الحديث عن وظيفة التوازن في نظام إدارة البطاريات (BMS)

مفهومموازنة الخلاياربما يكون هذا مألوفًا لمعظمنا. ويرجع ذلك أساسًا إلى أن اتساق الخلايا الحالي ليس جيدًا بما يكفي، ويساعد التوازن على تحسين ذلك. فكما لا يُمكنك العثور على ورقتين متطابقتين في العالم، لا يُمكنك أيضًا العثور على خليتين متطابقتين. لذا، في النهاية، يُعالج التوازن عيوب الخلايا، كإجراء تعويضي.

 

ما هي الجوانب التي تظهر عدم تناسق الخلايا؟

هناك أربعة جوانب رئيسية: حالة الشحن (SOC)، والمقاومة الداخلية، وتيار التفريغ الذاتي، والسعة. مع ذلك، لا يمكن للموازنة حل هذه التناقضات الأربعة تمامًا. فهي لا تُعوّض إلا اختلافات حالة الشحن (SOC)، مما يُعالج تناقضات التفريغ الذاتي. أما بالنسبة للمقاومة الداخلية والسعة، فالموازنة لا تُجدي نفعًا.

 

كيف يحدث عدم تناسق الخلايا؟

هناك سببان رئيسيان: الأول هو عدم الاتساق الناتج عن إنتاج الخلايا ومعالجتها، والثاني هو عدم الاتساق الناتج عن بيئة استخدام الخلايا. ينشأ عدم الاتساق في الإنتاج من عوامل مثل تقنيات المعالجة والمواد، وهو تبسيط لمسألة بالغة التعقيد. يُعد عدم الاتساق البيئي أسهل فهمًا، نظرًا لاختلاف موقع كل خلية في العبوة، مما يؤدي إلى اختلافات بيئية مثل التغيرات الطفيفة في درجة الحرارة. مع مرور الوقت، تتراكم هذه الاختلافات، مما يُسبب عدم اتساق الخلايا.

 

كيف تعمل عملية التوازن؟

كما ذكرنا سابقًا، تُستخدم الموازنة لإزالة اختلافات SOC بين الخلايا. ويفضل أن تحافظ على ثبات SOC لكل خلية، مما يسمح لجميع الخلايا بالوصول إلى الحدين العلوي والسفلي لجهد الشحن والتفريغ في آنٍ واحد، مما يزيد من السعة القابلة للاستخدام لمجموعة البطاريات. هناك حالتان لاختلاف SOC: الأولى عندما تكون سعة الخلايا متماثلة مع اختلاف SOC؛ والثانية عندما تكون سعة الخلايا وSOC مختلفتين.

 

يُظهر السيناريو الأول (أقصى اليسار في الرسم التوضيحي أدناه) خلايا بنفس السعة ولكن بمستويات شحن مختلفة. تصل الخلية ذات أقل نسبة شحن إلى حد التفريغ أولاً (بافتراض أن الحد الأدنى هو 25%)، بينما تصل الخلية ذات أعلى نسبة شحن إلى حد الشحن أولاً. مع الموازنة، تحافظ جميع الخلايا على نفس نسبة الشحن إلى حد التفريغ أثناء الشحن والتفريغ.

 

السيناريو الثاني (الثاني من اليسار في الرسم التوضيحي أدناه) يتضمن خلايا بسعات وحالات شحن مختلفة. هنا، تشحن الخلية ذات السعة الأقل وتفرغ أولاً. مع الموازنة، تحافظ جميع الخلايا على نفس حالة الشحن والتفريغ.