מערכת הסוללות היא הליבה של מערכת אגירת האנרגיה כולה, המורכבת ממאות או אלפי תאים בודדים המחוברים בסדרות ובמקביל. חוסר עקביות הסוללה מתייחס בעיקר לחוסר עקביות של פרמטרים כגון קיבולת סוללה, התנגדות פנימית וטמפרטורה. כאשר נעשה שימוש בסוללות לא עקביות בסדרות ובמקביל, יתרחשו הבעיות הבאות:

1) אובדן קיבולת זמינה

במערכת אגירת האנרגיה, תאים בודדים מחוברים בסדרות ובמקביל ליצירת קופסת סוללות, ותיבות סוללות מחוברות בסדרות ובמקביל ליצירת אשכול סוללות. אשכולות סוללות מרובים מחוברים ישירות במקביל לאותו פס צבירה DC. הסיבות לאובדן הקיבולת הזמינה עקב חוסר עקביות של הסוללה כוללות חיבור סדרתי לא עקבי וחיבור מקבילי לא עקבי.

· אובדן חוסר עקביות של סדרת הסוללה

על פי עקרון החבית, קיבולת הסדרה של מערכת הסוללה תלויה בתא היחיד עם הקיבולת הקטנה ביותר. בשל חוסר עקביות כגון הבדלים בתאים הבודדים עצמם והבדלי טמפרטורה, הקיבולת הזמינה של כל תא בודד שונה. תאים עם קיבולת קטנה מתמלאים תחילה בעת טעינה ומרוקנים תחילה בעת פריקה, מה שמגביל את קיבולת הטעינה של תאים בודדים אחרים במערכת הסוללות. קיבולת הפריקה גורמת לקיבולת הזמינה של מערכת הסוללה לרדת. ללא ניהול איזון יעיל, ככל שזמן ההפעלה יגדל, ההנחתה וההתמיינות של קיבולת התא הבודד יגדלו, מה שיאיץ עוד יותר את הירידה בקיבולת הזמינה של מערכת הסוללות.

· חוסר עקביות, אובדן חיבור מקבילי של אשכול הסוללה

כאשר אשכולות הסוללה מחוברים ישירות במקביל, תתרחש תופעת סירקולציה לאחר טעינה ופריקה. המתחים של כל אשכול סוללות נאלצים להיות מאוזנים. כאשר אשכול הסוללות בעל ההתנגדות הפנימית הקטנה יותר טעון או פרוק במלואו, אשכולות סוללות אחרים חייבים להפסיק להיטען ולהתרוקן, מה שגורם לטעינה בין אשכולות הסוללות. חוסר שביעות רצון וחוסר יכולת לפרוק את הסוללה יגרמו לאובדן קיבולת הסוללה ולעליית טמפרטורה, יאיצו את ריקון הסוללה ויקטינו את הקיבולת הזמינה של מערכת הסוללות. בנוסף, בשל ההתנגדות הפנימית הקטנה של הסוללה, גם אם הפרש המתח בין אשכולות עקב חוסר עקביות הוא רק כמה וולטים, זרימת זרם אחיד בין אשכולות יהיה גדול מאוד. כפי שניתן לראות בנתונים הנמדדים של תחנת כוח בטבלה שלהלן, ההפרש בזרם הטעינה מגיע ל-75A (הסטייה מגיעה ל-42% לעומת הערך הממוצע התיאורטי), וזרם הסטייה יגרום לטעינת יתר ולפריקת יתר בחלק מאשכולות הסוללות; זה ישפיע מאוד על יעילות הטעינה והפריקה, חיי הסוללה ואפילו יוביל לתאונות בטיחות חמורות.

2) חוסר עקביות טמפרטורה גורם להתמיינות מואצת של תאים בודדים ולקיצור תוחלת החיים

טמפרטורה היא הגורם הקריטי ביותר המשפיע על חיי אחסון האנרגיה. כאשר הטמפרטורה הפנימית של מערכת אגירת האנרגיה תעלה ב-15°C, חיי המערכת יתקצרו ביותר ממחצית. סוללות ליתיום מייצרות חום רב במהלך תהליך הטעינה והפריקה. הפרשי טמפרטורה מוגזמים בתאים בודדים יגרמו לעלייה נוספת בהתנגדות הפנימית, בקיבולת וכו', מה שיוביל להתמיינות מואצת של תאים בודדים, לקיצור חיי המחזור של מערכת הסוללה ואף לגרימת סכנות בטיחותיות.

כיצד להתמודד עם חוסר עקביות בסוללות אחסון אנרגיה?

חוסר עקביות בסוללה הוא הסיבה השורשית לבעיות רבות במערכות אחסון האנרגיה הנוכחיות. למרות שקשה למגר את חוסר העקביות של הסוללה בשל המאפיינים הכימיים של הסוללה והשפעת סביבת היישום, ניתן לשלב טכנולוגיה דיגיטלית, טכנולוגיית אלקטרוניקה חשמלית וטכנולוגיית אחסון אנרגיה, ולהשתמש ביכולת השליטה של טכנולוגיית אלקטרוניקה חשמלית כדי למזער את ההשפעה של חוסר עקביות בסוללות ליתיום, מה שיכול להגדיל מאוד את הקיבולת הזמינה של מערכת אחסון האנרגיה ולשפר את בטיחות המערכת.

1) טכנולוגיית Eitai Active Equalization מנטרת את המתח והטמפרטורה של כל תא בודד בזמן אמת כדי למנוע את בעיית חוסר העקביות של חיבור סדרת סוללות ולהגדיל את הקיבולת הזמינה של מערכת אגירת האנרגיה ביותר מ -20% לאורך מחזור החיים שלה.

2) בתכנון החשמלי של מערכת אגירת האנרגיה Eitai, כל אשכול סוללות מנוהל בנפרד לצורך טעינה ופריקה, ואשכולות הסוללות אינם מחוברים במקביל, מה שמונע את בעיית הסירקולציה הנגרמת על ידי חיבור מקבילי DC ומשפר ביעילות את הקיבולת הזמינה של המערכת.

3) בקרת טמפרטורה מדויקת להארכת חיי מערכת אגירת האנרגיה

הטמפרטורה של כל תא בודד נאספת ומנוטרת בזמן אמת. באמצעות סימולציה תרמית של שלוש רמות CFD וכמות גדולה של נתונים ניסיוניים, התכנון התרמי של מערכת הסוללות מותאם כדי להפוך את הפרש הטמפרטורה המרבי של התאים הבודדים במערכת הסוללה לפחות מ -5 מעלות צלזיוס, ופותר את בעיית התמיינות התא היחיד הנגרמת על ידי טמפרטורה לא עקבית.