El concepto deequilibrio celularProbablemente esto nos resulte familiar a la mayoría. Esto se debe principalmente a que la consistencia actual de las células no es suficientemente buena, y el equilibrio ayuda a mejorarla. Así como no existen dos hojas idénticas en el mundo, tampoco existen dos células idénticas. Por lo tanto, en última instancia, el equilibrio sirve para corregir las deficiencias de las células, actuando como una medida compensatoria.
¿Qué aspectos muestran inconsistencia celular?
Existen cuatro aspectos principales: el estado de carga (SOC), la resistencia interna, la corriente de autodescarga y la capacidad. Sin embargo, el balanceo no resuelve por completo estas cuatro discrepancias. Solo compensa las diferencias en el SOC, abordando de forma incidental las inconsistencias en la autodescarga. Pero resulta inútil ante la resistencia interna y la capacidad.
¿Cuál es la causa de la inconsistencia celular?
Existen dos razones principales: una es la inconsistencia causada por la producción y el procesamiento de las células, y la otra, la inconsistencia causada por el entorno de uso de las mismas. Las inconsistencias en la producción surgen de factores como las técnicas de procesamiento y los materiales, lo cual simplifica un problema muy complejo. La inconsistencia ambiental es más fácil de comprender, ya que la posición de cada célula en el paquete es diferente, lo que genera diferencias ambientales como ligeras variaciones de temperatura. Con el tiempo, estas diferencias se acumulan, causando la inconsistencia celular.
¿Cómo funciona el equilibrio?
Como se mencionó anteriormente, el balanceo se utiliza para eliminar las diferencias de estado de carga (SOC) entre las celdas. Idealmente, mantiene el SOC de cada celda igual, permitiendo que todas alcancen simultáneamente los límites de voltaje superior e inferior de carga y descarga, aumentando así la capacidad útil del paquete de baterías. Existen dos escenarios para las diferencias de SOC: uno es cuando las capacidades de las celdas son iguales pero sus SOC son diferentes; el otro es cuando tanto las capacidades como los SOC de las celdas son diferentes.
El primer escenario (el de la izquierda en la ilustración inferior) muestra celdas con la misma capacidad pero diferentes estados de carga (SOC). La celda con el SOC más bajo alcanza primero el límite de descarga (considerando un 25 % de SOC como límite inferior), mientras que la celda con el SOC más alto alcanza primero el límite de carga. Con el balanceo, todas las celdas mantienen el mismo SOC durante la carga y la descarga.
El segundo escenario (el segundo por la izquierda en la ilustración inferior) utiliza celdas con diferentes capacidades y estados de carga (SOC). En este caso, la celda con la menor capacidad se carga y descarga primero. Con el balanceo, todas las celdas mantienen el mismo estado de carga durante la carga y la descarga.
La importancia del equilibrio
El equilibrio es una función crucial para las células actuales. Existen dos tipos de equilibrio:equilibrio activoyequilibrio pasivoEl equilibrado pasivo utiliza resistencias para la descarga, mientras que el equilibrado activo implica el flujo de carga entre las celdas. Existe cierto debate sobre estos términos, pero no entraremos en él. El equilibrado pasivo es más común en la práctica, mientras que el equilibrado activo es menos frecuente.
Determinación de la corriente de equilibrado para el BMS
Para el equilibrado pasivo, ¿cómo se debe determinar la corriente de equilibrado? Idealmente, debería ser lo más grande posible, pero factores como el coste, la disipación de calor y el espacio requieren un compromiso.
Antes de elegir la corriente de balanceo, es importante comprender si la diferencia en el estado de carga (SOC) se debe al escenario uno o al escenario dos. En muchos casos, se asemeja más al escenario uno: las celdas comienzan con una capacidad y un SOC casi idénticos, pero a medida que se utilizan, especialmente debido a las diferencias en la autodescarga, el SOC de cada celda se vuelve gradualmente diferente. Por lo tanto, la capacidad de balanceo debe, como mínimo, eliminar el impacto de las diferencias en la autodescarga.
Si todas las celdas tuvieran la misma autodescarga, no sería necesario el equilibrado. Pero si existe una diferencia en la corriente de autodescarga, se producirán diferencias en el estado de carga (SOC), y el equilibrado es necesario para compensarlas. Además, dado que el tiempo promedio diario de equilibrado es limitado mientras la autodescarga continúa a diario, también debe considerarse el factor tiempo.
Fecha de publicación: 5 de julio de 2024
