歡迎光臨91网站電池官網

行業動態

91网站(líng)動態

Yilink News Latest

說一說關於BMS的均衡功能

2020-06-09 09:40:20 306

電芯均衡這個概念相信大家都接觸過,主要是因為目前的電芯一致性不夠好,需要通過(guò)均衡去改善它,類似世界(jiè)上找不到兩片相同的樹葉(yè)一樣,你也找不到兩個相同的電芯。所以說到底,均衡是為了解決電芯的缺點(diǎn),是一種彌補的手段,根本上是電池相關技術(例如(rú)成組技術(shù))要發展、突破;而不是總想著在均(jun1)衡(héng)技術(shù)上麵(miàn)突破(pò),想著(zhe)怎麽(me)提升均(jun1)衡電流、提高均衡效率。未來的電芯是不(bú)需要均衡的,甚(shèn)至都不需要BMS,我也(yě)就失業(yè)了。

那麽電芯的不一致性表現在哪(nǎ)些方麵呢?

6fa28ddbf915f396beed7ddee354a3c7.jpg

主要包括(kuò)四點:SOC、內阻、自(zì)放電電流、容量。但是均衡不能完全解決這4個差異點,均衡隻能彌補SOC的差異,順便解決了(le)自放電不一致的問題。但對(duì)於內阻和容量來說,均衡是無能為力的(de)。

那麽電芯的不一致(zhì)是怎麽造(zào)成的呢?

主要是兩個方麵:一是電芯生產加工造成的(de)不一致性,二是電芯使(shǐ)用環境造成的不一致性。生產的(de)不一致原因來源(yuán)於(yú)加工的工藝、材料等因素,我這樣說起來比較簡單,實際裏麵的事情很複雜(zá);環境的不一致性就容易理解了,由於每一(yī)個電芯在PACK中的位置(zhì)不同,所(suǒ)以環境一定會有(yǒu)差異,比如溫度就會(huì)有細微的不同,長期累積後,造成(chéng)電芯的不一(yī)致。

前(qián)麵提了,均衡是用來消除電芯的SOC差異,理想狀態下,它時刻保持每(měi)一個電芯的SOC相同,讓所有電芯同步到達充放電(diàn)的上下(xià)電壓限值,讓電池組可利用的容量變大。SOC差異有兩種(zhǒng)場景(jǐng),一是電芯容量相同,而SOC不同;二是電芯的容量不同,SOC也不同(tóng)。

下圖是場景一,電芯的容量(liàng)相同,SOC不同;其(qí)中SOC最小的電芯最先到達放電下限(xiàn)(假設25% SOC是下限),SOC最大的電芯最先到達充電上限;在均衡的作用下,所有電芯(xīn)保持相同的SOC進行充放電。

c7f127f5ab052d86f5c84284dc381d1a.jpg

均(jun1)衡對於不同容量的電芯(場景二),情況麻煩一些(xiē),如下圖(tú),電芯的容量不同,SOC也不同;這樣容(róng)量最少的電芯最先充滿電,也(yě)最先放完電;在均衡的作用下(xià),所有的電芯保持相同的SOC進行充放電。

49d3606dfb1f95fb162f4e48012d68cc.jpg

所以均衡對於目前(qián)的電芯來講,是一個(gè)很重要的功能(néng)。均衡功能(néng)的實現方案(àn)分為兩種,主動均衡和被動均衡(héng);被動均衡就是用電阻(zǔ)放電,主動均衡就是讓電荷在電(diàn)芯(xīn)之間流動,其實關於這兩種的叫法(fǎ)也有(yǒu)一(yī)些爭議,不做展開;其中被(bèi)動均衡在現實中應用的比較多,而(ér)主動的較少。

對於(yú)被動均衡來(lái)講,BMS的均衡電流大小該怎麽決定呢(ne)?不負責任地講,當然是越大越好了,不過(guò)考慮(lǜ)成本、散熱、空間等,需要做(zuò)一個折中。

選擇均衡電流之前要弄(nòng)清造成SOC的差異是屬於場景一還是場景二,目前很多情況更接近場景一:電芯開始(shǐ)時容量、SOC幾乎是一致的,但隨著使用,尤其是電芯的自放電差異,導致每個電芯的SOC逐漸不同,所以(yǐ)均衡的能力最(zuì)起碼要能消除自放電差異帶來的影響(xiǎng)。據此,下麵是均衡電流的(de)計算公式,公式很(hěn)簡單。

1e245dea19cf3036fbeecbfd4d5db793.jpg

如果(guǒ)所有電芯的自放電一致,那麽也(yě)不(bú)需要(yào)均衡;但如果不(bú)一致,自(zì)放電(diàn)電流有(yǒu)差異時,就會造成SOC差異,均衡就是要彌補這個自放電電流差異。另外(wài),由於每天的(de)平均均衡時間(jiān)是有限的,而自(zì)放(fàng)電是每天持續(xù)的,所以時間(jiān)因素也要考慮進來(lái)。上圖是按照每天不同的(de)均衡時間,畫(huà)出的關(guān)於均衡電(diàn)流與自(zì)放電電流差(chà)值的一(yī)個(gè)圖。所以如果知道了電芯的自放電(diàn)率,就(jiù)可以計算出一個(gè)需要的均衡電流,不過這個(gè)計算(suàn)結果是一個(gè)下限值,實際的(de)均衡能力一定要(yào)大於這個值。

總結:

本文(wén)把涉及到均衡的(de)前因後果粗略介紹了一下,後(hòu)麵提到了被動均衡電流的計算,其實這個還是(shì)比較理想、粗略的值,實際情況更複雜,但它最(zuì)起(qǐ)碼有理(lǐ)有據;通常見(jiàn)到的BMS上麵被動均衡電流在100mA左右,至於它的來曆很多是根據曆史經驗的,有點說不清楚。







91网站_91视频网站_91视频免费_91短视频APP下载