Zamanla bu farklılıklar birikir ve hücre tutarsızlığına neden olur.
Dengeleme Nasıl Çalışır?
Daha önce de belirtildiği gibi, dengeleme, hücreler arasındaki SOC (şarj durumu) farklılıklarını ortadan kaldırmak için kullanılır. İdeal olarak, her hücrenin SOC'sini aynı tutarak, tüm hücrelerin şarj ve deşarjın üst ve alt voltaj limitlerine aynı anda ulaşmasını sağlar ve böylece pil paketinin kullanılabilir kapasitesini artırır. SOC farklılıkları için iki senaryo vardır: biri hücre kapasitelerinin aynı ancak SOC'lerin farklı olması; diğeri ise hem hücre kapasitelerinin hem de SOC'lerin farklı olmasıdır.
İlk senaryo (aşağıdaki resimde en soldaki), aynı kapasiteye ancak farklı SOC değerlerine sahip hücreleri göstermektedir. En düşük SOC değerine sahip hücre (alt sınır olarak %25 SOC varsayılarak) deşarj sınırına ilk ulaşırken, en yüksek SOC değerine sahip hücre şarj sınırına ilk ulaşır. Dengeleme ile tüm hücreler şarj ve deşarj sırasında aynı SOC değerini korur.
İkinci senaryo (aşağıdaki resimde soldan ikinci), farklı kapasitelere ve SOC'lara sahip hücreleri içerir. Burada, en küçük kapasiteye sahip hücre önce şarj olur ve deşarj olur. Dengeleme ile tüm hücreler şarj ve deşarj sırasında aynı SOC'u korur.
Dengelemenin Önemi
Dengeleme, mevcut hücreler için hayati bir işlevdir. İki tür dengeleme vardır:aktif dengelemeVepasif dengelemePasif dengeleme, deşarj için dirençler kullanırken, aktif dengeleme hücreler arasında şarj akışını içerir. Bu terimler hakkında bazı tartışmalar var, ancak bunlara girmeyeceğiz. Pasif dengeleme pratikte daha yaygın olarak kullanılırken, aktif dengeleme daha az yaygındır.
BMS için Dengeleme Akımının Belirlenmesi
Pasif dengeleme için dengeleme akımı nasıl belirlenmelidir? İdeal olarak, mümkün olduğunca büyük olmalıdır, ancak maliyet, ısı dağılımı ve alan gibi faktörler bir uzlaşmayı gerektirir.
Dengeleme akımını seçmeden önce, SOC farkının birinci senaryodan mı yoksa ikinci senaryodan mı kaynaklandığını anlamak önemlidir. Çoğu durumda, birinci senaryoya daha yakındır: hücreler neredeyse aynı kapasite ve SOC ile başlar, ancak kullanıldıkça, özellikle kendi kendine deşarjdaki farklılıklar nedeniyle, her hücrenin SOC'si kademeli olarak farklılaşır. Bu nedenle, dengeleme kapasitesi en azından kendi kendine deşarj farklılıklarının etkisini ortadan kaldırmalıdır.
Tüm hücrelerin kendi kendine deşarj akımları aynı olsaydı, dengeleme gerekli olmazdı. Ancak kendi kendine deşarj akımında bir fark varsa, SOC (şarj durumu) farklılıkları ortaya çıkar ve bunu telafi etmek için dengeleme gerekir. Ek olarak, ortalama günlük dengeleme süresi sınırlı iken kendi kendine deşarj günlük olarak devam ettiğinden, zaman faktörü de dikkate alınmalıdır.
Yayın tarihi: 05-07-2024
