Hệ thống pin là cốt lõi của toàn bộ hệ thống lưu trữ năng lượng, bao gồm hàng trăm hoặc hàng nghìn tế bào đơn được kết nối nối tiếp và song song. Sự không nhất quán của pin chủ yếu đề cập đến sự không nhất quán của các thông số như dung lượng pin, điện trở trong và nhiệt độ. Khi pin không nhất quán được sử dụng nối tiếp và song song, các vấn đề sau sẽ xảy ra:

1) Mất công suất khả dụng

Trong hệ thống lưu trữ năng lượng, các tế bào đơn được kết nối nối tiếp và song song để tạo thành hộp pin, và các hộp pin được kết nối nối tiếp và song song để tạo thành cụm pin. Nhiều cụm pin được kết nối trực tiếp song song với cùng một thanh cái DC. Các lý do mất dung lượng khả dụng do pin không nhất quán bao gồm kết nối nối tiếp không nhất quán và kết nối song song không nhất quán.

· Mất sự không nhất quán của loạt pin

Theo nguyên lý thùng, dung lượng nối tiếp của hệ thống pin phụ thuộc vào tế bào đơn có dung lượng nhỏ nhất. Do sự không nhất quán như sự khác biệt trong bản thân các tế bào riêng lẻ và sự khác biệt về nhiệt độ, dung lượng khả dụng của mỗi tế bào riêng lẻ là khác nhau. Các tế bào có dung lượng nhỏ được đổ đầy trước khi sạc và rỗng trước khi xả, điều này hạn chế khả năng sạc của các tế bào riêng lẻ khác trong hệ thống pin. Khả năng xả làm cho dung lượng khả dụng của hệ thống pin giảm. Nếu không có quản lý cân bằng hiệu quả, khi thời gian hoạt động tăng lên, sự suy giảm và biệt hóa của dung lượng tế bào đơn sẽ tăng lên, đẩy nhanh hơn nữa sự giảm dung lượng khả dụng của hệ thống pin.

· Mất kết nối song song cụm pin không nhất quán

Khi các cụm pin được kết nối song song trực tiếp, hiện tượng tuần hoàn sẽ xảy ra sau khi sạc và xả. Điện áp của mỗi cụm pin buộc phải được cân bằng. Khi cụm pin có điện trở trong nhỏ hơn được sạc hoặc xả đầy, các cụm pin khác phải ngừng sạc và xả, gây ra quá trình sạc giữa các cụm pin. Sự không hài lòng và không có khả năng xả pin sẽ gây mất dung lượng pin và tăng nhiệt độ, đẩy nhanh quá trình phân rã pin và giảm dung lượng khả dụng của hệ thống pin. Ngoài ra, do điện trở trong của pin nhỏ, ngay cả khi chênh lệch điện áp giữa các cụm do không nhất quán chỉ là vài vôn thì dòng điện không đồng đều giữa các cụm sẽ rất lớn. Như thể hiện trong số liệu đo được của một trạm điện trong bảng dưới đây, chênh lệch dòng sạc đạt 75A (Độ lệch đạt 42% so với giá trị trung bình lý thuyết), và dòng điện lệch sẽ gây ra quá tải và xả quá mức ở một số cụm pin; Nó sẽ ảnh hưởng lớn đến hiệu quả sạc và xả, tuổi thọ pin và thậm chí dẫn đến tai nạn an toàn nghiêm trọng.

2) Sự không nhất quán về nhiệt độ gây ra sự biệt hóa nhanh chóng của các tế bào đơn lẻ và rút ngắn tuổi thọ

Nhiệt độ là yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến tuổi thọ của việc lưu trữ năng lượng. Khi nhiệt độ bên trong của hệ thống lưu trữ năng lượng tăng 15°C, tuổi thọ của hệ thống sẽ bị rút ngắn hơn một nửa. Pin Lithium tạo ra nhiều nhiệt trong quá trình sạc và xả. Sự chênh lệch nhiệt độ quá mức trong các tế bào đơn sẽ làm tăng thêm điện trở trong, dung lượng, v.v., dẫn đến tăng tốc độ biệt hóa của các tế bào đơn, rút ngắn tuổi thọ của hệ thống pin và thậm chí gây ra các nguy cơ về an toàn.

Làm thế nào để đối phó với sự không nhất quán của pin lưu trữ năng lượng?

Sự không nhất quán của pin là nguyên nhân gốc rễ của nhiều vấn đề trong hệ thống lưu trữ năng lượng hiện tại. Mặc dù sự không nhất quán của pin rất khó loại bỏ do đặc tính hóa học của pin và ảnh hưởng của môi trường ứng dụng, nhưng có thể tích hợp công nghệ kỹ thuật số, công nghệ điện tử công suất và công nghệ lưu trữ năng lượng, đồng thời sử dụng khả năng điều khiển của công nghệ điện tử công suất để giảm thiểu tác động của sự không nhất quán của pin lithium, điều này có thể làm tăng đáng kể dung lượng khả dụng của hệ thống lưu trữ năng lượng và cải thiện độ an toàn của hệ thống.

1) Công nghệ cân bằng chủ động Eitai giám sát điện áp và nhiệt độ của từng tế bào trong thời gian thực để loại bỏ vấn đề không nhất quán của kết nối nối tiếp pin và tăng dung lượng khả dụng của hệ thống lưu trữ năng lượng lên hơn 20% trong suốt vòng đời của nó.

2) Trong thiết kế điện của hệ thống lưu trữ năng lượng Eitai, mỗi cụm pin được quản lý riêng để sạc và xả, và các cụm pin không được kết nối song song, giúp tránh được vấn đề lưu thông do kết nối song song DC gây ra và cải thiện hiệu quả dung lượng khả dụng của hệ thống.

3) Kiểm soát nhiệt độ chính xác để kéo dài tuổi thọ của hệ thống lưu trữ năng lượng

Nhiệt độ của từng ô được thu thập và theo dõi trong thời gian thực. Thông qua mô phỏng nhiệt CFD ba cấp độ và một lượng lớn dữ liệu thí nghiệm, thiết kế nhiệt của hệ thống pin được tối ưu hóa để làm cho chênh lệch nhiệt độ tối đa của các tế bào đơn trong hệ thống pin nhỏ hơn 5 ° C, giải quyết vấn đề biệt hóa tế bào đơn do nhiệt độ không nhất quán.