Il bilanciamento delle celle è essenziale per batterie sicure, efficienti e durature. Non esistono due celle identiche; variano in capacità, impedenza e autoscarica. In serie, trasmettono la stessa corrente, causando uno squilibrio nello stato di carica (SOC).
Conseguenze senza bilanciamento:
- Capacità ridotta: La scarica si interrompe quando la cella più debole è vuota, sprecando energia nelle altre.
- Rischi per la sicurezza: Lo squilibrio provoca la sovraccarica (rischio di fuga termica) o la scarica eccessiva delle singole celle.
- Invecchiamento più rapido: Uno stress non uniforme accelera il degrado.
La soluzione di bilanciamento:
Il BMS corregge le differenze SOC per massimizzare la capacità utilizzabile in sicurezza e la durata del pacco.
Due metodi principali:
- Bilanciamento passivo: Dissipa l'energia in eccesso dalle celle ad alto SOC sotto forma di calore tramite resistori. Semplice ed economico, ma dispendioso e efficace solo durante la carica.
- Bilanciamento attivo: Ridistribuisce l'energia dalle celle con SOC elevato a quelle con SOC basso utilizzando condensatori o induttori. È efficiente dal punto di vista energetico, più veloce e funziona in qualsiasi modalità operativa, ma è più complesso e costoso.
In sintesi: Il bilanciamento delle celle trasforma un gruppo di celle disuguali in un'unità affidabile e ad alte prestazioni. Previene rischi per la sicurezza, libera la piena capacità del pacco batterie e ne garantisce la longevità. La scelta tra bilanciamento passivo e attivo è un compromesso progettuale fondamentale tra costi e prestazioni.