¿Por qué es importante equilibrar las baterías?

Los sistemas de baterías de potencia para automóviles están compuestos por múltiples celdas individuales conectadas en serie para satisfacer requisitos específicos de voltaje y potencia.debido a las variaciones entre las células individuales, la capacidad de toda la batería está limitada por la capacidad de la célula más débil.Las diferencias en la capacidad conducen a profundidades de descarga variablesLas células de alta capacidad tienden a estar bajocargadas y bajo descargadas, mientras que las células de baja capacidad son propensas a sobrecargarse y sobrecargarse.las células de gran capacidad se degradan lentamente y duran más, mientras que las células de baja capacidad se degradan más rápidamente y tienen una vida útil más corta.que con el tiempo conduce a una falla prematura de toda la batería debido a la falla de las células de baja capacidad..

El ACEYPruebador del paquete de bateríaspuede medir la capacidad, la duración del ciclo y el rendimiento de carga-descarga de la batería.

El objetivo fundamental del equilibrio es "radiar picos y llenar valles". Esto implica el uso de circuitos externos para regular las corrientes de carga y descarga durante la carga, descarga,o períodos de inactividad para garantizar un voltaje constante entre las células durante el funcionamiento, ampliando así la autonomía del vehículo y la vida útil de la batería.

El fenómeno en el que el rendimiento del paquete de baterías disminuye debido a las variaciones de rendimiento entre las células individuales se conoce típicamente como "desajuste de células" o "desequilibrio".Este desequilibrio se debe más a imperfecciones en los procesos de fabricación y métodos de ensayo que a cambios en las propiedades químicas inherentes de las células.. incluso cuando las celdas se clasifican y emparejan después de la producción, todavía pueden ocurrir desequilibrios. por ejemplo, las diferentes tasas de descarga automática pueden causar desequilibrios de capacidad durante los períodos de inactividad,mientras que las resistencias internas variables pueden conducir a la sobrecarga de células específicas durante el proceso de carga.
Para lograr el control de equilibrio de las células individuales, el balanceador sirve como componente central del Sistema de Gestión de la Batería (BMS); sin un balanceador,el sistema de gestión, incluso con acceso a los datos de medición, no sería capaz de tomar medidas correctivas, lo que hace que el concepto de "gestión" carezca de sentido.

I. Modelo básico de gestión del control de equilibrio

El modelo de control de equilibrio discutido en este capítulo se aplica a los paquetes de baterías con una configuración en serie, suponiendo un total de *n* celdas dentro del paquete.la capacidad y el estado de carga (SOC) de las células individuales dentro del paquete pueden variar en un momento dadoPara los vehículos eléctricos, la inconsistencia entre las celdas de la batería de potencia es inevitable, debido principalmente a los siguientes dos factores:

• Inconsistencias derivadas del proceso de fabricación de la batería.
• Inconsistencias causadas por entornos operativos.

II. Clasificación de la gestión del control de equilibrio

Hay una amplia variedad de métodos de control de equilibrio de la batería, con los nuevos que surgen constantemente.Clasificar estos métodos es un reto porque diferentes criterios de clasificación dan resultados diferentesEl cuadro siguiente resume los criterios comunes de clasificación y sus tipos correspondientes.

III. Importancia de la gestión del control de equilibrio

1La gestión del control de equilibrio ayuda a aumentar la capacidad general de la batería.
Consideremos un paquete de baterías compuesto por cuatro celdas (B1, B2, B3, B4). Supongamos que sus capacidades nominales son idénticas (C1=C2=C3=C4=Cmax); sin embargo, debido a factores como las tasas de auto descarga variables,su capacidad inicial difiere antes de un ciclo de cargaEn el caso de las celdas, la capacidad restante del paquete disminuye uniformemente; sin embargo, con el tiempo se desarrolla un desequilibrio.El control de equilibrio permite un aumento de la capacidad utilizable global.

2La gestión del control de equilibrio ayuda a regular la profundidad de carga y descarga de las células de la batería de potencia.
En primer lugar, la gestión del equilibrio mejora la seguridad de la batería. Sin la gestión del equilibrio de carga, considere este escenario: entre las cuatro celdas, una (B2) se acerca a la carga completa (es decir, su estado de carga, o SOC,excede el 95%)Debido a la fuerza electromotriz y las características de resistencia interna, su voltaje de funcionamiento aumenta rápidamente, por lo que es susceptible a la sobrecarga.

En segundo lugar, la gestión del equilibrio prolonga la vida útil de la batería. En tercer lugar, la gestión del equilibrio permite un envejecimiento uniforme de la batería, mejorando así la consistencia del estado de salud (SOH).La incoherencia en el SOH plantea dificultades para el sistema de gestión de la batería; complica la ya difícil tarea de estimar la carga restante de la batería (o estado de carga,El sistema de carga de la batería se ha convertido en una herramienta de recarga de la batería.Para mejorar la consistencia de SOH en todo el paquete, los factores que influyen en el envejecimiento de la batería deben afectar a cada célula individual de la manera más equitativa posible.la aplicación de un control de equilibrio para garantizar una profundidad de descarga (DOD) constante en todas las células es un método eficaz para lograr un envejecimiento uniformeEl control de equilibrio mantiene una profundidad de descarga constante durante el funcionamiento.que no sólo prolonga la vida útil total del ciclo de la batería, como se mencionó anteriormente, sino que también garantiza una degradación uniforme, lo que da como resultado valores de SOH que son relativamente similares en todas las células.

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