È una domanda comune: ho bisogno di bilanciamento se le mie celle sono già bilanciate e di quanta corrente di bilanciamento ho bisogno?

Per ottenere il massimo dalla batteria, ogni batteria deve essere bilanciata di tanto in tanto. Anche quando le celle sono abbinate.

Molteplici proprietà della batteria influiscono sullo squilibrio delle celle, ad esempio la corrente di autoscarica e l'efficienza di Coulomb. Parliamo di una di queste proprietà: l'autoscarica.
Ogni cella ha la propria autoscarica. Il valore esatto varia sempre da cella a cella. Soprattutto se una cella di una batteria viene sostituita con una nuova, l'autoscarica di questa nuova cella può essere molto diversa dalle altre. Il risultato è che una cella si scaricherà più velocemente dell'altra. Ciò si traduce in uno squilibrio. Una cella è più piena dell'altra. Quando le celle sono completamente cariche, la ricarica si interromperà non appena la prima cella sarà piena, in modo che questa cella non venga danneggiata. Le celle più vuote non saranno completamente piene. Di conseguenza, la capacità utilizzabile è ridotta. Questo effetto diventa sempre più evidente: la capacità utilizzabile diminuisce sempre di più.

Il bilanciamento garantisce che ogni cella possa essere completamente carica, in modo che anche la capacità utilizzabile sia massimizzata.
Ciò avviene nell'ultima fase della ricarica: detta bilanciamento superiore. Quando la cella è quasi piena, la tensione della cella aumenterà. Ciò crea una differenza di tensione con le altre celle e quindi il BMS inizierà a bilanciarsi.

Metodi di bilanciamento #

Esistono due metodi di bilanciamento:

Bilanciamento passivo #

In questo processo, l'energia delle cellule più piene viene bruciata. Ciò consente al caricabatterie di continuare a caricare. Le celle che si stanno bilanciando si caricheranno quindi a una velocità più lenta, mentre le celle più scariche si caricheranno a una velocità maggiore. Dopo un certo tempo tutte le celle sono completamente cariche e il caricabatterie può arrestarsi.

Questo metodo viene utilizzato nella maggior parte dei BMS poiché durante la ricarica viene persa solo una piccola quantità di energia.

Bilanciamento attivo #

Invece di dissipare energia, l’energia di una cella piena andrà a una più magra. A seconda dell'hardware di bilanciamento, questo può essere fatto in diversi modi:

• Uno alla volta: dalla cella più piena alla più vuota.
• Dalla cella vicina più piena a quella più vuota. Ogni cellula riceve o fornisce energia a un vicino.
• Da cella a batteria. L'energia dalla cella più piena va a tutte le cellule contemporaneamente.
• Cella in cella. L'energia delle cellule più piene va alle cellule più vuote.

Il vantaggio di questo metodo è che è più efficiente e riscalda un bilanciamento meno che passivo. Lo svantaggio è che l'hardware è piuttosto costoso.

Corrente di bilanciamento #

Nonostante il fatto che molti BMS possano bilanciarsi, molti sistemi hanno solo una corrente di bilanciamento limitata, spesso dell'ordine di 40-100 mA. Ciò significa che ci vorrà molto tempo prima che il sistema venga riequilibrato. Soprattutto con celle di capacità maggiore, questa piccola corrente di equilibrio non è sufficiente.
IL 123\SmartBMS bilancia a 1A per cella, quindi il bilanciamento è più veloce e si possono bilanciare anche le capacità di celle di grandi dimensioni.

Tempo di equilibrio #

Il tempo impiegato dal bilanciamento dipende dal metodo di bilanciamento, dal bilanciamento della corrente e dallo squilibrio tra le celle.
Nel seguente esempio di calcolo presupponiamo il bilanciamento passivo e la corrente di bilanciamento 1A di cui dispone il 123SmartBMS. La cella più vuota ha una carica di 38Ah mentre quella più piena ha una carica di 41Ah.

Lo squilibrio è 41-39,5 Ah = 1,5 Ah. Con una corrente di bilanciamento di 1A, il bilanciamento dura circa 1,5 Ah/1 A = 1,5 ore.
Nota: un BMS con una corrente di bilanciamento di soli 100 mA (0,1 A) richiederebbe 15 ore!