Como configurar a etapa de trabalho para balanceamento de baterias ternárias de lítio na máquina de baterias Yesa

Olá, Yesa. Tenho um conjunto de baterias ternárias de lítio para veículos híbridos Hyundai Kia. Preciso realizar alguns ciclos de carga e descarga para balanceamento na máquina de baterias Yesa. Você poderia me informar como configurar os passos específicos?

Olá, com base no tipo de veículo híbrido do seu carro, Hyundai Kia PJunto Módulo Niro Sportage, com química NCM, tensão nominal de 44,4 V (série de 12 células), tensão máxima de 50,4 V, corte mínimo de 30 V e capacidade de 30,8 Ah a 38,3 Ah. Nossa configuração é a seguinte:

Sequência do processo:

Razões por trás disso:

Etapa 1: Descarga com corrente constante de 3A até atingir 3V (sem carga)
Esta etapa inicial de descarga serve como um esgotamento controlado do Pacote de bateriasA energia armazenada pela bateria é descarregada, levando todas as células a um baixo estado de carga (SOC). Para baterias de íon-lítio NCM (níquel-cobalto-manganês), descarregar até cerca de 3V por célula (o que equivaleria a aproximadamente 36V para o seu módulo de 12 células em série, embora o limite exato possa ser monitorado por célula ou ajustado para o conjunto) ajuda a equalizar quaisquer desequilíbrios nas tensões das células que possam ter se desenvolvido ao longo do tempo devido ao uso irregular, autodescarga ou variações de fabricação. A função disso é redefinir o conjunto para um SOC de referência conhecido, minimizando as diferenças nas capacidades das células e evitando sobretensão em células mais potentes durante o carregamento subsequente. A taxa de 3A é moderada para evitar calor ou estresse excessivos, garantindo a segurança durante a descarga completa sem atingir o limite mínimo absoluto (o mínimo de 30V do conjunto especificado, ou ~2,5V por célula, o que poderia causar danos se a tensão fosse muito baixa).

Passo 2: Descanse por 10 minutos.
O período de repouso permite que a composição química da bateria se estabilize após a descarga. Durante a descarga, resistências internas e reações eletroquímicas podem causar quedas ou picos de tensão temporários (conhecidos como efeitos de polarização). Essa breve pausa permite que as tensões das células se estabilizem em seus valores reais de circuito aberto, reduzindo imprecisões na próxima etapa. Sua função é garantir medições precisas ou que o carregamento comece a partir de um estado equilibrado, o que é crucial para o balanceamento, pois ajuda a identificar quaisquer desequilíbrios persistentes sem interferência de efeitos transitórios.

Etapa 3: Carregamento com corrente constante de 2,5 A até 4,2 A (carga completa)
Nesta etapa, a bateria é carregada até sua tensão máxima por célula (4,2 V, totalizando 50,4 V para o módulo), o que representa uma carga completa. Esta etapa ativa mecanismos de balanceamento passivo ou ativo no sistema de gerenciamento de bateria (BMS), se presentes, forçando as células de maior tensão a dissiparem o excesso de carga através de resistores ou redistribuição. Para células NCM, carregar até 4,2 V maximiza a utilização da capacidade, mantendo-se dentro dos limites de segurança para evitar a deposição ou degradação do lítio metálico. A taxa de 2,5 A (em comparação com a descarga) é escolhida para um carregamento mais suave, reduzindo o acúmulo de calor e permitindo que o balanceamento ocorra naturalmente. A função geral é equilibrar as células, garantindo que todas atinjam o estado de carga (SOC) completo de forma uniforme, o que corrige desequilíbrios que poderiam levar à redução do desempenho da bateria ou a problemas de segurança, como a sobrecarga de células mais fracas.

Passo 4: Descanse por 10 minutos.
Semelhante à Etapa 2, este repouso permite a estabilização pós-carga. Após o carregamento, as células podem apresentar relaxamento de tensão devido à difusão de íons de lítio nos eletrodos. Essa pausa garante que as tensões se equalizem internamente, fornecendo uma visão clara do estado equilibrado antes da próxima descarga. A função auxilia na avaliação precisa do resultado do carregamento e evita que se prossiga com tensões instáveis ​​que possam distorcer o processo de balanceamento.

Etapa 5: Descarga de corrente constante a 3A até 3V (sem carga)
Este segundo ciclo de descarga repete o processo de depleção, mas agora a partir de um estado totalmente equilibrado e carregado. Ele verifica o equilíbrio alcançado nas etapas anteriores, descarregando uniformemente e potencialmente revelando quaisquer diferenças residuais de capacidade por meio do monitoramento da tensão. Para baterias de íon-lítio, ciclos repetidos como este podem ajudar a recalibrar a estimativa de SOC (estado de carga) do BMS (sistema de gerenciamento de baterias) e equalizar ainda mais as células, submetendo-as a uma descarga completa (DoD). A taxa de 3A mantém a consistência com a Etapa 1 para condições comparáveis. A função é confirmar o equilíbrio, medir a capacidade efetiva (na faixa de 30,8 Ah a 38,3 Ah) e condicionar as células para maior longevidade, já que a química NCM (material de membrana de troca de nêutrons) se beneficia de ciclos profundos ocasionais para mitigar problemas na camada SEI (interface de eletrólito sólido).

Passo 6: Descanse por 10 minutos.
Novamente, esse repouso estabiliza a bateria após a segunda descarga, permitindo a recuperação da tensão e o equilíbrio químico. Ele espelha os repousos anteriores para manter a consistência do procedimento, garantindo que a carga final comece a partir de uma linha de base confiável de baixo SOC (estado de carga). Sua função é aumentar a precisão na etapa final, evitando erros decorrentes da polarização pós-descarga.

Etapa 7: Carregamento com corrente constante de 2,5 A até atingir 4 V (aproximadamente 80% da carga).
A carga final a 4V por célula (48V no total para o módulo) leva a bateria a um SOC parcial, ideal para armazenamento ou uso imediato sem a necessidade de recarga completa. Para células NCM, o armazenamento a ~80% de SOC (em vez de 100%) minimiza o estresse, reduz o envelhecimento por tempo e diminui riscos como a formação de dendritos ou a decomposição do eletrólito. A taxa de 2,5A mantém o controle. A função é deixar a bateria em um estado balanceado e pronto para uso após o condicionamento, otimizando a saúde a longo prazo e garantindo que os ciclos de balanceamento anteriores tenham equalizado as tensões nas 12 células. Esta etapa essencialmente "define" a condição de balanceamento para uso operacional no módulo Hyundai Kia PHEV.

Recomendações adicionais / Melhorias potenciais

Essa configuração deve resultar em um módulo bem balanceado, com capacidade verificada e pronto para uso ou armazenamento.

Esperamos que você consiga concluir o balanceamento deste grupo de baterias seguindo as instruções acima e, em seguida, instalá-las sem problemas no veículo. Caso tenha alguma dúvida, sinta-se à vontade para deixar uma mensagem abaixo e teremos prazer em respondê-la.