Το σύστημα μπαταριών είναι ο πυρήνας ολόκληρου του συστήματος αποθήκευσης ενέργειας, το οποίο αποτελείται από εκατοντάδες ή χιλιάδες μεμονωμένα κελιά συνδεδεμένα σε σειρά και παράλληλα. Η ασυνέπεια της μπαταρίας αναφέρεται κυρίως στην ασυνέπεια παραμέτρων όπως η χωρητικότητα της μπαταρίας, η εσωτερική αντίσταση και η θερμοκρασία. Όταν χρησιμοποιούνται ασυνεπείς μπαταρίες σε σειρά και παράλληλα, θα προκύψουν τα ακόλουθα προβλήματα:

1) Απώλεια διαθέσιμης δυναμικότητας

Στο σύστημα αποθήκευσης ενέργειας, οι μεμονωμένες κυψέλες συνδέονται σε σειρά και παράλληλα για να σχηματίσουν ένα κουτί μπαταριών και τα κουτιά μπαταριών συνδέονται σε σειρά και παράλληλα για να σχηματίσουν ένα σύμπλεγμα μπαταριών. Πολλαπλά συμπλέγματα μπαταριών συνδέονται απευθείας παράλληλα με την ίδια γραμμή διαύλου DC. Οι λόγοι για την απώλεια διαθέσιμης χωρητικότητας λόγω ασυνέπειας της μπαταρίας περιλαμβάνουν ασυνεπή σύνδεση σειράς και ασυνεπή παράλληλη σύνδεση.

· Απώλεια ασυνέπειας σειράς μπαταριών

Σύμφωνα με την αρχή του βαρελιού, η χωρητικότητα σειράς του συστήματος μπαταρίας εξαρτάται από το μεμονωμένο κελί με τη μικρότερη χωρητικότητα. Λόγω ασυνεπειών όπως οι διαφορές στα ίδια τα μεμονωμένα κύτταρα και οι διαφορές θερμοκρασίας, η διαθέσιμη χωρητικότητα κάθε μεμονωμένου κυττάρου είναι διαφορετική. Τα κελιά με μικρή χωρητικότητα γεμίζονται πρώτα κατά τη φόρτιση και αδειάζουν πρώτα κατά την εκφόρτιση, γεγονός που περιορίζει την ικανότητα φόρτισης άλλων μεμονωμένων κυψελών στο σύστημα μπαταρίας. Η χωρητικότητα εκφόρτισης προκαλεί μείωση της διαθέσιμης χωρητικότητας του συστήματος μπαταρίας. Χωρίς αποτελεσματική διαχείριση εξισορρόπησης, καθώς αυξάνεται ο χρόνος λειτουργίας, η εξασθένηση και η διαφοροποίηση της χωρητικότητας ενός στοιχείου θα αυξηθεί, επιταχύνοντας περαιτέρω τη μείωση της διαθέσιμης χωρητικότητας του συστήματος μπαταρίας.

· Ασυνέπεια, απώλεια παράλληλης σύνδεσης συμπλέγματος μπαταριών

Όταν τα συμπλέγματα μπαταριών συνδέονται απευθείας παράλληλα, θα προκύψει ένα φαινόμενο κυκλοφορίας μετά τη φόρτιση και την εκφόρτιση. Οι τάσεις κάθε συμπλέγματος μπαταριών αναγκάζονται να εξισορροπηθούν. Όταν το σύμπλεγμα μπαταριών με μικρότερη εσωτερική αντίσταση φορτιστεί πλήρως ή αποφορτιστεί, τα άλλα συμπλέγματα μπαταριών πρέπει να σταματήσουν τη φόρτιση και την αποφόρτιση, προκαλώντας φόρτιση μεταξύ συμπλεγμάτων μπαταρίας. Η δυσαρέσκεια και η αδυναμία εκφόρτισης της μπαταρίας θα προκαλέσει απώλεια χωρητικότητας μπαταρίας και αύξηση της θερμοκρασίας, θα επιταχύνει τη φθορά της μπαταρίας και θα μειώσει τη διαθέσιμη χωρητικότητα του συστήματος μπαταρίας. Επιπλέον, λόγω της μικρής εσωτερικής αντίστασης της μπαταρίας, ακόμη και αν η διαφορά τάσης μεταξύ των συστάδων λόγω ασυνέπειας είναι μόνο μερικά βολτ, η άνιση ροή ρεύματος μεταξύ των συστάδων θα είναι πολύ μεγάλη. Όπως φαίνεται στα μετρούμενα δεδομένα ενός σταθμού παραγωγής ενέργειας στον παρακάτω πίνακα, η διαφορά στο ρεύμα φόρτισης φτάνει τα 75Α ( Η απόκλιση φτάνει το 42% σε σύγκριση με τη θεωρητική μέση τιμή) και το ρεύμα απόκλισης θα προκαλέσει υπερφόρτιση και υπερφόρτιση σε ορισμένα συμπλέγματα μπαταριών. Θα επηρεάσει σημαντικά την απόδοση φόρτισης και εκφόρτισης, τη διάρκεια ζωής της μπαταρίας και θα οδηγήσει ακόμη και σε σοβαρά ατυχήματα ασφαλείας.

2) Η ασυνέπεια της θερμοκρασίας προκαλεί επιταχυνόμενη διαφοροποίηση μεμονωμένων κυττάρων και μικρότερη διάρκεια ζωής

Η θερμοκρασία είναι ο πιο κρίσιμος παράγοντας που επηρεάζει τη διάρκεια ζωής της αποθήκευσης ενέργειας. Όταν η εσωτερική θερμοκρασία του συστήματος αποθήκευσης ενέργειας αυξηθεί κατά 15°C, η διάρκεια ζωής του συστήματος θα μειωθεί περισσότερο από το μισό. Οι μπαταρίες λιθίου παράγουν πολλή θερμότητα κατά τη διαδικασία φόρτισης και εκφόρτισης. Οι υπερβολικές διαφορές θερμοκρασίας σε μεμονωμένες κυψέλες θα προκαλέσουν περαιτέρω αυξήσεις στην εσωτερική αντίσταση, χωρητικότητα κ.λπ., οδηγώντας σε επιταχυνόμενη διαφοροποίηση μεμονωμένων κυψελών, μειώνοντας τη διάρκεια ζωής του συστήματος μπαταρίας και προκαλώντας ακόμη και κινδύνους για την ασφάλεια.

Πώς να αντιμετωπίσετε τις ασυνέπειες της μπαταρίας αποθήκευσης ενέργειας;

Η ασυνέπεια της μπαταρίας είναι η βασική αιτία πολλών προβλημάτων στα τρέχοντα συστήματα αποθήκευσης ενέργειας. Παρόλο που η ασυνέπεια της μπαταρίας είναι δύσκολο να εξαλειφθεί λόγω των χημικών χαρακτηριστικών της μπαταρίας και της επίδρασης του περιβάλλοντος εφαρμογής, είναι δυνατή η ενσωμάτωση της ψηφιακής τεχνολογίας, της τεχνολογίας ηλεκτρονικών ισχύος και της τεχνολογίας αποθήκευσης ενέργειας και η χρήση της δυνατότητας ελέγχου της τεχνολογίας ηλεκτρονικών ισχύος για την ελαχιστοποίηση των επιπτώσεων της ασυνέπειας της μπαταρίας λιθίου, η οποία μπορεί να αυξήσει σημαντικά τη διαθέσιμη χωρητικότητα του συστήματος αποθήκευσης ενέργειας και να βελτιώσει την ασφάλεια του συστήματος.

1) Η τεχνολογία ενεργού εξισορρόπησης Eitai παρακολουθεί την τάση και τη θερμοκρασία κάθε κυψέλης σε πραγματικό χρόνο για να εξαλείψει το πρόβλημα ασυνέπειας της σύνδεσης σειράς μπαταριών και να αυξήσει τη διαθέσιμη χωρητικότητα του συστήματος αποθήκευσης ενέργειας κατά περισσότερο από 20% καθ 'όλη τη διάρκεια του κύκλου ζωής του.

2) Στον ηλεκτρολογικό σχεδιασμό του συστήματος αποθήκευσης ενέργειας Eitai, κάθε σύμπλεγμα μπαταριών διαχειρίζεται ξεχωριστά για φόρτιση και εκφόρτιση και τα συμπλέγματα μπαταριών δεν συνδέονται παράλληλα, γεγονός που αποφεύγει το πρόβλημα κυκλοφορίας που προκαλείται από την παράλληλη σύνδεση DC και βελτιώνει αποτελεσματικά τη διαθέσιμη χωρητικότητα του συστήματος.

3) Ακριβής έλεγχος θερμοκρασίας για να παρατείνει τη ζωή του συστήματος αποθήκευσης ενέργειας

Η θερμοκρασία κάθε κυττάρου συλλέγεται και παρακολουθείται σε πραγματικό χρόνο. Μέσω θερμικής προσομοίωσης CFD τριών επιπέδων και μεγάλου όγκου πειραματικών δεδομένων, ο θερμικός σχεδιασμός του συστήματος μπαταριών βελτιστοποιείται για να κάνει τη μέγιστη διαφορά θερμοκρασίας των μεμονωμένων κυψελών στο σύστημα μπαταριών μικρότερη από 5 ° C, λύνοντας το πρόβλημα της διαφοροποίησης ενός στοιχείου που προκαλείται από ασυνεπή θερμοκρασία.