Tensystem akumulatorowyjest rdzeniem całego systemu magazynowania energii, składającego się z setek cylindrycznych ogniw lubkomórki pryzmatycznePołączenie szeregowe i równoległe. Niezgodność akumulatorów energii odnosi się głównie do rozbieżności parametrów, takich jak pojemność akumulatora, rezystancja wewnętrzna i temperatura. W przypadku stosowania akumulatorów o niespójnościach szeregowo i równolegle, mogą wystąpić następujące problemy:

1. Utrata dostępnej pojemności

W systemie magazynowania energii pojedyncze ogniwa są połączone szeregowo i równolegle, tworząc obudowę baterii, obudowy baterii są połączone szeregowo i równolegle, tworząc klaster baterii, a wiele klastrów baterii jest bezpośrednio podłączonych równolegle do tej samej szyny zbiorczej prądu stałego. Przyczynami niespójności baterii, prowadzącej do utraty pojemności użytkowej, są niespójność szeregowa i niespójność równoległa.

•Utrata spójności szeregu baterii
Zgodnie z zasadą „beczki”, pojemność szeregowa systemu akumulatorów zależy od pojemności pojedynczego akumulatora o najmniejszej pojemności. Ze względu na nierównomierność pojemności pojedynczego akumulatora, różnicę temperatur i inne czynniki, użyteczna pojemność każdego akumulatora będzie inna. Pojedynczy akumulator o małej pojemności jest w pełni naładowany podczas ładowania i rozładowywany podczas rozładowywania, co ogranicza ładowanie pozostałych akumulatorów w systemie. Zmniejszenie pojemności rozładowania powoduje zmniejszenie dostępnej pojemności systemu akumulatorów. Bez efektywnego, zrównoważonego zarządzania, wraz ze wzrostem czasu pracy, tłumienie i różnicowanie pojemności pojedynczego akumulatora będzie się nasilać, a dostępna pojemność systemu akumulatorów będzie jeszcze bardziej przyspieszać spadek.

•Utrata spójności równoległej klastra baterii

Gdy klastry akumulatorów są połączone bezpośrednio równolegle, po ładowaniu i rozładowywaniu wystąpi zjawisko prądu krążącego, a napięcia w każdym klastrze akumulatorów będą musiały się zrównoważyć. Niezadowolenie i nieskończone rozładowanie spowodują utratę pojemności akumulatora i wzrost temperatury, przyspieszą zużycie akumulatora i zmniejszą dostępną pojemność systemu akumulatorów.

Ponadto, ze względu na niewielką rezystancję wewnętrzną akumulatora, nawet jeśli różnica napięć między klastrami spowodowana nierównomiernością napięcia wynosi zaledwie kilka woltów, nierównomierny prąd między nimi będzie duży. Jak pokazują dane pomiarowe elektrowni w poniższej tabeli, różnica w prądzie ładowania sięga 75 A (w porównaniu ze średnią teoretyczną, odchylenie wynosi 42%), a odchylenie to prowadzi do przeładowania i nadmiernego rozładowania w niektórych klastrach akumulatorów; ma to znaczny wpływ na wydajność ładowania i rozładowywania, żywotność akumulatora, a nawet może prowadzić do poważnych wypadków.

2. Przyspieszone różnicowanie i skrócenie życia pojedynczych komórek spowodowane niestabilną temperaturą

Temperatura jest najważniejszym czynnikiem wpływającym na żywotność systemu magazynowania energii. Wzrost temperatury wewnętrznej systemu magazynowania energii o 15°C skraca jego żywotność o ponad połowę. Akumulator litowy generuje dużo ciepła podczas ładowania i rozładowywania, a różnica temperatur między poszczególnymi akumulatorami dodatkowo zwiększa rozbieżność rezystancji wewnętrznej i pojemności, co prowadzi do szybszego różnicowania się poszczególnych akumulatorów, skraca cykl życia systemu, a nawet stwarza zagrożenie dla bezpieczeństwa.

Jak sobie radzić z niespójnością akumulatorów energii?

Nierównomierność pracy baterii jest główną przyczyną wielu problemów w obecnych systemach magazynowania energii. Chociaż nierównomierność pracy baterii jest trudna do wyeliminowania ze względu na ich właściwości chemiczne i wpływ środowiska aplikacji, można zintegrować technologię cyfrową, technologię elektroniki mocy i technologię magazynowania energii, aby wykorzystać energię elektryczną. Sterowalność technologii elektronicznej minimalizuje wpływ nierównomierności pracy baterii litowych, co może znacznie zwiększyć użyteczną pojemność systemów magazynowania energii i poprawić bezpieczeństwo systemu.

• Technologia aktywnego równoważenia monitoruje napięcie i temperaturę każdej pojedynczej baterii w czasie rzeczywistym, maksymalnie eliminując niespójność połączeń szeregowych baterii i zwiększając dostępną pojemność systemu magazynowania energii o ponad 20% w całym cyklu życia.

•W projekcie elektrycznym systemu magazynowania energii ładowanie i rozładowywanie każdego klastra akumulatorów odbywa się osobno, a klastry akumulatorów nie są połączone równolegle, co pozwala uniknąć problemów z cyrkulacją spowodowanych równoległym połączeniem prądu stałego i skutecznie zwiększa dostępną pojemność systemu.

• Precyzyjna kontrola temperatury wydłużająca żywotność systemu magazynowania energii

Temperatura każdej pojedynczej celi jest rejestrowana i monitorowana w czasie rzeczywistym. Dzięki trójpoziomowej symulacji termicznej CFD i dużej ilości danych eksperymentalnych, zoptymalizowano projekt termiczny systemu baterii, tak aby maksymalna różnica temperatur między poszczególnymi celami systemu była mniejsza niż 5°C, a problem zróżnicowania temperatur między celami spowodowany nierównomierną temperaturą został rozwiązany.

Jeśli chcesz wyprodukować niestandardową baterię litową według specjalnych wymagań, skontaktuj się z zespołem LIAO, aby uzyskać więcej szczegółów.