בעיות אי-התאמה ופתרונות לסוללות אחסון אנרגיה

מערכת הסוללה היא הליבה של מערכת אחסון האנרגיה כולה, המורכבת ממאות או אלפי תאים בודדים המקושרים בסדרה ובמקביל. חוסר עקביות הסוללה מתייחסת בעיקר לחוסר עקביות של פרמטרים כגון קיבולת הסוללה, התנגדות פנימית וטמפר

1) אובדן של קיבולת זמינה

במערכת אחסון האנרגיה, תאים בודדים מחוברים בסדרה ובמקביל כדי ליצור קופסת סוללה, וקופסאות סוללה מחוברות בסדרה ובמקביל כדי ליצור קבוצה של סוללות. קבוצות סוללות מרובות מחוברות באופן ישיר במקביל לאותו בר אוטובוס DC. הסיבות לאובדן קיבולת זמינה עקב אי עקביות הסוללה כוללות חיבור סדרתי לא עקבי וחיבור מקביל לא עקבי.

· אובדן אי-התאמה של סדרת הסוללה

על פי עיקרון החבית, קיבולת הסדרה של מערכת הסוללה תלויה בתא יחיד עם קיבולת קטנה ביותר. בשל אי עקביות כגון הבדלים בתאים הפרטיים עצמם והבדלים בטמפרטורה, קיבולת הזמינה של כל תא פרטי שונה. תאים עם קיבולת קטנה מלאים קודם בעת טעינה וריקים קודם בעת פינוי, מה שמגביל את קיבולת הטעינה של תאים בודדים אחרים במערכת הסוללה. קיבולת ההשפקה גורמת לירידה בקפדה הזמינה של מערכת הסוללה. ללא ניהול איזון יעיל, ככל שהזמן הפועל יגדל, ההרפה וההבדל של קיבולת התא יחיד יגדלו, מה שמאחץ עוד יותר את הירידה בקפדה הזמינה של מערכת

· אי-התאמה אובדן של חיבור מקביל של קבוצת סוללות

כאשר קבוצות סוללות מחוברות באופן ישיר במקביל, תופעת זרימה תתרחש לאחר טעינה ופינוי. המתחים של כל קבוצה סוללה נאלצים להיות מאוזנים. כאשר קבוצת הסוללות עם התנגדות פנימית קטנה יותר טעונה או מפוטרת לחלוטין, קבוצות הסוללות האחרות חייבות להפסיק לטעון ולפטור, מה שגורם לטעינת קבוצת הסוללות. אי-ספקיות וחוסר יכולת לזרוק את הסוללה יגרמו לאובדן קיבולת הסוללה ולעלייה בטמפרטורה, להאיץ את התמוטטות הסוללה ולהפחית את קיבולת המערכת הסוללה הזמינה. בנוסף, בשל ההתנגדות הפנימית הקטנה של הסוללה כפי שמוצג בנתוני המדידה של תחנת כוח בטבלה להלן, ההבדל בזרם הטעינה מגיע ל- 75A (ההסטייה מגיעה ל-42% בהשוואה לערך הממוצע התיאורטי), והזרם ההסטייה יגרום לטעינה יתר ולפינוי יתר בחלק מקבוצות ס

2) חוסר עקביות בטמפרטורה גורם להפרדה מואצת של תאים בודדים ומשך חיים קצר

הטמפרטורה היא הגורם החשוב ביותר המשפיע על חיי אחסון האנרגיה. כאשר הטמפרטורה הפנימית של מערכת אחסון האנרגיה עולה ב-15°C, חיי המערכת יוקצצו ביותר מחצי. סוללות ליתיום מייצרות הרבה חום במהלך תהליך הטעינה והריקדה. הבדלים חמריים מוגזמים בתאים בודדים יגרמו להגדלת נוספת בהתנגדות פנימית, קיבולת וכו', מה שיוביל להפרדה מואצת של תאים בודדים, מקצר את חיי המחזור של מערכת הסוללה, ואפילו גורם לסיכונים בטיחותיים.

איך להתמודד עם אי-התאמה של סוללות אחסון אנרגיה?

אי-התאמה בבטריות היא הגורם העיקרי לבעיות רבות במערכות אחסון אנרגיה קיימות כיום. למרות שאי-התאמה של הסוללה קשה להשמיד בשל המאפיינים הכימיים של הסוללה והשפעת סביבת היישום, ניתן לשלב טכנולוגיה דיגיטלית, טכנולוגיית אלקטרוניקה כוח וטכנולוגיית אחסון אנרגיה, ולהשתמש בניתוח של טכנולוגיית אלקט

1) טכנולוגיית ההשוואה הפעילה של איטהאי עוקבת אחר מתח וטמפרטורה של כל תא בודד בזמן אמת כדי לחסל את בעיית אי-התאמה של חיבור סדרת סוללות ולהגדיל את קיבולת המערכת הזמינה לאחסון אנרגיה ביותר מ -20% לאורך כל מח

2) בעיצוב החשמלי של מערכת אחסון האנרגיה של איטהאי, כל קבוצה של סוללות מנוהלת בנפרד לטעינה ולפינוי, וקבוצות הסוללות לא מחוברות במקביל, מה שממנע את בעיית המעגל שנגרמת על ידי חיבור מקביל DC ומשפר ביעילות את קי

3) בקרת טמפרטורה מדויקת כדי להאריך את חיי מערכת אחסון האנרגיה

טמפרטורת כל תא בודד נאספת ומעקבת בזמן אמת. באמצעות סימולציה תרמית של 3 רמות CFD וכמות גדולה של נתונים ניסיוניים, העיצוב התרמי של מערכת הסוללה אופטימי כדי להפוך את הבדל הטמפרטורה המקסימלי של התא בודד במערכת הסוללה למעט מ-5°