Het is een veel voorkomende vraag: heb ik balancering nodig als mijn cellen al in balans zijn, en hoeveel balanceringsstroom heb ik nodig?

Om het maximale uit uw accupakket te halen, moet elke accu van tijd tot tijd worden gebalanceerd. Zelfs als de cellen overeenkomen.

Meerdere batterij-eigenschappen hebben invloed op de celonbalans, bijvoorbeeld zelfontladingsstroom en Coulomb-efficiëntie. Laten we een van deze eigenschappen bespreken: de zelfontlading.
Elke cel heeft zijn eigen zelfontlading. De exacte waarde varieert altijd van cel tot cel. Vooral als een cel in een accu wordt vervangen door een nieuwe, kan de zelfontlading van deze nieuwe cel heel anders zijn dan die van de andere. Het gevolg is dat de ene cel sneller ontlaadt dan de andere. Dit resulteert in een onbalans. De ene cel is voller dan de andere. Wanneer de cellen volledig zijn opgeladen stopt het laden zodra de eerste cel vol is, zodat deze cel niet beschadigd raakt. De lege cel(len) zullen niet volledig vol zijn. Hierdoor wordt de bruikbare capaciteit verminderd. Dit effect wordt steeds duidelijker merkbaar: de bruikbare capaciteit neemt steeds verder af.

Balanceren zorgt ervoor dat elke cel volledig kan worden opgeladen, waardoor ook de bruikbare capaciteit wordt gemaximaliseerd.
Dit gebeurt in de laatste fase van het opladen: topbalancering genoemd. Wanneer de cel bijna vol is, zal de spanning van de cel toenemen. Hierdoor ontstaat er een spanningsverschil met de andere cellen en dus gaat het GBS balanceren.

Balanceringsmethoden #

Er zijn twee balanceringsmethoden:

Passief balanceren #

Bij dit proces wordt energie uit de vollere cellen verbrand. Hierdoor kan de oplader blijven opladen. De cellen die in evenwicht zijn, laden dus langzamer op, terwijl lege cellen sneller opladen. Na een bepaalde tijd zijn alle cellen volledig opgeladen en kan de lader stoppen.

Deze methode wordt in de meeste gebouwbeheersystemen gebruikt, omdat tijdens het opladen slechts een kleine hoeveelheid energie verloren gaat.

Actief balanceren #

In plaats van energie te verdrijven, zal de energie van een volle cel naar een magere cel gaan. Afhankelijk van de balanceringshardware kan dit op verschillende manieren gebeuren:

• Eén voor één: van de volste cel in de batterij tot de leegste.
• Van vollere naar legere buurcel. Elke cel ontvangt of levert energie aan een buurman.
• Cel naar batterij. Energie uit de volste cel gaat in één keer naar alle cellen.
• Cel tot cel. Energie uit de volste cellen gaat naar de leegste cellen.

Het voordeel van deze methode is dat deze efficiënter is en een minder passieve balancering oplevert. Het nadeel is dat de hardware vrij duur is.

Evenwichtsstroom #

Ondanks het feit dat veel gebouwbeheersystemen kunnen balanceren, hebben veel systemen slechts een beperkte balanceringsstroom, vaak in de orde van grootte van 40-100 mA. Dit betekent dat het lang duurt voordat het systeem weer in balans is. Vooral bij grotere celcapaciteiten is deze kleine balansstroom niet voldoende.
De 123\SmartBMS balanceert op 1A per cel, dus balanceren gaat sneller en ook grote celcapaciteiten kunnen worden gebalanceerd.

Tijd in evenwicht brengen #

De tijd die het balanceren in beslag neemt, is afhankelijk van de balanceringsmethode, waarbij de stroom en de onbalans tussen cellen in evenwicht worden gebracht.
In het volgende rekenvoorbeeld gaan we uit van passieve balancering en 1A balanceringsstroom, waarover de 123SmartBMS beschikt. De leegste cel heeft een lading van 38Ah en de volste heeft een lading van 41Ah.

De onbalans is 41-39,5 Ah = 1,5 Ah. Bij een balanceerstroom van 1A duurt het balanceren ongeveer 1,5Ah/1A = 1,5 uur.
Let op: een GBS met een balanceringsstroom van slechts 100 mA (0,1 A) heeft 15 uur nodig!