Analiz Eta Ekilib ak Algorithm Ekilib

Nan yon pake batri ideyal, tout selil endividyèl yo gen menm kapasite epi yo toujou nan menm SoC a, ki se tou SoC nan pake batri a; Lè SOC nan pake batri a se 100%, SOC a nan tout selil yo tou se 100%, ki limite plis chaj Lè SOC a nan pake batri a se 50%, tout selil endividyèl yo ap. tou 50% SoC Lè pake batri a nan 0% SoC, tout selil yo tou nan 0% SOC, epi yo tout limite plis egzeyat. Menm si tout selil yo gen menm kapasite, si bagay yo nan diferan SOC, pake batri a dezekilib;

Yon pake batri ki gen sis selil batri ki konekte an seri. Chak rektang reprezante yon selil batri, wotè li reprezante kapasite li, epi pozisyon vètikal li reprezante SoC li yo. (a) Menm kapasite, balanse, (b) menm kapasite, dezekilib, (c) kapasite diferan, tèt balanse, ak (d) kapasite diferan, mitan balanse. Lè selil 2 a nan 100% SoC, li limite nenpòt lòt chaj. Se poutèt sa, pake batri a se nan 100% SoC; Gen plis espas toujou pou lòt pil, men yo pa ka chaje plis paske si w fè sa, sa ap twò chaje dezyèm batri a. Lè batri # 4 se nan 0% SoC, li limite nenpòt lòt dechaj. Se poutèt sa, SoC nan pake batri a se 0%; Lòt batri yo toujou gen kèk chaj plis ankò sou yo, men yo pa ka dechaje paske si yo fè sa ta depase batri egzeyat # 4. Remake byen ke de diferan kadriyaj selil limite kapasite nan pake batri a, ak # 2 nan tèt la ak # 4. nan pati anba a.

Nan yon moman bay, eta dezekilib (SoI) nan yon pake batri se diferans ki genyen ant SoC selil ki pi chaje ak SoC selil ki pi piti a nan pake batri a. Pa egzanp, si SoC nan batri ki pi chaje a se 75% ak SoC nan batri ki pi piti a se 70%, Lè sa a, SoI nan fisèl la se 5%. Pou pake batri ak menm SoC pou selil endividyèl yo, SoI a se 0%.

Eta ekilib (SoB) nan pake batri a se 100% mwens SoI. Si SoI nan pake batri a se 5%, SoB li yo se 95%. Nan diskisyon ki anwo a, bwat yo te itilize pou reprezante seri SoC chak selil endividyèl. Si reprezantasyon sa a pa trè bon, graf sa a nan vòltaj batri ak nivo SoC ak pake batri SoC ka transmèt konsèp sa a pi klè.

Nan kondisyon ideyal pou kapasite ak balans egal, tout selil ki nan yon seri batri ki konekte gen menm kapasite, epi nan nenpòt ki lè, SoC a se menm bagay la (Figi {{0}}). Lè pake batri a chaje oswa dechaje, tout vòltaj selil yo rete konsistan. SoC nan chak selil se menm jan ak sa yo ki nan pake batri a (pa egzanp, lè SoC a nan pake batri a se 50%, SoC a nan chak selil se tou 50%). Ou ka reyalize ke koub ki anwo a se sèlman pou pil ityòm-ion OCV ak NMC nan SoC. Tout twa selil batri yo swiv koub sa a. Koub anba a reprezante SoC nan selil batri a ak SoC nan pake batri a, nan ka sa a, li se yon liy dwat soti nan 0% a 100% nan yon rapò 1:1-a. Dyagram nan twa selil batri ki konekte an seri sou yon SoC 50% koresponn ak liy vètikal la nan mitan de figi yo. Lè pake batri a plen, tout selil yo nan 100% SoC; Pa gen okenn limit chaj pou yon sèl selil batri - yo tout chaje an menm tan. Menm jan an tou, lè pake batri a vid, SoC nan tout selil yo se 0%; Pa gen yon sèl batri ki ka limite egzeyat - yo tout limite egzeyat an menm tan. Kapasite pake batri a se menm jan ak kapasite chak selil batri (10 èdtan nan egzanp sa a). Sa vle di, tout kapasite chak selil ki disponib. Se poutèt sa, eta a ekilib nan pake batri a se 100% (ki endike ekilib konplè nan pake batri a), ak eta a move balans se 0% (ki endike pa gen okenn move balans).

Si kapasite a se menm bagay la, men SoC nan kòmansman an diferan (jan yo montre nan Figi {{0}}), Lè sa a, yon sèl batri limite chaje (batri 1 nan egzanp sa a) ak lòt batri a limite dechaj ( batri 3 nan egzanp sa a). Se poutèt sa, kapasite batri a diminye. Koub ki pi wo a montre relasyon ki genyen ant vòltaj ak chaj pou twa kalite pil ityòm-ion. Remake byen ke fòm koub la se menm bagay la. Yo sèlman deplase sou bò gòch la (inite # 1 gen yon SoC ki pi wo) oswa sou bò dwat la (inite # 3 gen yon SoC pi ba). Koub anba a se "SoC ak pake batri SoC" nan twa selil (pa 1:1 nan ka sa a). Tanpri sonje ke pant lan se menm paske twa selil yo gen menm kapasite. Yo jis deplase agòch oswa adwat Lè fisèl la nan 0% SoC (fen gòch nan konplo a), selil # 3 se vid epi egzeyat enfim. De lòt pil yo toujou gen gwo vòltaj (3.38V pou batri 2 ak 3.6V pou batri 1) ak chaj (20% SoC pou batri 2 ak 40% SoC pou batri 1). Sepandan, chaje sa a pa disponib paske li pa ka dechaje selil # 3. Lè SoC nan pake batri a se 50% (liy vètikal nan mitan graf la), SoC selil 1 a se 70%, SoC selil 2 a. se 50%, ak SoC selil 3 a se 30%.

Lè pake batri a nan 100% SoC (nan pwent dwat figi a), selil # 1 plen epi chajman enfim; Vòltaj de lòt pil yo pi ba (3.87V pou batri 2 ak 3.75V pou batri 3), epi yo ka toujou aksepte plis chaje (80% SoC pou batri 2 ak 60% SoC pou batri 3). Sepandan, espas sa a pa disponib paske li pa ka chaje sof si batri No.1 a twò chaje. Chak batri opere nan yon ranje SoC limite: • SoC batri # 1 a limite chaj, ki varye ant 40% ak 100%; Ranje SoC nan Inite 2 a soti nan 20% a 80%; SoC pou batri 3, egzeyat limite, sòti nan 0% a 60%. Delta nan seri SoC tout pil se 60% atravè tout seri a. Sa vle di, sèlman 60% nan kapasite inite a disponib pou fisèl, ak 40% pa disponib akòz move balans - eta ekilib pake batri a se 60%, ak eta move balans li yo se 40%. Kapasite chak selil batri a se 10 èdtan, men kapasite pake batri a se sèlman 6 èdtan (60% nan 10 èdtan).

Lè selil yo nan yon pake batri gen kapasite diferan (ki se tout bon ka a), pake batri a ka balanse sèlman nan nivo SoC nan yon sèl selil. Nan lòt kote, pil yo gen diferan nivo SoC. Lè pake batri a chaje oswa egzeyate soti nan pwen sa a, SoC batri a diverge. Lè sa a, lè pake batri a retounen nan nivo orijinal SoC li yo, SoC yo nan tout selil yo reyini. Nan Figi 3-13, koub anwo a montre relasyon ki genyen ant vòltaj ak chaj twa selil batri yo. Tanpri sonje ke koub sa yo gen menm fòm jeneral la. Se sèlman lajè yo ap chanje. Si kapasite a wo (selil 1), koub la pral pi laj; Si kapasite a ba, koub la etwat (selil # 3). Koub anba a reprezante SoC nan twa selil batri ak SoC nan pake batri a. Tanpri sonje ke pant yo diferan paske twa selil sa yo gen kapasite diferan: bay aktyèl la ap koule tankou dlo nan oswa soti nan pake batri a, SoC nan batri a ki ba kapasite chanje pi vit pase sa ki nan batri a gwo kapasite.

Nan egzanp sa a:

Lè pake batri a nan 0% SoC (fen gòch nan graf la), selil # 3 la vid epi yo pa ka dechaje; De lòt selil yo toujou gen chaj (selil 1 a 40% SoC, selil # 2 a 20% SoC), selil 1 a 3.5V, selil 2 a 3.38V, ak diferans ki genyen nan SoC ant selil # 1 ak # 3 se 40%, ki vle di eta a dezekilib nan pake batri a se 40%.

Lè pake batri a nan 50% SoC (liy vètikal nan mitan graf la), SoC nan twa pil yo se 50%, kidonk vòltaj la se menm bagay la nan 3.65V.

SoB se 100%, SoI se 0%.

Lè pake batri a nan 100% SoC (fen dwa dyagram nan), selil # 3 plen epi yo pa ka chaje; De lòt selil yo ka toujou aksepte plis chaj (selil 1 a 60% SoC ak selil 2 a 80% SoC), ak selil 1 a 3.82V ak selil 2 a 3.9V. Diferans nan SoC ant pil # 1 ak # 3 se 40%, ki vle di ke eta move balans nan pake batri a se 40%.

Pou balanse pake batri a, BMS tcheke vòltaj batri a pou detèmine ki pil ki dezekilib. Sepandan, akòz lefèt ke koub yo nan OCV ak SoC yo pa yon liy dwat, diferans lan vòltaj ant de pil yo se pa dirèkteman pwopòsyonèl ak diferans chaj yo. Pou yon move balans bay, diferans ki genyen vòltaj ant de pil ki konekte nan seri depann de plizyè faktè: degre dezekilib: pi gwo degre nan dezekilib, se pi gwo diferans nan vòltaj; SoC nan pake batri: Akòz fòm nan koub OCV ak SoC, diferans vòltaj la pi pwononse nan nivo SoC ki ba ak segondè; Chimi batri: Pou pil LFP, nan SOC, kèlkeswa SoI, vòltaj batri a se prèske menm bagay la; Diferans vòltaj la sèlman vin enpòtan lè SoC a nan nivo ki ba ak wo. Grafik sa yo montre diferans vòltaj ant de pil ak SoC fisèl la, ak diferan kantite dezekilib SoC ant yo. Pou egzanp, koub la 10% yo itilize lè SoC nan yon inite se 10% pi wo pase sa yo ki nan yon lòt inite. Pou inite NMC yo, li difisil pou detekte yon move balans 1%, eksepte pou SoCs ki anba a 5% (Figi 3.18 (a)); 10% move balans fasil detekte, eksepte pou apeprè 35% SoC. Pou inite LFP, li fasil pou detekte yon move balans 1% lè SoC a pi ba pase 10% ak pi wo a 95% (Figi 3.18 (b)). Nan lòt kote, li prèske insansibl; Lè SoC a se 50%, sèlman 30% nan move balans grav ka detekte. Se poutèt sa, byenke pil LFP yo trè apwopriye pou aplikasyon pou pouvwa, pil tanpon ak pil LFP yo aktyèlman enposib reyalize balans entèmedyè. Eseye balanse yon pake batri nan yon zòn kote vòltaj delta a twò ba se pa sèlman san sans, men tou, gen anpil chans pou refè, kòm lòt faktè ka afekte diferans lan nan vòltaj tèminal batri plis pase move balans.

Diferans nan aktyèl egzeyat pwòp tèt ou se kòz la dirèk nan move balans batri. SoC nan pil ak gwo egzeyat pwòp tèt ou diminye pi vit pase sa yo ki nan pil ak egzeyat pwòp tèt ou ki ba. Kòm tan ap pase, nivo SoC nan chak selil batri diferansye ak eta a dezekilib ogmante. Malgre ke tout pil yo dechaje tèt yo nan pousantaj minimòm, gen kèk ki pi vit pase lòt, espesyalman nan diferan tanperati (Figi {{0}} (a)). Senaryo ki pi mal la rive lè kèk pil yo nan tanperati chanm pandan ke lòt yo nan yon eta cho (pa egzanp, paske yo enstale akote yon plato). Aktyèl egzeyat pwòp tèt ou nan batri ki pi frèt la se 0.000023C, pandan y ap aktyèl egzeyat pwòp tèt ou nan batri ki pi cho a se 0.00017C,

Diferans 0.00015 degre Sèlsiyis. Akòz diferans sa a, fisèl la ap vin pi dezekilib pa 11% chak mwa. Yo nan lòd yo konpanse pou varyasyon nan aktyèl egzeyat pwòp tèt ou ant pil, BMS jwenn yon aktyèl balanse nan batri a ak aktyèl la pwòp tèt ou egzeyat ki pi ba. Aktyèl balans sa a egzakteman egal a diferans ki genyen nan aktyèl egzeyat pwòp tèt ou ant batri sa a ak batri a ki gen pi wo egzeyat pwòp tèt ou a. Nan egzanp ki montre nan figi a, tanpri sonje ki jan BMS asire ke chak selil dechaje ak menm 150 μ A aktyèl la lè yo bay plis aktyèl egzeyat nan selil ki gen ba pwòp tèt ou egzeyat aktyèl. Altènativman, BMS ka chaje batri a ak pi wo pwòp tèt ou egzeyat aktyèl la pou konpanse diferans lan.

Algorithm balanse a baze sou balanse vòltaj: sèlman lè batri a se nan valè anviwònman balans lan, li balanse ki baze sou lekti vòltaj batri a; Ki baze sou SoC (prediksyon): yo ka balanse nenpòt ki lè, ki baze sou nivo estime batri SoC