개념셀 밸런싱아마도 우리 대부분에게 친숙할 것입니다. 이는 주로 현재 셀의 일관성이 충분하지 않기 때문에 발생하며 균형 조정은 이를 개선하는 데 도움이 됩니다. 세상에서 동일한 두 개의 나뭇잎을 찾을 수 없는 것처럼 동일한 두 개의 세포도 찾을 수 없습니다. 따라서 궁극적으로 밸런싱은 셀의 단점을 보완하는 보완책 역할을 하는 것입니다.
세포 불일치를 나타내는 측면은 무엇입니까?
SOC(충전 상태), 내부 저항, 자체 방전 전류, 용량의 네 가지 주요 측면이 있습니다. 그러나 균형 조정으로는 이 네 가지 불일치를 완전히 해결할 수 없습니다. 밸런싱은 SOC 차이만 보상할 수 있으며 부수적으로 자체 방전 불일치를 해결할 수 있습니다. 그러나 내부 저항과 용량의 경우 균형을 맞추는 것은 무력합니다.
셀 불일치는 어떻게 발생합니까?
크게 두 가지 이유가 있는데, 하나는 셀 생산 및 처리로 인한 불일치이고, 다른 하나는 셀 사용 환경으로 인한 불일치입니다. 생산 불일치는 가공 기술 및 재료와 같은 요인으로 인해 발생하며 이는 매우 복잡한 문제를 단순화합니다. 환경적 불일치는 PACK 내 각 셀의 위치가 다르기 때문에 이해하기가 더 쉽습니다. 이로 인해 약간의 온도 변화와 같은 환경적 차이가 발생합니다. 시간이 지남에 따라 이러한 차이가 누적되어 셀 불일치가 발생합니다.
균형은 어떻게 작동합니까?
앞서 언급했듯이 밸런싱은 셀 간의 SOC 차이를 제거하는 데 사용됩니다. 이상적으로는 각 셀의 SOC를 동일하게 유지하여 모든 셀이 충전 및 방전의 상한 및 하한 전압 한계에 동시에 도달할 수 있도록 하여 배터리 팩의 가용 용량을 늘립니다. SOC 차이에는 두 가지 시나리오가 있습니다. 하나는 셀 용량은 동일하지만 SOC는 다른 경우입니다. 다른 하나는 셀 용량과 SOC가 모두 다른 경우입니다.
첫 번째 시나리오(아래 그림의 가장 왼쪽)는 용량은 동일하지만 SOC가 다른 셀을 보여줍니다. SOC가 가장 작은 셀이 방전 한계에 먼저 도달하고(SOC를 하한으로 25% 가정), SOC가 가장 큰 셀이 충전 한계에 먼저 도달합니다. 밸런싱을 통해 모든 셀은 충전 및 방전 중에 동일한 SOC를 유지합니다.
두 번째 시나리오(아래 그림 왼쪽에서 두 번째)에는 용량과 SOC가 서로 다른 셀이 포함됩니다. 여기서는 용량이 가장 작은 셀이 먼저 충전 및 방전됩니다. 밸런싱을 통해 모든 셀은 충전 및 방전 중에 동일한 SOC를 유지합니다.
균형의 중요성
균형 유지는 현재 셀의 중요한 기능입니다. 균형 조정에는 두 가지 유형이 있습니다.액티브 밸런싱그리고패시브 밸런싱. 수동 밸런싱은 방전을 위해 저항기를 사용하는 반면, 능동 밸런싱은 셀 간의 전하 흐름을 포함합니다. 이 용어에 관해 약간의 논쟁이 있지만 이에 대해서는 다루지 않겠습니다. 실제로는 패시브 밸런싱이 더 일반적으로 사용되는 반면, 액티브 밸런싱은 덜 일반적입니다.
BMS의 밸런싱 전류 결정
패시브 밸런싱의 경우 밸런싱 전류를 어떻게 결정해야 합니까? 이상적으로는 가능한 한 커야 하지만 비용, 열 방출, 공간 등의 요소를 절충해야 합니다.
밸런싱 전류를 선택하기 전에 SOC 차이가 시나리오 1로 인한 것인지 시나리오 2로 인한 것인지 이해하는 것이 중요합니다. 대부분의 경우 시나리오 1에 더 가깝습니다. 셀은 거의 동일한 용량과 SOC로 시작하지만 사용함에 따라, 특히 자체 방전의 차이로 인해 각 셀의 SOC가 점차 달라집니다. 따라서 균형 조정 기능은 최소한 자체 방전 차이의 영향을 제거해야 합니다.
모든 셀이 동일한 자체 방전을 갖는 경우 밸런싱이 필요하지 않습니다. 하지만 자가방전 전류에 차이가 있으면 SOC 차이가 발생하게 되는데, 이를 보상하기 위한 밸런싱이 필요합니다. 또한 매일 자가 방전이 계속되는 동안 평균 일일 밸런싱 시간이 제한되므로 시간 요소도 고려해야 합니다.
게시 시간: 2024년 7월 5일
