Χρήστης:Λουκάς Ηλεκτρολόγος/Εξισορρόπηση συσσωρευτή (μπαταρίας)
Η εξισορρόπηση συσσωρευτή (μπαταρίας) (αγγλ: battery balancing) και η ανακατανομή συσσωρευτή (αγγλ: battery redistribution) αναφέρονται σε τεχνικές που βελτιώνουν τη διαθέσιμη χωρητικότητα μιας μπαταρίας αποτελούμενης από πολλά κελιά (συστοιχία κελιών), συνήθως εν σειρά και αυξάνουν τη διάρκεια της μπαταρίας μέχρι την αποφόρτιση. Ένας εξισορροπηστής (αγγλ.: balancer) συσσωρευτή ή ένας σταθεροποιητής (αγγλ. regulator) συσσωρευτή είναι μια ηλεκτρική συσκευή σε μια συστοιχία κελιών που πραγματοποιεί εξισορρόπηση. Οι εξισορροπηστές βρίσκονται συχνά σε συστοιχίες κελιών ιόντων λιθίου σε λάπτοπ, ηλεκτρικά οχήματα κ.λπ.
Αρχές[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]
Συνήθως, τα εκάστοτε κελιά σε μια μπαταρία έχουν μεταξύ τους διαφορετικές χωρητικότητες και μπορεί να βρίσκονται σε διαφορετικά επίπεδα κατάστασης φόρτισης (αγγλ. state of charge, SOC). Αυτό συμβαίνει εξαιτίας μεταβολών στην κατασκευή και τη συναρμολόγηση (π.χ. όταν κελιά από μια παραγωγή χρησιμοποιούνται μαζί με κελιάς άλλης παραγωγής) και εξαιτίας διαφορετικού "ιστορικού" των κελιών σε μια συστοιχία (π.χ. φόρτιση, αποφόρτιση, έκθεση σε θερμότητα κ.λπ.). Γι' αυτούς τους λόγους, τα κελιά θα διαφέρουν σε ένα βαθμό μεταξύ τους. Κάθε ηλεκτρικό κύκλωμα εξισορροπηστή, λοιπόν, θα πρέπει να μειώνει την επίδραση αυτών των διαφορών για να μεγιστοποιήσει τη διάρκεια ζωής και λειτουργίας της εκάστοτε συστοιχίας. Χωρίς μια κατάλληλη και αποτελεσματική εξισορρόπηση, η αποφόρτιση κατά τη διάρκεια της λειτουργίας θα πρέπει να σταματήσει όταν ένα οποιοδήποτε κελί αποφορτίζεται (ακόμα κι αν τα άλλα δεν έχουν αποφορτιστεί), οπότε και περιορίζεται η ενέργεια που μπορεί να απομαστευθεί αλλά και να επιστραφεί στη συστοιχία.
Χωρίς εξισορρόπηση, το ηλεκτροχημικό στοιχείο (κελί) με τη μικρότερη χωρητικότητα θα αποτελεί πρόβλημα και μάλιστα δυνητικά σοβαρό. Θα μπορεί εύκολα να υπερφορτιστεί ή να υπερ-αποφορτιστεί ενόσω κελιά υψηλότερων χωρητικοτήτων είναι μόνο μερικώς φορτισμένα. Ένα κύκλωμα εξισορρόπησης θα πρέπει να κάνει τέτοιους χειρισμούς ώστε τα κελιά υψηλότερης χωρητικότητας να φορτίζονται/αποφορτίζονται πλήρως, ενώ τα μικρότερης χωρητικότητας κελιά να φορτίζονται/αποφορτίζονται κι αυτά καταλλήλως. Σε μια ορθά εξισορροπημένη συστοιχία, τα κελιά μεγαλύτερης χωρητικότητας θα γεμίζουν και θα αδειάζουν χωρίς να υπερφορτίζονται και να υπερ-αποφορτίζονται αντίστοιχα τα άλλα πιο αδύναμα κελιά. Η εξισορρόπηση μπαταρίας επιτυγχάνεται μεταφέροντας ενέργεια από ή προς το εκάστοτε κελί, μέχρι η κατάσταση φόρτισης (SOC) του κελιού με τη μικρότερη χωρητικότητα να είναι ίσο με την κατάσταση φόρτισης της μπαταρίας