Selbst mit der Verwaltung von Zellenchargen und der Zellensortierung wird es nach der Herstellung immer einige geringfügige Unterschiede zwischen den Zellen geben. Mit der Zeit können sich diese Unterschiede verstärken, zumal nicht alle Zellen in einer Batterie den gleichen Temperaturbedingungen ausgesetzt sind.
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Das bedeutet, dass es sehr wichtig ist, eine Zellenausgleichsfunktion in das BMS einer Batterie zu integrieren. Es verwendet dieselben Leitungen wie SCM (Single Cell Monitoring) und wird in der letzten Phase des Ladevorgangs eingesetzt.
Passiver Zellenausgleich und seine Funktion
Beim Zellausgleich wird das Laden der Batterie gestoppt, wenn die Spannung einer einzelnen Zelle 4,2 V überschreitet. Beim passiven Zellenausgleich wird die betroffene Zelle dann über einen kleinen Widerstand entladen und der Ladevorgang wird fortgesetzt. Dieser Vorgang wird so lange wiederholt, bis alle Zellen auf einen bestimmten mV-Schwellenwert abgeglichen sind (ein Ausgleich auf +/- 1 mV ist nicht praktisch).
Durch diese Prozedur werden die Lebensdauer und die verfügbare Kapazität verlängert. Der Nachteil ist jedoch, dass die Ladezeit länger ist und ein kleiner Energieverlust durch die von den verwendeten Widerständen erzeugte Wärme entsteht.
Aktiver Zellenausgleich als effizientere Alternative
Das Problem der Energieverluste kann durch einen aktiven Ausgleich gelöst werden. Dies funktioniert ähnlich, aber anstatt die Zellen zu entladen, werden die Zellen mit der niedrigsten Spannung einzeln geladen, oder es wird Energie von den Zellen mit dem höchsten SoC auf die mit dem niedrigsten übertragen.
Das Verfahren des aktiven Ausgleichs ist weitaus effizienter, erfordert jedoch eine wesentlich komplexere Schaltung und eignet sich daher nur in bestimmten Situationen, in denen es auf jedes bisschen Energie ankommt.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass das passive Ausgleichen in den meisten Fällen geeignet ist. Wichtig ist jedoch, dass die Batterie über irgendeine Art von Zellenausgleichsfunktion verfügt, wenn sie viele Jahre lang verwendet werden soll.
Bei minderwertigen Batterien kann es vorkommen, dass die Zellen nicht ausgeglichen wurden, aber bei EMBS bieten wir standardmäßig den Ausgleich der Zellen an. Wir können Sie beraten, wann ein Zellenausgleich sinnvoll ist und die optimalen Einstellungen für die besten Ergebnisse für Ihre Anwendung bestimmen.