Batterisystemet är kärnan i hela energilagringssystemet, som består av hundratals eller tusentals enskilda celler som är seriekopplade och parallellkopplade. Batteriinkonsekvens hänvisar främst till inkonsekvensen av parametrar som batterikapacitet, intern resistans och temperatur. När inkonsekventa batterier används i serie och parallellt kommer följande problem att uppstå:

1) Förlust av tillgänglig kapacitet

I energilagringssystemet kopplas enskilda celler i serie och parallellt för att bilda en batterilåda, och batteriboxar kopplas i serie och parallellt för att bilda ett batterikluster. Flera batterikluster är direkt anslutna parallellt till samma DC-samlingsskena. Orsakerna till förlusten av tillgänglig kapacitet på grund av inkonsekvens i batteriet inkluderar inkonsekvent seriekoppling och inkonsekvent parallellkoppling.

· Förlust av inkonsekvens i batteriserien

Enligt fatprincipen beror batterisystemets seriekapacitet på den enskilda cellen med den minsta kapaciteten. På grund av inkonsekvenser som skillnader i de enskilda cellerna och temperaturskillnader är den tillgängliga kapaciteten för varje enskild cell olika. Celler med liten kapacitet fylls först vid laddning och töms först vid urladdning, vilket begränsar laddningskapaciteten för andra enskilda celler i batterisystemet. Urladdningskapaciteten gör att den tillgängliga kapaciteten i batterisystemet minskar. Utan effektiv balansering kommer dämpningen och differentieringen av encellskapaciteten att öka i takt med att drifttiden ökar, vilket ytterligare påskyndar minskningen av den tillgängliga kapaciteten i batterisystemet.

· Inkonsekvensförlust av parallell anslutning av batterikluster

När batterikluster är direkt parallellkopplade kommer ett cirkulationsfenomen att uppstå efter laddning och urladdning. Spänningarna för varje batterikluster tvingas balanseras. När batteriklustret med mindre internt motstånd är fulladdat eller urladdat måste andra batterikluster sluta ladda och laddas ur, vilket orsakar laddning mellan batterikluster. Missnöje och oförmåga att ladda ur batteriet kommer att orsaka förlust av batterikapacitet och temperaturökning, påskynda batteriförfall och minska den tillgängliga kapaciteten i batterisystemet. Dessutom, på grund av batteriets lilla interna motstånd, även om spänningsskillnaden mellan kluster på grund av inkonsekvens bara är några få volt, kommer det ojämna strömflödet mellan kluster att vara mycket stort. Som visas i uppmätta data för ett kraftverk i tabellen nedan når skillnaden i laddningsström 75A (avvikelsen når 42 % jämfört med det teoretiska medelvärdet), och avvikelseströmmen kommer att orsaka överladdning och överurladdning i vissa batterikluster; Det kommer i hög grad att påverka laddnings- och urladdningseffektiviteten, batteriets livslängd och till och med leda till allvarliga säkerhetsolyckor.

2) Temperaturinkonsekvens orsakar accelererad differentiering av enskilda celler och förkortad livslängd

Temperaturen är den mest kritiska faktorn som påverkar energilagringens livslängd. När den inre temperaturen i energilagringssystemet stiger med 15 °C kommer systemets livslängd att förkortas med mer än hälften. Litiumbatterier genererar mycket värme under laddnings- och urladdningsprocessen. För stora temperaturskillnader i enskilda celler kommer att orsaka ytterligare ökningar av intern resistans, kapacitet etc., vilket leder till accelererad differentiering av enskilda celler, förkortar batterisystemets livslängd och till och med orsakar säkerhetsrisker.

Hur hanterar man inkonsekvenser i energilagringsbatterier?

Inkonsekventa batterier är grundorsaken till många problem i nuvarande energilagringssystem. Även om batteriinkonsekvens är svår att utrota på grund av batteriets kemiska egenskaper och påverkan av applikationsmiljön, är det möjligt att integrera digital teknik, kraftelektronikteknik och energilagringsteknik och använda styrbarheten hos kraftelektronikteknik för att minimera effekten av inkonsekvens i litiumbatterier, vilket avsevärt kan öka den tillgängliga kapaciteten i energilagringssystemet och förbättra systemsäkerheten.

1) Eitai aktiv utjämningsteknik övervakar spänningen och temperaturen i varje enskild cell i realtid för att eliminera inkonsekvensproblemet med batteriseriekoppling och öka den tillgängliga kapaciteten för energilagringssystemet med mer än 20 % under hela dess livscykel.

2) I den elektriska utformningen av Eitai energilagringssystem hanteras varje batterikluster individuellt för laddning och urladdning, och batteriklustren är inte parallellkopplade, vilket undviker cirkulationsproblemet som orsakas av DC-parallellanslutning och effektivt förbättrar systemets tillgängliga kapacitet.

3) Noggrann temperaturkontroll för att förlänga livslängden på energilagringssystemet

Temperaturen i varje enskild cell samlas in och övervakas i realtid. Genom CFD-termisk simulering på tre nivåer och en stor mängd experimentella data optimeras den termiska designen av batterisystemet för att göra den maximala temperaturskillnaden för de enskilda cellerna i batterisystemet mindre än 5 °C, vilket löser problemet med encellsdifferentiering orsakad av inkonsekvent temperatur.