ระบบแบตเตอรี่เป็นแกนหลักของระบบกักเก็บพลังงานทั้งหมด ซึ่งประกอบด้วยเซลล์เดี่ยวหลายร้อยหรือหลายพันเซลล์ที่เชื่อมต่อแบบอนุกรมและแบบขนาน ความไม่สอดคล้องกันของแบตเตอรี่ส่วนใหญ่หมายถึงความไม่สอดคล้องกันของพารามิเตอร์ เช่น ความจุของแบตเตอรี่ ความต้านทานภายใน และอุณหภูมิ เมื่อใช้แบตเตอรี่ที่ไม่สอดคล้องกันแบบอนุกรมและแบบขนาน จะเกิดปัญหาต่อไปนี้:

1) การสูญเสียความจุที่มีอยู่

ในระบบกักเก็บพลังงานเซลล์เดี่ยวจะเชื่อมต่อแบบอนุกรมและขนานเพื่อสร้างกล่องแบตเตอรี่และกล่องแบตเตอรี่จะเชื่อมต่อแบบอนุกรมและขนานเพื่อสร้างคลัสเตอร์แบตเตอรี่ กลุ่มแบตเตอรี่หลายก้อนเชื่อมต่อโดยตรงแบบขนานกับบัสบาร์ DC เดียวกัน สาเหตุของการสูญเสียความจุที่มีอยู่เนื่องจากความไม่สอดคล้องกันของแบตเตอรี่ ได้แก่ การเชื่อมต่อแบบอนุกรมที่ไม่สอดคล้องกันและการเชื่อมต่อแบบขนานที่ไม่สอดคล้องกัน

· การสูญเสียความไม่สอดคล้องกันของชุดแบตเตอรี่

ตามหลักการของบาร์เรลความจุของชุดของระบบแบตเตอรี่ขึ้นอยู่กับเซลล์เดียวที่มีความจุน้อยที่สุด เนื่องจากความไม่สอดคล้องกัน เช่น ความแตกต่างของแต่ละเซลล์และความแตกต่างของอุณหภูมิ ความจุที่มีอยู่ของแต่ละเซลล์จึงแตกต่างกัน เซลล์ที่มีความจุน้อยจะถูกเติมก่อนเมื่อชาร์จและว่างเปล่าก่อนเมื่อคายประจุ ซึ่งจํากัดความสามารถในการชาร์จของเซลล์แต่ละเซลล์อื่นๆ ในระบบแบตเตอรี่ ความสามารถในการคายประจุทําให้ความจุที่มีอยู่ของระบบแบตเตอรี่ลดลง หากไม่มีการจัดการสมดุลที่มีประสิทธิภาพเมื่อเวลาทํางานเพิ่มขึ้นการลดทอนและความแตกต่างของความจุเซลล์เดียวจะเพิ่มขึ้นซึ่งจะเร่งการลดลงของความจุที่มีอยู่ของระบบแบตเตอรี่

· การสูญเสียความไม่สอดคล้องกันของการเชื่อมต่อแบบขนานของกลุ่มแบตเตอรี่

เมื่อคลัสเตอร์แบตเตอรี่เชื่อมต่อโดยตรงแบบขนานปรากฏการณ์การไหลเวียนจะเกิดขึ้นหลังจากการชาร์จและการคายประจุ แรงดันไฟฟ้าของแต่ละคลัสเตอร์แบตเตอรี่ถูกบังคับให้สมดุล เมื่อคลัสเตอร์แบตเตอรี่ที่มีความต้านทานภายในน้อยกว่าชาร์จหรือคายประจุจนเต็มแล้วคลัสเตอร์แบตเตอรี่อื่น ๆ จะต้องหยุดชาร์จและการคายประจุทําให้เกิดการชาร์จระหว่างคลัสเตอร์แบตเตอรี่ ความไม่พอใจและการไม่สามารถคายประจุแบตเตอรี่ได้จะทําให้ความจุของแบตเตอรี่สูญเสียและอุณหภูมิสูงขึ้นเร่งการสลายตัวของแบตเตอรี่และลดความจุที่มีอยู่ของระบบแบตเตอรี่ นอกจากนี้เนื่องจากความต้านทานภายในของแบตเตอรี่มีขนาดเล็กแม้ว่าความแตกต่างของแรงดันไฟฟ้าระหว่างคลัสเตอร์เนื่องจากความไม่สอดคล้องกันจะเพียงไม่กี่โวลต์การไหลของกระแสที่ไม่สม่ําเสมอระหว่างคลัสเตอร์จะมีขนาดใหญ่มาก ดังที่แสดงในข้อมูลที่วัดได้ของโรงไฟฟ้าในตารางด้านล่างความแตกต่างของกระแสไฟชาร์จถึง 75A ( ค่าเบี่ยงเบนถึง 42% เมื่อเทียบกับค่าเฉลี่ยตามทฤษฎี) และกระแสเบี่ยงเบนจะทําให้เกิดการชาร์จไฟเกินและการคายประจุมากเกินไปในกลุ่มแบตเตอรี่บางกลุ่ม มันจะส่งผลอย่างมากต่อประสิทธิภาพการชาร์จและการคายประจุอายุการใช้งานแบตเตอรี่และแม้กระทั่งนําไปสู่อุบัติเหตุด้านความปลอดภัยที่ร้ายแรง

2) ความไม่สอดคล้องกันของอุณหภูมิทําให้ความแตกต่างของเซลล์เดี่ยวเร็วขึ้นและอายุการใช้งานสั้นลง

อุณหภูมิเป็นปัจจัยที่สําคัญที่สุดที่ส่งผลต่ออายุการใช้งานของการจัดเก็บพลังงาน เมื่ออุณหภูมิภายในของระบบกักเก็บพลังงานเพิ่มขึ้น 15°C อายุการใช้งานของระบบจะสั้นลงมากกว่าครึ่งหนึ่ง แบตเตอรี่ลิเธียมสร้างความร้อนจํานวนมากในระหว่างกระบวนการชาร์จและการคายประจุ ความแตกต่างของอุณหภูมิที่มากเกินไปในเซลล์เดี่ยวจะทําให้ความต้านทานภายใน ความจุ ฯลฯ เพิ่มขึ้นอีก ซึ่งนําไปสู่การเร่งความแตกต่างของเซลล์เดี่ยว ทําให้อายุการใช้งานของระบบแบตเตอรี่สั้นลง และแม้กระทั่งก่อให้เกิดอันตรายต่อความปลอดภัย

จะจัดการกับความไม่สอดคล้องกันของแบตเตอรี่เก็บพลังงานได้อย่างไร?

ความไม่สอดคล้องกันของแบตเตอรี่เป็นสาเหตุของปัญหามากมายในระบบกักเก็บพลังงานในปัจจุบัน แม้ว่าความไม่สอดคล้องกันของแบตเตอรี่จะขจัดออกได้ยากเนื่องจากลักษณะทางเคมีของแบตเตอรี่และอิทธิพลของสภาพแวดล้อมการใช้งาน แต่ก็เป็นไปได้ที่จะรวมเทคโนโลยีดิจิทัล เทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์กําลัง และเทคโนโลยีการจัดเก็บพลังงาน และใช้ความสามารถในการควบคุมของเทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์กําลังเพื่อลดผลกระทบของความไม่สอดคล้องกันของแบตเตอรี่ลิเธียม ซึ่งสามารถเพิ่มความจุที่มีอยู่ของระบบกักเก็บพลังงานได้อย่างมาก

1) เทคโนโลยีอีควอไลเซอร์แบบแอคทีฟของ Eitai ตรวจสอบแรงดันไฟฟ้าและอุณหภูมิของแต่ละเซลล์แบบเรียลไทม์เพื่อขจัดปัญหาความไม่สอดคล้องกันของการเชื่อมต่อชุดแบตเตอรี่ และเพิ่มความจุที่มีอยู่ของระบบกักเก็บพลังงานมากกว่า 20% ตลอดวงจรชีวิต

2) ในการออกแบบระบบไฟฟ้าของระบบกักเก็บพลังงาน Eitai กลุ่มแบตเตอรี่แต่ละกลุ่มได้รับการจัดการแยกกันสําหรับการชาร์จและการคายประจุ และกลุ่มแบตเตอรี่ไม่ได้เชื่อมต่อแบบขนาน ซึ่งช่วยหลีกเลี่ยงปัญหาการไหลเวียนที่เกิดจากการเชื่อมต่อแบบขนาน DC และปรับปรุงความจุที่มีอยู่ของระบบได้อย่างมีประสิทธิภาพ

3) การควบคุมอุณหภูมิที่แม่นยําเพื่อยืดอายุของระบบกักเก็บพลังงาน

อุณหภูมิของแต่ละเซลล์จะถูกรวบรวมและตรวจสอบแบบเรียลไทม์ ด้วยการจําลองความร้อน CFD สามระดับและข้อมูลการทดลองจํานวนมากการออกแบบความร้อนของระบบแบตเตอรี่ได้รับการปรับให้เหมาะสมเพื่อให้ความแตกต่างของอุณหภูมิสูงสุดของเซลล์เดี่ยวในระบบแบตเตอรี่น้อยกว่า 5°C ช่วยแก้ปัญหาความแตกต่างของเซลล์เดียวที่เกิดจากอุณหภูมิที่ไม่สม่ําเสมอ