Ten/Tá/Tobatériový systémje jadrom celého systému skladovania energie, pozostávajúceho zo stoviek valcovitých článkov aleboprizmatické bunkysériovo a paralelne. Nekonzistentnosť batérií na skladovanie energie sa týka najmä nekonzistentnosti parametrov, ako je kapacita batérie, vnútorný odpor a teplota. Pri sériovom a paralelnom zapojení batérií s nekonzistentnými parametrami sa vyskytnú nasledujúce problémy:

1. Strata dostupnej kapacity

V systéme skladovania energie sú jednotlivé články zapojené sériovo a paralelne a tvoria batériovú skrinku, batériové skrinky sú zapojené sériovo a paralelne a tvoria batériový klaster a viacero batériových klastrov je priamo paralelne pripojených k tej istej jednosmernej zbernici. Medzi príčiny nekonzistentnosti batérií vedúcej k strate využiteľnej kapacity patrí sériová a paralelná nekonzistentnosť.

• Strata nekonzistencie sériového zapojenia batérie
Podľa princípu valca závisí sériová kapacita batériového systému od batérie s najmenšou kapacitou. V dôsledku nekonzistentnosti samotnej batérie, teplotných rozdielov a iných nezrovnalostí bude použiteľná kapacita každej batérie odlišná. Batéria s malou kapacitou sa pri nabíjaní úplne nabije a pri vybíjaní sa vybije, čo obmedzuje nabíjanie ostatných batérií v batériovom systéme. Vybíjanie má za následok zníženie dostupnej kapacity batériového systému. Bez efektívneho vyváženého riadenia sa so zvyšujúcou sa prevádzkovou dobou zintenzívni útlm a diferenciácia kapacity batérie a dostupná kapacita batériového systému sa bude ďalej zrýchľovať.

• Strata nekonzistencie paralelného zapojenia batériového klastra

Keď sú batériové klastre priamo zapojené paralelne, po nabití a vybití dôjde k cirkulačnému prúdu a napätie každého batériového klastra bude nútené vyrovnať sa. Nespokojnosť a nevyčerpateľné vybíjanie spôsobia stratu kapacity batérie a zvýšenie teploty, urýchlia jej opotrebovanie a znížia dostupnú kapacitu batériového systému.

Okrem toho, kvôli malému vnútornému odporu batérie, aj keď je rozdiel napätia medzi klastrami spôsobený nekonzistentnosťou len niekoľko voltov, nerovnomerný prúd medzi klastrami bude veľký. Ako je znázornené v nameraných údajoch elektrárne v tabuľke nižšie, rozdiel v nabíjacom prúde dosahuje 75 A (v porovnaní s teoretickým priemerom je odchýlka 42 %) a odchýlka prúdu povedie k prebíjaniu a prebíjaniu niektorých klastrov batérií; výrazne ovplyvní účinnosť nabíjania a vybíjania, životnosť batérie a dokonca povedie k vážnym bezpečnostným nehodám.

2. Zrýchlená diferenciácia a skrátená životnosť jednotlivých buniek spôsobená nekonzistentnou teplotou

Teplota je najdôležitejším faktorom ovplyvňujúcim životnosť systému na ukladanie energie. Keď sa vnútorná teplota systému na ukladanie energie zvýši o 15 °C, životnosť systému sa skráti o viac ako polovicu. Lítiová batéria počas procesu nabíjania a vybíjania generuje veľa tepla a teplotný rozdiel medzi jednotlivými batériami ďalej zvyšuje nekonzistentnosť vnútorného odporu a kapacity, čo vedie k zrýchlenému opotrebovaniu jednotlivých batérií, skráteniu životnosti batériového systému a dokonca k bezpečnostným rizikám.

Ako sa vysporiadať s nekonzistentnosťou batérií na skladovanie energie?

Nekonzistentnosť batérií je hlavnou príčinou mnohých problémov v súčasných systémoch na ukladanie energie. Hoci je nekonzistentnosť batérií ťažké odstrániť kvôli chemickým vlastnostiam batérií a vplyvu prostredia aplikácie, digitálne technológie, technológie výkonovej elektroniky a technológie na ukladanie energie je možné integrovať na využitie elektriny. Ovládateľnosť elektronických technológií minimalizuje vplyv nekonzistentnosti lítiových batérií, čo môže výrazne zvýšiť využiteľnú kapacitu systémov na ukladanie energie a zlepšiť bezpečnosť systému.

• Technológia aktívneho vyvažovania monitoruje napätie a teplotu každej jednotlivej batérie v reálnom čase, maximálne eliminuje nekonzistentnosť sériového zapojenia batérií a zvyšuje dostupnú kapacitu systému skladovania energie o viac ako 20 % počas celého životného cyklu.

• V elektrickom návrhu systému skladovania energie sa riadenie nabíjania a vybíjania každého klastra batérií vykonáva samostatne a klastre batérií nie sú zapojené paralelne, čo zabraňuje problémom s cirkuláciou spôsobeným paralelným zapojením jednosmerného prúdu a efektívne zlepšuje dostupnú kapacitu systému.

• Presná regulácia teploty pre predĺženie životnosti systému akumulácie energie

Teplota každého jednotlivého článku sa zhromažďuje a monitoruje v reálnom čase. Prostredníctvom trojúrovňovej tepelnej simulácie CFD a veľkého množstva experimentálnych údajov je optimalizovaný tepelný návrh batériového systému tak, aby maximálny teplotný rozdiel medzi jednotlivými článkami batériového systému bol menší ako 5 °C a aby sa vyriešil problém diferenciácie jednotlivých článkov spôsobený teplotnou nekonzistentnosťou.

Chcete vyrobiť lítiovú batériu na mieru podľa špeciálnych požiadaviek? Pre viac informácií sa obráťte na tím LIAO.