Tại sao các hãng pin sạc cell pin trước rồi mới đóng pin

Về lý thuyết:

Khi đóng khối pin, các hãng đều tuân thủ nguyên tắc sau:

1. Đảm bảo các cell cân nhau (tương thích)Các pin khi ráp khối cần có sự tương thích về (1) Dung lượng và (2) Điện áp (3) Nội trở . 3 yếu tố này cần tương thích, và mọi công đoạn bao gồm sạc đầy, xả cạn, sạc lại tới trạng thái sạc SOC 100%, sạc cân bằng, đo kiểm, cân bằng pin… đều phục vụ mục đích này. Cell không tương thích với nhau là nguyên nhân chính dẫn tới sạc xả quá dòng, làm giảm khả năng làm việc của khối pin, rút ngắn tuổi thọ. Việc sạc riêng lẻ để đảm bảo chúng có cùng điện áp (đồng nghĩa với cùng trạng thái sạc SOC).Các hãng pin tuân thủ điều này vô cùng nghiêm ngặt.
2. Lý do an toàn: Khi các cell có áp chênh nhiều (hoặc trạng thái sạc SOC khác nhau), việc ráp chúng thành khối và sau đó mới sạc chúng có thể dẫn tới hiện tượng sạc quá dòng một số cell, làm nóng khối pin, xả khí thậm chí cháy nổ. Bạn cần lưu ý, khi mắc song song các pin có điện áp lệch nhau lớn sẽ có hiện tượng cell có áp lớn quay ra sạc lại cell có điện áp thấp hơn, phát sinh dòng điện, và cell “bị sạc” sẽ nóng lên.  Xem thêm: Thí nghiệm mắc song song pin có điện áp lệch nhau 1.5V và 1.2V phát sinh dòng điện.
3. Cân bằng cell: việc sạc từng cell riêng lẻ có thể giúp các cell đạt tới trạng thái sạc SOC đồng đều và dễ kiểm soát được áp. Điều này đặc biệt quan trọng đối với các ứng dụng cần sự ổn định như xe ô tô.

 

Như vậy, việc sạc cell pin riêng lẻ tới SOC =100% chủ yếu nhằm mục tiêu cân bằng cell pin (cân bằng điện áp và SOC). Với sự ra đời của máy cân bằng pin (battery balancer) thì việc sạc đầy ban đầu này không còn quá quan trọng.

Tuy nhiên, việc sạc đầy, xả cạn cell pin theo quy trình sản xuất mà các hãng pin hay làm chủ yếu dùng để kiểm soát dung lượng pin hơn là vì bất kỳ mục tiêu nào khác. Nếu bạn có khả năng kiểm soát dung lượng bằng công nghệ tiên tiến thì việc sạc cell pin riêng lẻ là không cần thiết.

Xem thêm: Đo dung lượng pin bằng phương pháp không xâm lấn EIS

Đối với mục tiêu an toàn, việc đấu nối BMS bảo vệ khối pin rồi sau đó mới tiến hành sạc lần đầu thì việc sạc cell riêng lẻ không còn là vấn đề lớn.

Kết luận: Về mặt ký thuật và lý thuyết, việc sạc cell pin trước khi đóng khối là không cần thiết, với điều kiện bạn có đủ máy móc, thiết bị để kiểm soát dung lượng pin, điện áp và nội trở. Các nhà sản xuất pin chuyên nghiệp thường sạc xả cell mới như một tiêu chuẩn trước khi tiến hành đóng khối. Lý do là họ muốn giảm thiểu tình trạng sau khi đóng khối rồi mới phát hiện một vài celll tụt áp, dẫn tới làm lại toàn bộ khối pin.

Trong Thực tế:

Nếu bạn mua cell mới cùng lô sản xuất, thường chúng sẽ ở trạng thái sạc SOC tương đương nhau, vì vậy nếu bạn kiểm soát được dung lượng pin/điện áp/ nội trở, thì bạn có thể ráp khối và sau đó mới sạc cả khối để kiểm tra.

Tuy nhiên nếu bạn dùng cell cũ chẳng hạn và không biết về “quá khứ bão gió” của chúng, hãy đo dung lượng và điện áp từng cell, đảm bảo chúng lệch áp dưới 0.1V. Nếu không, hãy sạc chúng để áp không lệch quá số này.

Lệch áp 0.1V là một con số mang tính thông lệ vì một số sạc có khả năng cân bằng lỗi áp tới 0.2V. Lệch áp tối đa cho phép khi kết nối các cell là 0.2V. Nếu vượt quá con số này, bạn hãy sạc cân bằng pin, sẽ giúp việc cân bằng pin bằng máy sau đó nhanh hơn nhiều.

Một số BMS có khả năng cân bằng pin, tuy nhiên nếu pin “thập cẩm” và không phải cùng lô / cùng nhà sản xuất, BMS sẽ phải làm việc rất vất vả.

 

Kết luận

• Việc sạc xả từng pin ban đầu  nhằm mục đích kiểm tra dung lượng pin và đường cong xả pin. Việc này có thể bỏ qua nếu có máy cân bằng pin và thiết bị chuyên dụng kiểm tra dung lượng pin.
• Nếu pin cùng lô, cùng nhà sản xuất và pin mới thì bỏ qua bước này hầu như ok.
• Nếu pin khác lô, không rõ lịch sử dùng pin thì nên kiểm tra dung lượng và phân nhóm pin (sorting), sau đó thì (sạc) cân bằng pin trước rồi mới đóng pack.

 

FAQ: 

Câu hỏi: Khi mắc song song pin có điện áp lệch nhau, độ lệch áp tối đa là bao nhiêu thì an toàn?

Trả lời: Khi mắc song song pin có điện áp lệch nhau, sẽ có hiện tượng phát sinh dòng điện do pin lớn quay sạc “sạc ” pin nhỏ. Điện áp lệch tối đa cho phép trong ngưỡng an toàn là 0.2V.

 

Câu hỏi: Sạc cân bằng pin là gì? Cân bằng pin là gì? Sự khác nhau của chúng là gì?

Trả lời: Sạc cân bằng là việc sạc nhiều pin tới cùng điện áp và trạng thái sạc bằng bộ sạc cân bằng pin. 

Cân bằng pin và việc làm cho nhiều pin đạt tới cùng điện áp và trạng thái sạc bằng cách mắc song song nhiều pin.

Cả hai cùng mục đích cân bằng pin, tuy nhiên với pin lệch áp >0.2V thì bạn hãy sạc cân bằng sẽ nhanh hơn là cân bằng pin.