Sistem baterai adalah inti dari seluruh sistem penyimpanan energi, yang terdiri dari ratusan atau ribuan sel tunggal yang dihubungkan secara seri dan paralel. Inkonsistensi baterai terutama mengacu pada inkonsistensi parameter seperti kapasitas baterai, resistansi internal, dan suhu. Ketika baterai yang tidak konsisten digunakan secara seri dan paralel, masalah berikut akan terjadi:

1) Hilangnya kapasitas yang tersedia

Dalam sistem penyimpanan energi, sel tunggal dihubungkan secara seri dan paralel untuk membentuk kotak baterai, dan kotak baterai dihubungkan secara seri dan paralel untuk membentuk cluster baterai. Beberapa kluster baterai terhubung langsung secara paralel ke busbar DC yang sama. Alasan hilangnya kapasitas yang tersedia karena ketidakkonsistenan baterai termasuk koneksi seri yang tidak konsisten dan koneksi paralel yang tidak konsisten.

· Kehilangan inkonsistensi seri baterai

Menurut prinsip barel, kapasitas seri sistem baterai tergantung pada sel tunggal dengan kapasitas terkecil. Karena inkonsistensi seperti perbedaan pada masing-masing sel itu sendiri dan perbedaan suhu, kapasitas yang tersedia dari setiap sel individu berbeda. Sel dengan kapasitas kecil diisi terlebih dahulu saat mengisi daya dan kosong terlebih dahulu saat mengosongkan, yang membatasi kapasitas pengisian sel individu lainnya dalam sistem baterai. Kapasitas pengosongan menyebabkan kapasitas sistem baterai yang tersedia berkurang. Tanpa manajemen penyeimbangan yang efektif, seiring bertambahnya waktu operasi, redaman dan diferensiasi kapasitas sel tunggal akan meningkat, yang selanjutnya mempercepat penurunan kapasitas sistem baterai yang tersedia.

· Kehilangan inkonsistensi koneksi paralel kluster baterai

Ketika cluster baterai terhubung langsung secara paralel, fenomena sirkulasi akan terjadi setelah pengisian dan pengosongan. Tegangan setiap cluster baterai dipaksa untuk seimbang. Ketika kluster baterai dengan resistansi internal yang lebih kecil terisi penuh atau dikosongkan, kluster baterai lain harus berhenti mengisi dan mengosongkan, menyebabkan pengisian ulang kluster antar baterai. Ketidakpuasan dan ketidakmampuan untuk mengosongkan baterai akan menyebabkan hilangnya kapasitas baterai dan kenaikan suhu, mempercepat pembusukan baterai, dan mengurangi kapasitas sistem baterai yang tersedia. Selain itu, karena resistansi internal baterai yang kecil, bahkan jika perbedaan tegangan antar cluster karena inkonsistensi hanya beberapa volt, aliran arus yang tidak merata antar cluster akan sangat besar. Seperti yang ditunjukkan pada data terukur pembangkit listrik pada tabel di bawah ini, perbedaan arus pengisian mencapai 75A (Penyimpangan mencapai 42% dibandingkan dengan nilai rata-rata teoretis), dan arus deviasi akan menyebabkan pengisian berlebih dan pengosongan berlebih di beberapa kelompok baterai; Ini akan sangat mempengaruhi efisiensi pengisian dan pengosongan, masa pakai baterai, dan bahkan menyebabkan kecelakaan keselamatan yang serius.

2) Ketidakkonsistenan suhu menyebabkan percepatan diferensiasi sel tunggal dan umur yang dipersingkat

Suhu adalah faktor paling kritis yang mempengaruhi masa penyimpanan energi. Ketika suhu internal sistem penyimpanan energi naik 15°C, masa pakai sistem akan dipersingkat lebih dari setengahnya. Baterai lithium menghasilkan banyak panas selama proses pengisian dan pengosongan. Perbedaan suhu yang berlebihan pada sel tunggal akan menyebabkan peningkatan lebih lanjut dalam resistansi internal, kapasitas, dll., yang menyebabkan percepatan diferensiasi sel tunggal, memperpendek masa pakai sistem baterai, dan bahkan menyebabkan bahaya keselamatan.

Bagaimana cara mengatasi inkonsistensi baterai penyimpanan energi?

Inkonsistensi baterai adalah akar penyebab banyak masalah dalam sistem penyimpanan energi saat ini. Meskipun inkonsistensi baterai sulit diberantas karena karakteristik kimia baterai dan pengaruh lingkungan aplikasi, dimungkinkan untuk mengintegrasikan teknologi digital, teknologi elektronika daya dan teknologi penyimpanan energi, dan menggunakan kemampuan kontrol teknologi elektronika daya untuk meminimalkan dampak inkonsistensi baterai lithium, yang dapat sangat meningkatkan kapasitas yang tersedia dari sistem penyimpanan energi dan meningkatkan keamanan sistem.

1) Teknologi pemerataan aktif Eitai memantau tegangan dan suhu setiap sel tunggal secara real time untuk menghilangkan masalah inkonsistensi koneksi seri baterai dan meningkatkan kapasitas sistem penyimpanan energi yang tersedia lebih dari 20% sepanjang siklus hidupnya.

2) Dalam desain kelistrikan sistem penyimpanan energi Eitai, setiap kluster baterai dikelola secara individual untuk pengisian dan pengosongan, dan kluster baterai tidak terhubung secara paralel, yang menghindari masalah sirkulasi yang disebabkan oleh koneksi paralel DC dan secara efektif meningkatkan kapasitas sistem yang tersedia.

3) Kontrol suhu yang akurat untuk memperpanjang umur sistem penyimpanan energi

Suhu setiap sel dikumpulkan dan dipantau secara real time. Melalui simulasi termal CFD tiga tingkat dan sejumlah besar data eksperimental, desain termal sistem baterai dioptimalkan untuk membuat perbedaan suhu maksimum sel tunggal dalam sistem baterai kurang dari 5°C, memecahkan masalah diferensiasi sel tunggal yang disebabkan oleh suhu yang tidak konsisten.