O sistema de bateria é o núcleo de todo o sistema de armazenamento de energia, que é composto por centenas ou milhares de células individuais conectadas em série e paralelamente. A inconsistência da bateria refere-se principalmente à inconsistência de parâmetros como capacidade da bateria, resistência interna e temperatura. Quando baterias inconsistentes são usadas em série e paralelo, os seguintes problemas ocorrerão:

1) Perda de capacidade disponível

No sistema de armazenamento de energia, células individuais são conectadas em série e paralelamente para formar uma caixa de bateria, e as caixas de bateria são conectadas em série e paralelamente para formar um conjunto de baterias. Vários conjuntos de baterias são conectados diretamente em paralelo ao mesmo barramento CC. As razões para a perda de capacidade disponível devido à inconsistência da bateria incluem conexão em série inconsistente e conexão paralela inconsistente.

· Perda de inconsistência em série de bateria

De acordo com o princípio do barril, a capacidade em série do sistema de bateria depende da célula única com a menor capacidade. Devido a inconsistências, como diferenças nas próprias células individuais e diferenças de temperatura, a capacidade disponível de cada célula individual é diferente. As células com pequena capacidade são preenchidas primeiro durante o carregamento e vazias primeiro ao descarregar, o que restringe a capacidade de carga de outras células individuais no sistema de bateria. A capacidade de descarga faz com que a capacidade disponível do sistema de bateria diminua. Sem uma gestão de balanceamento eficaz, à medida que o tempo de operação aumenta, a atenuação e diferenciação da capacidade de célula única aumentará, acelerando ainda mais a diminuição da capacidade disponível do sistema de bateria.

· Perda de inconsistência da conexão paralela do conjunto de baterias

Quando os conjuntos de baterias são conectados diretamente em paralelo, ocorrerá um fenômeno de circulação após o carregamento e descarregamento. As tensões de cada conjunto de baterias são forçadas a serem balanceadas. Quando o conjunto de baterias com menor resistência interna está totalmente carregado ou descarregado, outros conjuntos de baterias devem parar de carregar e descarregar, causando o carregamento entre os conjuntos de baterias. A insatisfação e a incapacidade de descarregar a bateria causarão perda de capacidade da bateria e aumento de temperatura, acelerarão a deterioração da bateria e reduzirão a capacidade disponível do sistema de bateria. Além disso, devido à pequena resistência interna da bateria, mesmo que a diferença de tensão entre os clusters devido à inconsistência seja de apenas alguns volts, o fluxo de corrente desigual entre os clusters será muito grande. Conforme mostrado nos dados medidos de uma estação de energia na tabela abaixo, a diferença na corrente de carga atinge 75A (o desvio atinge 42% em comparação com o valor médio teórico), e a corrente de desvio causará sobrecarga e descarga excessiva em alguns conjuntos de baterias; Isso afetará muito a eficiência de carga e descarga, a vida útil da bateria e até mesmo levará a sérios acidentes de segurança.

2) A inconsistência de temperatura causa diferenciação acelerada de células individuais e vida útil reduzida

A temperatura é o fator mais crítico que afeta a vida útil do armazenamento de energia. Quando a temperatura interna do sistema de armazenamento de energia aumenta 15°C, a vida útil do sistema será reduzida em mais da metade. As baterias de lítio geram muito calor durante o processo de carga e descarga. Diferenças excessivas de temperatura em células individuais causarão aumentos adicionais na resistência interna, capacidade, etc., levando à diferenciação acelerada de células individuais, encurtando o ciclo de vida do sistema de bateria e até mesmo causando riscos à segurança.

Como lidar com inconsistências na bateria de armazenamento de energia?

A inconsistência da bateria é a causa raiz de muitos problemas nos sistemas atuais de armazenamento de energia. Embora a inconsistência da bateria seja difícil de erradicar devido às características químicas da bateria e à influência do ambiente de aplicação, é possível integrar tecnologia digital, tecnologia eletrônica de potência e tecnologia de armazenamento de energia e usar a controlabilidade da tecnologia eletrônica de potência para minimizar o impacto da inconsistência da bateria de lítio, o que pode aumentar muito a capacidade disponível do sistema de armazenamento de energia e melhorar a segurança do sistema.

1) A tecnologia de equalização ativa Eitai monitora a tensão e a temperatura de cada célula em tempo real para eliminar o problema de inconsistência da conexão em série da bateria e aumentar a capacidade disponível do sistema de armazenamento de energia em mais de 20% ao longo de seu ciclo de vida.

2) No projeto elétrico do sistema de armazenamento de energia Eitai, cada conjunto de baterias é gerenciado individualmente para carga e descarga, e os conjuntos de baterias não são conectados em paralelo, o que evita o problema de circulação causado pela conexão paralela DC e melhora efetivamente a capacidade disponível do sistema.

3) Controle preciso da temperatura para prolongar a vida útil do sistema de armazenamento de energia

A temperatura de cada célula é coletada e monitorada em tempo real. Por meio de simulação térmica CFD de três níveis e uma grande quantidade de dados experimentais, o projeto térmico do sistema de bateria é otimizado para tornar a diferença máxima de temperatura das células individuais no sistema de bateria inferior a 5 ° C, resolvendo o problema de diferenciação de célula única causada por temperatura inconsistente.