Qu'est-ce que l'équilibrage cellulaire et comment fonctionne-t-il ?

L'équilibrage des cellules est-il nécessaire ?

Il y a inévitablement des incohérences dans le processus de fabrication des cellules : la surface de la feuille métallique, l'uniformité du revêtement, la quantité d'électrolyte, le fonctionnement de l'équipement, etc. ne peuvent pas être totalement cohérents, ce qui entraîne des différences dans la résistance interne au courant continu (DCR) et dans la capacité des cellules.

Même si cette différence est faible, si elle n'est pas contrôlée, compte tenu du fait que les cellules du bloc-batterie sont généralement connectées en série par dizaines ou centaines (afin de garantir une tension de sortie suffisamment élevée, les cellules sont généralement connectées en série), la capacité et la tension de sortie de l'ensemble du bloc-batterie finiront par être fortement réduites en raison de l'"effet de court-circuit". En fin de compte, la capacité et la tension de sortie de l'ensemble de la batterie seront fortement réduites en raison de "l'effet de court-circuit".

C'est pourquoi il est nécessaire d'équilibrer les cellules pour obtenir la même puissance de sortie entre les cellules, non seulement pour assurer la capacité du bloc-batterie, mais aussi pour assurer la cohérence de la tension de sortie.

Lors de la charge, les cellules étant connectées en série, les cellules ayant un DCR plus élevé atteindront plus rapidement la tension de coupure de la charge (le pile ternaire au lithium est de 4,2 V). Si la charge est interrompue, les cellules ayant un DCR plus faible auront un SOC plus faible parce qu'elles n'atteignent pas la tension de coupure, c'est-à-dire qu'une charge incomplète entraînera une perte de capacité, ce qui est extrêmement indésirable pour les véhicules électriques.

Quels sont les types d'équilibrage cellulaire ?

L'équilibrage des cellules de la batterie est généralement divisé en équilibrage actif et équilibrage passif.

Équilibrage passif des cellules

L'équilibrage passif des cellules fait référence à l'utilisation de résistances dans le processus de charge pour consommer l'énergie des cellules à haute tension ou à charge élevée afin de réduire l'écart entre les différentes cellules, ce qui est une sorte de consommation d'énergie. Lorsque la tension de chaque cellule est proche de la même, la charge se poursuit. Ce processus est répété jusqu'à ce que la tension de chaque cellule soit proche de la même.

Équilibre cellulaire actif

L'équilibrage actif des cellules, à l'aide de dispositifs de stockage de l'énergie, etc., transfère une partie de l'énergie des cellules ayant plus d'énergie aux cellules ayant moins d'énergie, ce qui constitue un transfert d'énergie. Pendant la charge équilibrée, l'interrupteur de commande connecte alternativement le condensateur à deux batteries adjacentes, accepte la charge de l'accumulateur et la charge de l'accumulateur. batterie haute tensionet met l'électricité dans la batterie basse tension jusqu'à ce que les tensions des deux batteries soient identiques.

Un BMS équilibre-t-il les cellules ?

Dans des circonstances normales, la limite supérieure réelle de l'état de charge de la batterie sera fixée entre 95% et 97%, mais elle sera affichée comme 100% dans l'interface utilisateur, ce qui est conçu dans un souci de sécurité. L'équilibrage des cellules de la batterie consiste à équilibrer l'incohérence de tension ou de SOC entre les cellules, et peut ajuster l'incohérence de charge entre les cellules en raison de l'incohérence des propriétés physiques par des moyens spécifiques.

Par exemple, lorsque le SOC d'une cellule atteint 97%, le SOC d'une autre cellule n'est que de 90%. Le BMS doit donc surveiller les données de tension ou de SOC de chaque cellule en temps réel pour un contrôle précis, et régler le SOC sur 97%. L'énergie électrique à l'intérieur de la cellule est libérée de manière appropriée ou l'énergie électrique est directement chargée dans la cellule dont le SOC est de 90%. Il s'agit de deux approches : l'équilibrage passif des cellules et l'équilibrage actif des cellules.

Bien que l'équilibrage des cellules entraîne une augmentation du temps de charge, après avoir atteint la cohérence entre les cellules, l'état de fonctionnement de chaque cellule tend à être cohérent, et la capacité de l'ensemble de la batterie ne sera pas détruite en raison de la diminution prématurée de la durée de vie d'une seule cellule. Une fois que chaque cellule a atteint 97% SOC grâce à l'effet de l'équilibrage des cellules, l'ensemble du bloc-batterie est entièrement chargé, de sorte que la capacité du bloc-batterie en une seule charge est optimale.

De la même manière, l'équilibrage des cellules est également nécessaire pendant la décharge. L'objectif est de maintenir la cohérence de la tension ou du SOC de chaque cellule et d'éviter qu'une cellule ait été surdéchargée et que l'autre n'atteigne toujours pas la tension de coupure de la décharge.

En d'autres termes, le bloc-batterie doté d'une fonction d'équilibrage des cellules peut atteindre la plage optimale de SOC pendant la charge et la décharge, garantissant que chaque cellule peut fonctionner dans la plage de SOC de 5%-97%. Au lieu des paramètres de la cellule ayant la plus grande résistance interne et la plus petite capacité, la plage SOC utilisable de l'ensemble du bloc-batterie est déterminée.

On peut donc imaginer la capacité de collecte et de traitement des données dont le système de gestion des bâtiments a besoin lors de l'équilibrage des cellules pour mener à bien cette tâche simple qu'est l'équilibrage des cellules. Si vous voulez savoir quels sont les fabricants de BMS, vous pouvez consulter les sites suivants les 10 premiers fournisseurs de systèmes de gestion de batterie.

Comment se fait l'équilibrage des cellules ?

La différence de pression est généralement considérée comme la performance de la consistance des cellules. Pour ajuster la tension des cellules de la batterie, il n'y a qu'une seule façon possible d'ajuster le SOC des cellules, et pour ajuster la différence de pression, il est nécessaire d'ajuster la différence de SOC (charger ou décharger une certaine chaîne individuellement).

En outre, si l'on considère les paramètres de caractérisation (différence de capacité, différence de résistance interne et différence de puissance résiduelle) dans la première partie, la capacité et la résistance interne de la batterie sont des propriétés de la batterie elle-même, et il est actuellement difficile de les ajuster par des méthodes externes. plus difficile à contrôler ; cependant, si une certaine cellule du bloc-batterie est chargée ou déchargée individuellement, la différence de puissance résiduelle des cellules peut être modifiée, de manière à atteindre l'objectif d'ajustement de la consistance des cellules.

En résumé, l'équilibre et le maintien de la cohérence des cellules du bloc-batterie ne peuvent être réalisés qu'en chargeant ou en déchargeant une ou plusieurs cellules (en ajustant la différence de puissance restante), et il n'y a actuellement pas d'autre moyen idéal. Il convient de noter que l'ajustement de la différence de puissance restante ne réduit pas nécessairement la différence de puissance restante. Toutes les égalisations actuelles du BMS sont réalisées en chargeant et en déchargeant des cellules individuelles dans le bloc-batterie.