El sistema de baterías es el núcleo de todo el sistema de almacenamiento de energía, que se compone de cientos o miles de celdas individuales conectadas en serie y en paralelo. La inconsistencia de la batería se refiere principalmente a la inconsistencia de parámetros como la capacidad de la batería, la resistencia interna y la temperatura. Cuando se utilizan baterías inconsistentes en serie y en paralelo, se producirán los siguientes problemas:

1) Pérdida de capacidad disponible

En el sistema de almacenamiento de energía, las celdas individuales se conectan en serie y en paralelo para formar una caja de baterías, y las cajas de baterías se conectan en serie y en paralelo para formar un grupo de baterías. Varios grupos de baterías están conectados directamente en paralelo a la misma barra colectora de CC. Las razones de la pérdida de capacidad disponible debido a la inconsistencia de la batería incluyen una conexión en serie inconsistente y una conexión en paralelo inconsistente.

· Pérdida por inconsistencia de la serie de baterías

De acuerdo con el principio del barril, la capacidad en serie del sistema de baterías depende de la celda única con la capacidad más pequeña. Debido a inconsistencias, como diferencias en las celdas individuales y diferencias de temperatura, la capacidad disponible de cada celda individual es diferente. Las celdas de pequeña capacidad se llenan primero cuando se cargan y se vacían primero cuando se descargan, lo que restringe la capacidad de carga de otras celdas individuales en el sistema de baterías. La capacidad de descarga hace que la capacidad disponible del sistema de baterías disminuya. Sin una gestión de equilibrio eficaz, a medida que aumenta el tiempo de funcionamiento, la atenuación y la diferenciación de la capacidad de una sola celda aumentarán, acelerando aún más la disminución de la capacidad disponible del sistema de baterías.

· Inconsistencia, pérdida de la conexión en paralelo del grupo de baterías

Cuando los grupos de baterías están conectados directamente en paralelo, se producirá un fenómeno de circulación después de la carga y descarga. Los voltajes de cada grupo de baterías se ven obligados a equilibrarse. Cuando el grupo de baterías con menor resistencia interna está completamente cargado o descargado, otros grupos de baterías deben dejar de cargarse y descargarse, lo que provoca la carga entre grupos de baterías. La insatisfacción y la incapacidad de descargar la batería causarán pérdida de capacidad de la batería y aumento de temperatura, acelerarán el deterioro de la batería y reducirán la capacidad disponible del sistema de batería. Además, debido a la pequeña resistencia interna de la batería, incluso si la diferencia de voltaje entre los clústeres debido a la inconsistencia es de solo unos pocos voltios, el flujo de corriente desigual entre los clústeres será muy grande. Como se muestra en los datos medidos de una central eléctrica en la tabla a continuación, la diferencia en la corriente de carga alcanza los 75 A (la desviación alcanza el 42% en comparación con el valor promedio teórico), y la corriente de desviación causará sobrecarga y sobredescarga en algunos grupos de baterías; Afectará en gran medida la eficiencia de carga y descarga, la vida útil de la batería e incluso provocará graves accidentes de seguridad.

2) La inconsistencia de la temperatura provoca una diferenciación acelerada de células individuales y una vida útil más corta

La temperatura es el factor más crítico que afecta la vida útil del almacenamiento de energía. Cuando la temperatura interna del sistema de almacenamiento de energía aumenta en 15 °C, la vida útil del sistema se acortará a más de la mitad. Las baterías de litio generan mucho calor durante el proceso de carga y descarga. Las diferencias excesivas de temperatura en las celdas individuales causarán aumentos adicionales en la resistencia interna, la capacidad, etc., lo que conducirá a una diferenciación acelerada de las celdas individuales, acortará el ciclo de vida del sistema de baterías e incluso causará riesgos de seguridad.

¿Cómo lidiar con las inconsistencias de la batería de almacenamiento de energía?

La inconsistencia de la batería es la causa principal de muchos problemas en los sistemas de almacenamiento de energía actuales. Aunque la inconsistencia de la batería es difícil de erradicar debido a las características químicas de la batería y la influencia del entorno de aplicación, es posible integrar la tecnología digital, la tecnología de electrónica de potencia y la tecnología de almacenamiento de energía, y utilizar la capacidad de control de la tecnología de electrónica de potencia para minimizar el impacto de la inconsistencia de la batería de litio, lo que puede aumentar en gran medida la capacidad disponible del sistema de almacenamiento de energía y mejorar la seguridad del sistema.

1) La tecnología de ecualización activa de Eitai monitorea el voltaje y la temperatura de cada celda en tiempo real para eliminar el problema de inconsistencia de la conexión en serie de la batería y aumentar la capacidad disponible del sistema de almacenamiento de energía en más del 20% a lo largo de su ciclo de vida.

2) En el diseño eléctrico del sistema de almacenamiento de energía Eitai, cada grupo de baterías se gestiona individualmente para la carga y descarga, y los grupos de baterías no están conectados en paralelo, lo que evita el problema de circulación causado por la conexión en paralelo de CC y mejora efectivamente la capacidad disponible del sistema.

3) Control preciso de la temperatura para prolongar la vida útil del sistema de almacenamiento de energía

La temperatura de cada celda se recopila y monitorea en tiempo real. A través de la simulación térmica CFD de tres niveles y una gran cantidad de datos experimentales, el diseño térmico del sistema de batería está optimizado para hacer que la diferencia de temperatura máxima de las celdas individuales en el sistema de batería sea inferior a 5 °C, resolviendo el problema de la diferenciación de una sola celda causada por una temperatura inconsistente.