Le système de batterie est le cœur de l’ensemble du système de stockage d’énergie, qui est composé de centaines ou de milliers de cellules uniques connectées en série et en parallèle. L’incohérence de la batterie fait principalement référence à l’incohérence de paramètres tels que la capacité de la batterie, la résistance interne et la température. Lorsque des batteries incohérentes sont utilisées en série et en parallèle, les problèmes suivants se produisent :

1) Perte de capacité disponible

Dans le système de stockage d’énergie, les cellules individuelles sont connectées en série et en parallèle pour former un boîtier de batterie, et les boîtiers de batterie sont connectés en série et en parallèle pour former un cluster de batteries. Plusieurs groupes de batteries sont directement connectés en parallèle au même jeu de barres CC. Les raisons de la perte de capacité disponible due à une incohérence de la batterie comprennent une connexion en série incohérente et une connexion parallèle incohérente.

· Perte d’incohérence de la série de batteries

Selon le principe du barillet, la capacité en série du système de batterie dépend de la cellule unique de la plus petite capacité. En raison d’incohérences telles que les différences entre les cellules individuelles elles-mêmes et les différences de température, la capacité disponible de chaque cellule individuelle est différente. Les cellules de petite capacité sont remplies en premier lors de la charge et vides en premier lors de la décharge, ce qui limite la capacité de charge des autres cellules individuelles du système de batterie. La capacité de décharge entraîne une diminution de la capacité disponible du système de batterie. Sans une gestion efficace de l’équilibrage, à mesure que le temps de fonctionnement augmente, l’atténuation et la différenciation de la capacité d’une seule cellule augmenteront, accélérant encore la diminution de la capacité disponible du système de batterie.

· Incohérence : perte de connexion parallèle du cluster de batteries

Lorsque les grappes de batteries sont directement connectées en parallèle, un phénomène de circulation se produit après la charge et la décharge. Les tensions de chaque groupe de batteries sont forcées d’être équilibrées. Lorsque le groupe de batteries avec une résistance interne plus petite est complètement chargé ou déchargé, les autres groupes de batteries doivent arrêter de se charger et de se décharger, ce qui entraîne une charge entre les groupes de batteries. L’insatisfaction et l’incapacité à décharger la batterie entraîneront une perte de capacité de la batterie et une augmentation de la température, accéléreront la décomposition de la batterie et réduiront la capacité disponible du système de batterie. De plus, en raison de la faible résistance interne de la batterie, même si la différence de tension entre les grappes due à l’incohérence n’est que de quelques volts, le flux de courant inégal entre les grappes sera très important. Comme le montrent les données mesurées d’une centrale électrique dans le tableau ci-dessous, la différence de courant de charge atteint 75A (l’écart atteint 42% par rapport à la valeur moyenne théorique), et le courant de déviation provoquera une surcharge et une décharge excessive dans certains groupes de batteries ; Cela affectera considérablement l’efficacité de la charge et de la décharge, la durée de vie de la batterie et entraînera même de graves accidents de sécurité.

2) L’incohérence de la température entraîne une différenciation accélérée des cellules individuelles et une durée de vie raccourcie

La température est le facteur le plus critique affectant la durée de vie du stockage d’énergie. Lorsque la température interne du système de stockage d’énergie augmente de 15 °C, la durée de vie du système est raccourcie de plus de moitié. Les batteries au lithium génèrent beaucoup de chaleur pendant le processus de charge et de décharge. Des différences de température excessives dans les cellules individuelles entraîneront une augmentation supplémentaire de la résistance interne, de la capacité, etc., entraînant une différenciation accélérée des cellules individuelles, raccourcissant la durée de vie du système de batterie et provoquant même des risques pour la sécurité.

Comment gérer les incohérences des batteries de stockage d’énergie ?

L’incohérence des batteries est à l’origine de nombreux problèmes dans les systèmes de stockage d’énergie actuels. Bien que l’incohérence de la batterie soit difficile à éradiquer en raison des caractéristiques chimiques de la batterie et de l’influence de l’environnement d’application, il est possible d’intégrer la technologie numérique, la technologie de l’électronique de puissance et la technologie de stockage d’énergie, et d’utiliser la contrôlabilité de la technologie de l’électronique de puissance pour minimiser l’impact de l’incohérence de la batterie au lithium, ce qui peut augmenter considérablement la capacité disponible du système de stockage d’énergie et améliorer la sécurité du système.

1) La technologie d’égalisation active Eitai surveille la tension et la température de chaque cellule en temps réel pour éliminer le problème d’incohérence de la connexion en série de batteries et augmenter la capacité disponible du système de stockage d’énergie de plus de 20% tout au long de son cycle de vie.

2) Dans la conception électrique du système de stockage d’énergie Eitai, chaque cluster de batteries est géré individuellement pour la charge et la décharge, et les clusters de batteries ne sont pas connectés en parallèle, ce qui évite le problème de circulation causé par la connexion parallèle DC et améliore efficacement la capacité disponible du système.

3) Contrôle précis de la température pour prolonger la durée de vie du système de stockage d’énergie

La température de chaque cellule est collectée et surveillée en temps réel. Grâce à une simulation thermique CFD à trois niveaux et à une grande quantité de données expérimentales, la conception thermique du système de batterie est optimisée pour rendre la différence de température maximale des cellules individuelles du système de batterie inférieure à 5 °C, résolvant ainsi le problème de la différenciation des cellules uniques causée par une température incohérente.