Modelo de Bateria Novo Empregando Capacitor Variável para Descrição Eficaz do Comportamento do SOC

Baterias de alta capacidade conectadas em série e/ou em paralelo no sistema de armazenamento de energia de baterias (BESS) e veículo elétrico (EV) requerem circuitos de balanceamento de células para garantir sua longevidade e segurança. Convencionalmente, uma sequência de simulações de circuitos ou testes de hardware tediosos são as únicas maneiras de avaliar o desempenho do algoritmo de balanceamento. No entanto, como a capacidade da bateria é grande, leva muito tempo para examinar todo o processo de balanceamento sob várias combinações de condições iniciais de tensão. Além disso, é difícil estimar o tempo de balanceamento devido à relação não linear entre a tensão de circuito aberto (OCV) e o estado de carga (SOC). Para mitigar o problema, este artigo propõe um modelo de capacitor variável para simplificar a curva SOC-OCV para avaliação rápida do tempo de balanceamento. Comparado ao modelo convencional de fonte de tensão variável, ele pode fornecer uma estimativa rápida do tempo de balanceamento com alta precisão através do cálculo simples da constante de tempo R-C com base no conceito de capacitância equivalente de carga. O método proposto é útil para circuitos de balanceamento ativo, bem como para esquemas de balanceamento passivo. Após validar a precisão do modelo por meio de resultados experimentais, um circuito de balanceamento ativo com capacitor chaveado e um chip de balanceamento passivo de células são implementados para verificar a eficácia do modelo proposto.