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 la adecuada, 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 consiste en corregir las deficiencias de las células, actuando como una medida compensatoria.
¿Qué aspectos muestran inconsistencia celular?
Existen cuatro aspectos principales: estado de carga (SOC), resistencia interna, corriente de autodescarga y capacidad. Sin embargo, el balanceo no puede solucionar completamente estas cuatro discrepancias. El balanceo solo puede compensar las diferencias en el SOC, abordando incidentalmente las inconsistencias de la autodescarga. Pero para la resistencia interna y la capacidad, el balanceo es ineficaz.
¿Cómo se produce 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 de producción se deben a factores como las técnicas de procesamiento y los materiales, lo cual es una simplificación de un problema muy complejo. La inconsistencia ambiental es más fácil de comprender, ya que la posición de cada célula en el PACK es diferente, lo que genera diferencias ambientales, como ligeras variaciones de temperatura. Con el tiempo, estas diferencias se acumulan, provocando la inconsistencia de las células.
¿Cómo funciona el equilibrio?
Como se mencionó anteriormente, el balanceo se utiliza para eliminar las diferencias de SOC entre las celdas. Idealmente, mantiene el SOC de cada celda igual, lo que permite que todas alcancen los límites de voltaje superior e inferior de carga y descarga simultáneamente, 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 los SOC son diferentes; el otro es cuando tanto las capacidades de las celdas como los SOC son diferentes.
El primer escenario (el de la izquierda en la ilustración inferior) muestra celdas con la misma capacidad pero con 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 desde la izquierda en la ilustración inferior) involucra 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 SOC durante la carga y la descarga.
La importancia del equilibrio
El equilibrio es una función crucial para las celdas de corriente. Existen dos tipos de equilibrio:equilibrio activoyequilibrio pasivoEl balanceo pasivo utiliza resistencias para la descarga, mientras que el balanceo activo implica el flujo de carga entre las celdas. Existe cierto debate sobre estos términos, pero no profundizaremos en ello. En la práctica, el balanceo pasivo es más común, mientras que el balanceo activo es menos frecuente.
Determinación de la corriente de equilibrio para el BMS
Para el equilibrado pasivo, ¿cómo se debe determinar la corriente de equilibrado? Idealmente, debería ser lo más alta posible, pero factores como el costo, la disipación de calor y el espacio requieren un compromiso.
Antes de seleccionar 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 varía gradualmente. Por lo tanto, la capacidad de balanceo debería, 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, surgirán diferencias en el estado de carga (SOC), y se requiere equilibrado para compensar esto. Además, dado que el tiempo promedio diario de equilibrado es limitado mientras la autodescarga continúa diariamente, también debe considerarse el factor tiempo.
Fecha de publicación: 5 de julio de 2024
