Litiozko bateria-paketeak mantentzerik ez duten motorrak bezalakoak dira; aBMSoreka-funtziorik gabe datu-biltzaile bat besterik ez da eta ezin da kudeaketa-sistematzat hartu. Orekatze aktibo zein pasiboek bateria-pakete baten barneko inkoherentziak ezabatzea dute helburu, baina haien ezarpen-printzipioak funtsean desberdinak dira.
Argitasuna lortzeko, artikulu honek algoritmoen bidez BMS-ek abiarazitako orekatzea oreka aktibo gisa definitzen du, eta energia xahutzeko erresistentziak erabiltzen dituen orekatzeari oreka pasiboa deritzo. Orekatze aktiboak energia transferentzia dakar, eta oreka pasiboak energia xahutzea dakar.
Oinarrizko bateria-paketeen diseinuaren printzipioak
- Kargatzeak gelditu egin behar du lehen zelula guztiz kargatuta dagoenean.
- Deskarga lehen zelula agortzen denean amaitu behar da.
- Zelula ahulagoak zelula indartsuagoak baino azkarrago zahartzen dira.
- -Kargarik ahulena duen zelulak azken finean bateria-paketea mugatuko du's erabilgarritasuna (lotura ahulena).
- Bateriaren barneko sistemaren tenperatura-gradienteak batez besteko tenperatura altuagoetan funtzionatzen duten zelulak ahulagoak egiten ditu.
- Orekatu gabe, zelula ahulen eta indartsuenen arteko tentsio-diferentzia handitzen da karga eta deskarga-ziklo bakoitzean. Azkenean, zelula bat gehienezko tentsiora hurbilduko da beste bat gutxieneko tentsiora hurbiltzen den bitartean, paketearen karga eta deskarga gaitasunak oztopatuz.
Denboran zehar zelulak bat ez datozenez eta instalaziotik tenperatura-baldintza desberdinak direla eta, ezinbestekoa da zelulen oreka.
Litio-ioizko bateriek bi motatako desberdintasunei aurre egiten diete batez ere: karga-desegokia eta edukiera-desegokia. Kargatze-desegokia gertatzen da gaitasun bereko zelulak pixkanaka karga desberdintzen direnean. Ahalmen desegokia hasierako gaitasun desberdinak dituzten zelulak batera erabiltzen direnean gertatzen da. Orokorrean, zelulak ondo uztartzen badira ere antzeko fabrikazio-prozesuekin aldi berean ekoizten badira, desegokiak sor daitezke iturri ezezagunak edo fabrikazio-desberdintasun nabarmenak dituzten zeluletatik.
Balantze aktiboa vs. Balantze pasiboa
1. Xedea
Bateriak seriean konektatutako zelula asko ditu, eta nekez berdinak izango dira. Balantzeak bermatzen du zelulen tentsioaren desbideratzeak espero diren tarteetan mantentzen direla, erabilgarritasun eta kontrolagarritasun orokorra mantenduz, kalteak saihestuz eta bateriaren iraupena luzatuz.
2. Diseinuaren Konparazioa
- Orekatze pasiboa: normalean tentsio handiagoko zelulak deskargatzen ditu erresistentziak erabiliz, gehiegizko energia bero bihurtuz. Metodo honek beste zelula batzuen karga-denbora luzatzen du, baina eraginkortasun txikiagoa du.
- Balantze aktiboa: karga- eta deskarga-zikloetan zelulen barruan karga birbanatzen duen teknika konplexua, kargatzeko denbora murriztuz eta deskargaren iraupena luzatuz. Oro har, beheko orekatzeko estrategiak erabiltzen ditu deskargan zehar eta goiko orekatzeko estrategiak kargatzean.
- Alde onak eta txarrak alderatzea: Orekatze pasiboa sinpleagoa eta merkeagoa da, baina ez da hain eraginkorra, energia bero gisa xahutzen baitu eta orekatzeko efektu motelagoak ditu. Orekatze aktiboa eraginkorragoa da, energia zelulen artean transferitzen duena, eta horrek erabileraren eraginkortasun orokorra hobetzen du eta oreka azkarrago lortzen du. Hala ere, egitura konplexuak eta kostu handiagoak dakartza, sistema horiek IC dedikatuetan integratzeko erronkak dituena.
Ondorioa
BMS kontzeptua hasiera batean atzerrian garatu zen, IC diseinu goiztiarrak tentsioa eta tenperatura detektatzean zentratu ziren. Geroago orekatzeko kontzeptua sartu zen, hasieran IC-etan integratutako deskarga-metodo erresistenteak erabiliz. Ikuspegi hau gaur egun oso hedatuta dago, TI, MAXIM eta LINEAR bezalako enpresek horrelako txipak ekoizten dituzte, batzuek etengailu-kontrolatzaileak txipetan integratuz.
Orekatze-printzipio eta diagrama pasiboetatik abiatuta, bateria-pakete bat upel batekin alderatzen bada, zelulak pentalak bezalakoak dira. Energia handiagoa duten zelulak ohol luzeak dira, eta energia txikiagoa dutenak ohol laburrak. Oreka pasiboak ohol luzeak "laburtu" baino ez ditu egiten, eta energia xahutu eta eraginkortasunik eza sortzen du. Metodo honek mugak ditu, besteak beste, bero xahutze garrantzitsua eta orekatze motela edukiera handiko paketeetan.
Orekatze aktiboak, aldiz, "ohol laburrak betetzen ditu", energia handiagoko zeluletatik energia baxuagokoetara transferitzen du, eraginkortasun handiagoa eta oreka azkarrago lortzearen ondorioz. Hala ere, konplexutasun eta kostu arazoak sartzen ditu, eta etengailuen matrizeak diseinatzeko eta unitateak kontrolatzeko erronkak ditu.
Konpromisoak kontuan hartuta, oreka pasiboa egokia izan daiteke koherentzia ona duten zeluletarako, eta oreka aktiboa hobe da desadostasun handiagoak dituzten zeluletarako.
Argitalpenaren ordua: 2024-abuztuaren 27a
