System bateryjny jest sercem całego systemu magazynowania energii, który składa się z setek lub tysięcy pojedynczych ogniw połączonych szeregowo i równolegle. Niespójność baterii odnosi się głównie do niespójności parametrów, takich jak pojemność baterii, rezystancja wewnętrzna i temperatura. Gdy niespójne baterie są używane szeregowo i równolegle, wystąpią następujące problemy:

1) Utrata dostępnej zdolności przewozowej

W systemie magazynowania energii pojedyncze ogniwa są połączone szeregowo i równolegle, tworząc skrzynkę akumulatorową, a skrzynki akumulatorowe są połączone szeregowo i równolegle, tworząc klaster akumulatorów. Wiele klastrów akumulatorów jest bezpośrednio połączonych równolegle z tą samą szyną zbiorczą DC. Przyczyny utraty dostępnej pojemności z powodu niespójności baterii obejmują niespójne połączenie szeregowe i niespójne połączenie równoległe.

· Utrata niespójności serii baterii

Zgodnie z zasadą beczki, pojemność szeregowa systemu akumulatorów zależy od pojedynczego ogniwa o najmniejszej pojemności. Ze względu na niespójności, takie jak różnice w samych poszczególnych, ogniwach i różnice temperatur, dostępna pojemność każdego ogniwa jest inna. Ogniwa o małej pojemności są najpierw napełniane podczas ładowania i opróżniane jako pierwsze podczas rozładowywania, co ogranicza zdolność ładowania innych pojedynczych ogniw w systemie akumulatorów. Zdolność rozładowania powoduje zmniejszenie dostępnej pojemności systemu akumulatorów. Bez skutecznego zarządzania bilansowaniem, wraz ze wzrostem czasu pracy, tłumienie i zróżnicowanie pojemności pojedynczego ogniwa będzie się zwiększać, co jeszcze bardziej przyspieszy spadek dostępnej pojemności systemu akumulatorów.

· Utrata niespójności połączenia równoległego klastra baterii

Gdy klastry akumulatorów są bezpośrednio połączone równolegle, po naładowaniu i rozładowaniu wystąpi zjawisko cyrkulacji. Napięcia każdego klastra akumulatorów są wymuszone do zrównoważenia. Gdy zestaw akumulatorów o mniejszej rezystancji wewnętrznej jest w pełni naładowany lub rozładowany, inne zestawy akumulatorów muszą przestać ładować się i rozładowywać, powodując ładowanie zestawu między akumulatorami. Niezadowolenie i niemożność rozładowania baterii spowodują utratę pojemności baterii i wzrost temperatury, przyspieszą rozkład baterii i zmniejszą dostępną pojemność systemu baterii. Ponadto, ze względu na małą rezystancję wewnętrzną akumulatora, nawet jeśli różnica napięcia między klastrami z powodu niespójności wynosi tylko kilka woltów, nierównomierny przepływ prądu między klastrami będzie bardzo duży. Jak pokazano w danych pomiarowych elektrowni w poniższej tabeli, różnica w prądzie ładowania sięga 75A (odchylenie sięga 42% w porównaniu z teoretyczną wartością średnią), a prąd odchylenia spowoduje przeładowanie i nadmierne rozładowanie w niektórych klastrach akumulatorów; Wpłynie to znacznie na wydajność ładowania i rozładowania, żywotność baterii, a nawet doprowadzi do poważnych wypadków związanych z bezpieczeństwem.

2) Niespójność temperatury powoduje przyspieszone różnicowanie pojedynczych komórek i skrócenie żywotności

Temperatura jest najbardziej krytycznym czynnikiem wpływającym na żywotność magazynów energii. Gdy temperatura wewnętrzna systemu magazynowania energii wzrośnie o 15°C, żywotność systemu skróci się o ponad połowę. Baterie litowe generują dużo ciepła podczas procesu ładowania i rozładowywania. Nadmierne różnice temperatur w pojedynczych ogniwach spowodują dalszy wzrost rezystancji wewnętrznej, pojemności itp., co doprowadzi do przyspieszonego różnicowania pojedynczych ogniw, skrócenia cyklu życia systemu akumulatorów, a nawet spowoduje zagrożenie bezpieczeństwa.

Jak radzić sobie z niespójnościami w akumulatorach do magazynowania energii?

Niespójność baterii jest główną przyczyną wielu problemów w obecnych systemach magazynowania energii. Chociaż niespójność baterii jest trudna do wyeliminowania ze względu na charakterystykę chemiczną akumulatora i wpływ środowiska aplikacji, możliwe jest zintegrowanie technologii cyfrowej, technologii energoelektroniki i technologii magazynowania energii oraz wykorzystanie sterowalności technologii energoelektroniki w celu zminimalizowania wpływu niespójności baterii litowej, co może znacznie zwiększyć dostępną pojemność systemu magazynowania energii i poprawić bezpieczeństwo systemu.

1) Technologia aktywnej korekcji Eitai monitoruje napięcie i temperaturę każdego pojedynczego ogniwa w czasie rzeczywistym, aby wyeliminować problem niespójności szeregowego połączenia akumulatorów i zwiększyć dostępną pojemność systemu magazynowania energii o ponad 20% w całym cyklu życia.

2) W projekcie elektrycznym systemu magazynowania energii Eitai każdy klaster akumulatorów jest zarządzany indywidualnie w celu ładowania i rozładowywania, a klastry akumulatorów nie są połączone równolegle, co pozwala uniknąć problemu z cyrkulacją spowodowanego równoległym połączeniem prądem stałym i skutecznie poprawia dostępną pojemność systemu.

3) Dokładna kontrola temperatury w celu przedłużenia żywotności systemu magazynowania energii

Temperatura każdej pojedynczej komórki jest zbierana i monitorowana w czasie rzeczywistym. Dzięki trzypoziomowej symulacji termicznej CFD i dużej ilości danych eksperymentalnych, konstrukcja termiczna systemu akumulatorów jest zoptymalizowana tak, aby maksymalna różnica temperatur pojedynczych ogniw w systemie akumulatorowym była mniejsza niż 5°C, rozwiązując problem różnicowania pojedynczych ogniw spowodowanego niespójną temperaturą.