Masalah Inkonsistensi dan Solusi untuk Baterai Penyimpanan Energi

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

1) Kehilangan kapasitas yang tersedia

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

· Baterai seri kehilangan inkonsistensi

Menurut prinsip tong, kapasitas seri sistem baterai tergantung pada sel tunggal dengan kapasitas terkecil. Karena inkonsistensi seperti perbedaan pada sel individu itu sendiri dan perbedaan suhu, kapasitas yang tersedia dari setiap sel individu berbeda. Sel dengan kapasitas kecil diisi terlebih dahulu saat mengisi dan dikosongkan terlebih dahulu saat melepas, yang membatasi kapasitas pengisian sel individu lainnya dalam sistem baterai. Kapasitas pembuangan menyebabkan kapasitas yang tersedia dari sistem baterai berkurang. Tanpa manajemen keseimbangan yang efektif, seiring bertambahnya waktu operasi, atenuasi dan diferensiasi kapasitas sel tunggal akan meningkat, semakin mempercepat penurunan kapasitas yang tersedia dari sistem baterai.

· Kerugian inkonsistensi koneksi paralel kluster baterai

Ketika kelompok baterai terhubung secara langsung secara paralel, fenomena sirkulasi akan terjadi setelah pengisian dan pengurangan. Tegangan dari setiap kelompok baterai dipaksa untuk seimbang. Ketika kelompok baterai dengan resistensi internal yang lebih kecil terisi penuh atau terisi, kelompok baterai lainnya harus berhenti mengisi dan melepaskan, menyebabkan pengisian antar kelompok baterai. Ketidakpuasan dan ketidakmampuan untuk melepaskan baterai akan menyebabkan hilangnya kapasitas baterai dan kenaikan suhu, mempercepat pembusukan baterai, dan mengurangi kapasitas yang tersedia dari sistem baterai. Selain itu, karena resistensi internal baterai yang kecil, bahkan jika perbedaan tegangan antara kelompok karena inkonsistensi hanya beberapa volt, aliran arus yang tidak merata antara kelompok akan sangat Seperti yang ditunjukkan dalam data pengukuran pembangkit listrik dalam tabel di bawah ini, perbedaan arus pengisian mencapai 75A (Pelebihan mencapai 42% dibandingkan dengan nilai rata-rata teoretis), dan arus penyimpangan akan menyebabkan overcharge dan overdischarge di beberapa kelompok baterai; itu akan sangat mempengaruhi efisiensi pengisian dan debit, umur baterai, dan bahkan menyebabkan kecelakaan keselamatan yang

2) Ketidakselarasan suhu menyebabkan diferensiasi sel tunggal yang dipercepat dan jangka hidup yang diperpendek

Suhu adalah faktor yang paling penting yang mempengaruhi umur penyimpanan energi. Ketika suhu internal sistem penyimpanan energi meningkat sebesar 15°C, umur sistem akan dipersingkat lebih dari setengah. Baterai lithium menghasilkan banyak panas selama proses pengisian dan pengurangan. Perbedaan suhu yang berlebihan pada sel tunggal akan menyebabkan peningkatan lebih lanjut dalam resistensi internal, kapasitas, dll., yang mengarah pada diferensiasi sel tunggal yang dipercepat, memperpendek umur siklus sistem baterai, dan bahkan menyebabkan bahaya keamanan.

Bagaimana menangani ketidakkonsistenan baterai penyimpanan energi?

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

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

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

3) Pengendalian suhu yang tepat 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 eksperimen, desain termal sistem baterai dioptimalkan untuk membuat perbedaan suhu maksimum dari sel tunggal dalam sistem baterai kurang dari 5 °C, memecahkan masalah diferensiasi sel tunggal yang disebabkan oleh suhu yang tidak konsisten.