แนวคิดของการปรับสมดุลเซลล์คนส่วนใหญ่คงคุ้นเคยกับเรื่องนี้ดีอยู่แล้ว สาเหตุหลักๆ ก็คือเซลล์ในปัจจุบันยังไม่แข็งแรงพอ และการปรับสมดุลจะช่วยปรับปรุงเรื่องนี้ให้ดีขึ้น เช่นเดียวกับที่คุณไม่สามารถหาใบไม้ที่เหมือนกันสองใบในโลกได้ คุณก็ไม่สามารถหาเซลล์ที่เหมือนกันสองเซลล์ได้เช่นกัน ดังนั้น ในท้ายที่สุดแล้ว การปรับสมดุลก็คือการแก้ไขข้อบกพร่องของเซลล์ โดยทำหน้าที่เป็นมาตรการชดเชย
ลักษณะใดบ้างที่แสดงถึงความไม่สม่ำเสมอของเซลล์?
มี 4 ประเด็นหลัก ได้แก่ SOC (สถานะการชาร์จ) ความต้านทานภายใน กระแสไฟคายประจุเอง และความจุ อย่างไรก็ตาม การปรับสมดุลไม่สามารถแก้ไขความแตกต่างทั้งสี่ประการนี้ได้อย่างสมบูรณ์ การปรับสมดุลสามารถชดเชยความแตกต่างของ SOC ได้เท่านั้น โดยแก้ไขความไม่สอดคล้องกันของการคายประจุเองโดยบังเอิญ แต่สำหรับความต้านทานภายในและความจุ การปรับสมดุลไม่มีประสิทธิภาพ
ความไม่สอดคล้องของเซลล์เกิดขึ้นได้อย่างไร?
มีสองสาเหตุหลัก: หนึ่งคือความไม่สม่ำเสมอที่เกิดจากการผลิตและการประมวลผลเซลล์ และอีกสาเหตุหนึ่งคือความไม่สม่ำเสมอที่เกิดจากสภาพแวดล้อมการใช้งานเซลล์ ความไม่สม่ำเสมอในการผลิตเกิดจากปัจจัยต่างๆ เช่น เทคนิคและวัสดุในการประมวลผล ซึ่งเป็นการลดความซับซ้อนของปัญหาที่ซับซ้อนมาก ความไม่สม่ำเสมอของสภาพแวดล้อมนั้นเข้าใจได้ง่ายขึ้น เนื่องจากตำแหน่งของเซลล์แต่ละเซลล์ใน PACK นั้นแตกต่างกัน ทำให้เกิดความแตกต่างในสภาพแวดล้อม เช่น การเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยของอุณหภูมิ เมื่อเวลาผ่านไป ความแตกต่างเหล่านี้จะสะสมขึ้นจนทำให้เซลล์มีความไม่สม่ำเสมอ
การสร้างสมดุลทำงานอย่างไร?
ดังที่กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ การปรับสมดุลใช้เพื่อขจัดความแตกต่างของ SOC ระหว่างเซลล์ โดยหลักการแล้ว การปรับสมดุลจะทำให้ SOC ของแต่ละเซลล์มีค่าเท่ากัน ทำให้เซลล์ทั้งหมดสามารถเข้าถึงขีดจำกัดแรงดันไฟฟ้าสูงสุดและต่ำสุดในการชาร์จและคายประจุได้พร้อมกัน จึงเพิ่มความจุที่ใช้ได้ของชุดแบตเตอรี่ ความแตกต่างของ SOC มีสองสถานการณ์: หนึ่งคือเมื่อความจุของเซลล์เท่ากันแต่ SOC แตกต่างกัน และอีกสถานการณ์หนึ่งคือเมื่อความจุของเซลล์และ SOC แตกต่างกัน
สถานการณ์แรก (ซ้ายสุดในภาพประกอบด้านล่าง) แสดงให้เห็นเซลล์ที่มีความจุเท่ากันแต่มี SOC ต่างกัน เซลล์ที่มี SOC น้อยที่สุดจะถึงขีดจำกัดการคายประจุก่อน (โดยถือว่า SOC 25% เป็นขีดจำกัดล่าง) ในขณะที่เซลล์ที่มี SOC มากที่สุดจะถึงขีดจำกัดการชาร์จก่อน ด้วยการปรับสมดุล เซลล์ทั้งหมดจะรักษา SOC เดียวกันในระหว่างการชาร์จและการคายประจุ
สถานการณ์ที่สอง (ลำดับที่สองจากซ้ายในภาพประกอบด้านล่าง) เกี่ยวข้องกับเซลล์ที่มีความจุและ SOC ต่างกัน โดยเซลล์ที่มีความจุน้อยที่สุดจะชาร์จและคายประจุก่อน ด้วยการปรับสมดุล เซลล์ทั้งหมดจะรักษา SOC เดียวกันในระหว่างการชาร์จและคายประจุ
ความสำคัญของการสร้างสมดุล
การสร้างสมดุลเป็นฟังก์ชันสำคัญสำหรับเซลล์ในปัจจุบัน การสร้างสมดุลมีอยู่ 2 ประเภท:การปรับสมดุลแบบแอคทีฟและการสมดุลแบบพาสซีฟการปรับสมดุลแบบพาสซีฟใช้ตัวต้านทานในการคายประจุ ในขณะที่การปรับสมดุลแบบแอ็กทีฟเกี่ยวข้องกับการไหลของประจุระหว่างเซลล์ มีการถกเถียงกันเกี่ยวกับคำศัพท์เหล่านี้อยู่บ้าง แต่เราจะไม่พูดถึงเรื่องนั้น การปรับสมดุลแบบพาสซีฟใช้กันทั่วไปในทางปฏิบัติ ในขณะที่การปรับสมดุลแบบแอ็กทีฟใช้กันน้อยกว่า
การตัดสินใจเลือกกระแสสมดุลสำหรับ BMS
สำหรับการปรับสมดุลแบบพาสซีฟ ควรพิจารณากระแสปรับสมดุลอย่างไร ในอุดมคติ ควรมีกระแสให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ แต่ปัจจัย เช่น ต้นทุน การกระจายความร้อน และพื้นที่ จำเป็นต้องมีการประนีประนอม
ก่อนที่จะเลือกกระแสสมดุล สิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจว่าความแตกต่างของ SOC เกิดจากสถานการณ์ที่หนึ่งหรือสถานการณ์ที่สอง ในหลายกรณี ความแตกต่างจะใกล้เคียงกับสถานการณ์ที่หนึ่งมากกว่า: เซลล์เริ่มต้นด้วยความจุและ SOC ที่เกือบจะเท่ากัน แต่เมื่อใช้งาน โดยเฉพาะอย่างยิ่งเนื่องจากความแตกต่างในการคายประจุเอง SOC ของเซลล์แต่ละเซลล์จะค่อยๆ แตกต่างกัน ดังนั้น ความสามารถในการสมดุลควรขจัดผลกระทบของความแตกต่างในการคายประจุเองอย่างน้อยที่สุด
หากเซลล์ทั้งหมดมีการคายประจุเองเหมือนกัน การปรับสมดุลจะไม่จำเป็น แต่หากกระแสการคายประจุเองแตกต่างกัน ความแตกต่างของ SOC ก็จะเกิดขึ้น และจำเป็นต้องปรับสมดุลเพื่อชดเชยสิ่งนี้ นอกจากนี้ เนื่องจากเวลาปรับสมดุลรายวันโดยเฉลี่ยมีจำกัด ในขณะที่การคายประจุเองยังคงดำเนินต่อไปทุกวัน จึงต้องพิจารณาปัจจัยด้านเวลาด้วย
เวลาโพสต์ : 05-07-2024
