Balancing cruciaal voor prestaties EV-batterijen
Gelijke laadstatus cellen bepaalt levensduur en rijbereik
De tractiebatterij vormt het technologische hart van een elektrisch voertuig. Zo’n batterij bestaat uit honderden tot duizenden individuele cellen die samen de spanning en capaciteit leveren die nodig zijn voor de aandrijving van het voertuig. Volgens batterijdiagnosespecialist AVILOO, gespecialiseerd in analyse en diagnose van EV-batterijen, bepaalt de manier waarop die cellen samenwerken in grote mate de prestaties, de levensduur en de veiligheid van het batterijpakket.
Omdat één batterijcel slechts enkele volt levert, worden er in elektrische voertuigen meerdere cellen met elkaar verbonden. Sommige cellen worden parallel geschakeld om de capaciteit te verhogen, terwijl andere in serie worden geplaatst om de vereiste systeemspanning te bereiken.
Waarom balancing noodzakelijk is
In een batterijpakket dat uit meerdere cellen bestaat, ontstaan na verloop van tijd kleine verschillen tussen de individuele cellen. Volgens AVILOO kunnen die afwijkingen onder meer veroorzaakt worden door productietoleranties, temperatuurverschillen, ongelijkmatige belasting of de natuurlijke veroudering van de cellen.
Wanneer cellen in serie zijn geschakeld, kunnen die verschillen zich niet vanzelf corrigeren. Daardoor kan één zwakkere cel uiteindelijk de prestaties van het volledige batterijpakket beperken.
Invloed op rijbereik en batterijlevensduur
Een batterijpakket dat niet correct gebalanceerd is, kan verschillende gevolgen hebben voor de prestaties van een elektrisch voertuig. Het beschikbare rijbereik kan afnemen omdat het systeem niet langer de volledige capaciteit van het batterijpakket kan benutten.
Daarnaast kan een ongebalanceerde batterij ook leiden tot een minder nauwkeurige berekening van het resterende rijbereik. In sommige gevallen kan de weergegeven actieradius daardoor te optimistisch zijn.
Op langere termijn kan een ongelijkmatige belasting van de cellen bovendien leiden tot een versnelde veroudering van de batterij. In extreme gevallen kunnen individuele cellen beschadigd raken.
Top balancing als gebruikelijke methode
In de meeste elektrische voertuigen wordt daarom gebruikgemaakt van zogenaamde top balancing. Daarbij worden de laadniveaus van de individuele cellen aan het einde van het laadproces op elkaar afgestemd.
Door de laadstatus van alle cellen te egaliseren kan het batterijpakket zijn maximale bruikbare energie leveren. Tegelijk kan het batterijmanagementsysteem het rijbereik nauwkeuriger berekenen.
Grotere uitdaging bij moderne batterijsystemen
De complexiteit van batterijbalancing neemt toe naarmate batterijsystemen groter worden en met hogere spanningen werken. In voertuigen met een 800-voltarchitectuur zijn bijvoorbeeld aanzienlijk meer cellen in serie geschakeld dan in traditionele 400-voltsystemen.
Volgens AVILOO maakt dat een nauwkeurige monitoring van de individuele cellen steeds belangrijker voor de prestaties en de veiligheid van elektrische voertuigen.
Diagnose van batterijconditie
Balancing speelt ook een belangrijke rol bij de diagnose van de batterijconditie. Moderne batterijmanagementsystemen registreren verschillende parameters van individuele cellen, zoals capaciteit, interne weerstand en laadgedrag.
Op basis van deze gegevens kan de toestand van de batterij worden geanalyseerd en kan het zogenoemde State of Health van het batterijpakket worden bepaald.
