Het batterijsysteem vormt de kern van het gehele energieopslagsysteem, dat is samengesteld uit honderden of duizenden afzonderlijke cellen die in serie en parallel zijn geschakeld. Batterij-inconsistentie verwijst voornamelijk naar de inconsistentie van parameters zoals batterijcapaciteit, interne weerstand en temperatuur. Wanneer inconsistente batterijen in serie en parallel worden gebruikt, treden de volgende problemen op:

1) Verlies van beschikbare capaciteit

In het energieopslagsysteem worden afzonderlijke cellen in serie en parallel geschakeld om een batterijdoos te vormen, en batterijdozen worden in serie en parallel geschakeld om een batterijcluster te vormen. Meerdere batterijclusters zijn direct parallel aangesloten op dezelfde DC-rail. De redenen voor het verlies van beschikbare capaciteit als gevolg van inconsistentie van de batterij zijn onder meer een inconsistente serieschakeling en een inconsistente parallelle verbinding.

· Verlies van inconsistentie in batterijseries

Volgens het vatprincipe is de seriecapaciteit van het batterijsysteem afhankelijk van de enkele cel met de kleinste capaciteit. Door inconsistenties zoals verschillen in de individuele cellen zelf en temperatuurverschillen is de beschikbare capaciteit van elke individuele cel anders. Cellen met een kleine capaciteit worden eerst gevuld bij het opladen en als eerste leeg bij het ontladen, wat de laadcapaciteit van andere individuele cellen in het batterijsysteem beperkt. De ontlaadcapaciteit zorgt ervoor dat de beschikbare capaciteit van het batterijsysteem afneemt. Zonder effectief balanceringsbeheer zal de verzwakking en differentiatie van de capaciteit van één cel toenemen naarmate de bedrijfstijd toeneemt, waardoor de afname van de beschikbare capaciteit van het batterijsysteem verder wordt versneld.

· Inconsistentie: verlies van parallelle verbinding van het batterijcluster

Wanneer batterijclusters direct parallel worden geschakeld, treedt er na het laden en ontladen een circulatieverschijnsel op. De spanningen van elk batterijcluster worden gedwongen om in evenwicht te zijn. Wanneer het batterijcluster met een kleinere interne weerstand volledig is opgeladen of ontladen, moeten andere batterijclusters stoppen met opladen en ontladen, waardoor het opladen tussen de batterijclusters wordt veroorzaakt. Ontevredenheid en het onvermogen om de batterij te ontladen zullen verlies van batterijcapaciteit en temperatuurstijging veroorzaken, het verval van de batterij versnellen en de beschikbare capaciteit van het batterijsysteem verminderen. Bovendien zal vanwege de kleine interne weerstand van de batterij, zelfs als het spanningsverschil tussen clusters als gevolg van inconsistentie slechts enkele volts is, de ongelijke stroom tussen clusters erg groot zijn. Zoals te zien is in de gemeten gegevens van een krachtcentrale in de onderstaande tabel, bereikt het verschil in laadstroom 75A (de afwijking bereikt 42% ten opzichte van de theoretische gemiddelde waarde), en de afwijkingsstroom zal in sommige batterijclusters overbelasting en overontlading veroorzaken; Het heeft een grote invloed op de laad- en ontlaadefficiëntie, de levensduur van de batterij en leidt zelfs tot ernstige veiligheidsongevallen.

2) Temperatuurinconsistentie veroorzaakt versnelde differentiatie van afzonderlijke cellen en verkorte levensduur

Temperatuur is de meest kritische factor die de levensduur van energieopslag beïnvloedt. Wanneer de interne temperatuur van het energieopslagsysteem met 15°C stijgt, wordt de levensduur van het systeem met meer dan de helft verkort. Lithiumbatterijen genereren veel warmte tijdens het laad- en ontlaadproces. Overmatige temperatuurverschillen in afzonderlijke cellen zullen leiden tot een verdere toename van de interne weerstand, capaciteit, enz., wat leidt tot een versnelde differentiatie van afzonderlijke cellen, waardoor de levensduur van het batterijsysteem wordt verkort en zelfs veiligheidsrisico's ontstaan.

Hoe om te gaan met inconsistenties in energieopslagbatterijen?

Inconsistentie in de batterij is de hoofdoorzaak van veel problemen in de huidige energieopslagsystemen. Hoewel inconsistentie in de batterij moeilijk uit te roeien is vanwege de chemische eigenschappen van de batterij en de invloed van de toepassingsomgeving, is het mogelijk om digitale technologie, vermogenselektronicatechnologie en energieopslagtechnologie te integreren en de bestuurbaarheid van vermogenselektronicatechnologie te gebruiken om de impact van inconsistentie van lithiumbatterijen te minimaliseren, wat de beschikbare capaciteit van het energieopslagsysteem aanzienlijk kan vergroten en de systeemveiligheid kan verbeteren.

1) De actieve egalisatietechnologie van Eitai bewaakt de spanning en temperatuur van elke afzonderlijke cel in realtime om het inconsistentieprobleem van de verbinding van de batterijserie te elimineren en de beschikbare capaciteit van het energieopslagsysteem gedurende de levenscyclus met meer dan 20% te verhogen.

2) In het elektrische ontwerp van het Eitai-energieopslagsysteem wordt elk batterijcluster afzonderlijk beheerd voor opladen en ontladen, en de batterijclusters zijn niet parallel aangesloten, wat het circulatieprobleem veroorzaakt door parallelle DC-verbinding vermijdt en de beschikbare capaciteit van het systeem effectief verbetert.

3) Nauwkeurige temperatuurregeling om de levensduur van het energieopslagsysteem te verlengen

De temperatuur van elke afzonderlijke cel wordt in realtime verzameld en gecontroleerd. Door middel van CFD-thermische simulatie op drie niveaus en een grote hoeveelheid experimentele gegevens is het thermische ontwerp van het batterijsysteem geoptimaliseerd om het maximale temperatuurverschil van de afzonderlijke cellen in het batterijsysteem minder dan 5 °C te maken, waardoor het probleem van differentiatie van één cel veroorzaakt door inconsistente temperatuur wordt opgelost.