Debatterisystemer kjernen i hele energilagringssystemet, som består av hundrevis av sylindriske celler ellerprismatiske celleri serie og parallell. Inkonsistensen i energilagringsbatterier refererer hovedsakelig til inkonsistensen i parametere som batterikapasitet, indre motstand og temperatur. Når batterier med inkonsistenser brukes i serie og parallell, vil følgende problemer oppstå:

1. Tap av tilgjengelig kapasitet

I energilagringssystemet er enkeltcellene koblet i serie og parallelt for å danne en batteriboks, batteriboksene er koblet i serie og parallelt for å danne en batteriklynge, og flere batteriklynger er direkte koblet til samme likestrømssamleskinne parallelt. Årsakene til batteriinkonsistens som fører til tap av brukbar kapasitet inkluderer serieinkonsistens og parallellinkonsistens.

• Tap av inkonsistens i batteriserien
I henhold til tønneprinsippet avhenger seriekapasiteten til batterisystemet av det enkelte batteriet med den minste kapasiteten. På grunn av inkonsistens i selve det enkelte batteriet, temperaturforskjell og andre inkonsistenser, vil den utnyttbare kapasiteten til hvert enkelt batteri være forskjellig. Et enkelt batteri med liten kapasitet lades fullt ved lading og tømmes ved utlading, noe som begrenser ladingen av andre enkeltbatterier i batterisystemet. Utladningskapasiteten resulterer i en reduksjon i batterisystemets tilgjengelige kapasitet. Uten effektiv balansert styring, vil dempningen og differensieringen av enkeltbatterikapasiteten intensiveres med økende driftstid, og batterisystemets tilgjengelige kapasitet vil ytterligere akselerere nedgangen.

• Tap av parallell inkonsistens i batteriklyngen

Når batteriklyngene er direkte koblet parallelt, vil det oppstå et sirkulerende strømfenomen etter lading og utlading, og spenningene til hver batteriklynge vil bli tvunget til å balansere. Misnøye og uuttømmelig utlading vil føre til tap av batterikapasitet og temperaturøkning, akselerere batteriforfall og redusere batterisystemets tilgjengelige kapasitet.

I tillegg, på grunn av batteriets lille indre motstand, vil den ujevne strømmen mellom klyngene være stor, selv om spenningsforskjellen mellom klyngene forårsaket av inkonsistens bare er noen få volt. Som vist i de målte dataene for et kraftverk i tabellen nedenfor, når forskjellen i ladestrøm 75 A (sammenlignet med det teoretiske gjennomsnittet er avviket 42 %), og avviksstrømmen vil føre til overlading og overutlading i noen batteriklynger. Det vil i stor grad påvirke lade- og utladingseffektiviteten, batteriets levetid og til og med føre til alvorlige sikkerhetsulykker.

2. Akselerert differensiering og forkortet levetid for enkeltceller forårsaket av ujevn temperatur

Temperatur er den mest kritiske faktoren som påvirker levetiden til energilagringssystemet. Når den indre temperaturen i energilagringssystemet øker med 15 °C, vil systemets levetid forkortes med mer enn halvparten. Litiumbatteriet vil generere mye varme under lade- og utladingsprosessen, og temperaturforskjellen i det enkelte batteriet vil ytterligere øke inkonsistensen i indre motstand og kapasitet, noe som vil føre til akselerert differensiering av det enkelte batteriet, forkorte batterisystemets levetid og til og med forårsake sikkerhetsfarer.

Hvordan håndtere inkonsekvensen av energilagringsbatterier?

Batteriinkonsistens er roten til mange problemer i dagens energilagringssystemer. Selv om batteriinkonsistens er vanskelig å utrydde på grunn av batterienes kjemiske egenskaper og påvirkningen fra applikasjonsmiljøet, kan digital teknologi, kraftelektronikkteknologi og energilagringsteknologi integreres for å bruke elektrisitet. Styrbarheten til elektronisk teknologi minimerer virkningen av inkonsistenser i litiumbatterier, noe som kan øke den utnyttbare kapasiteten til energilagringssystemer betraktelig og forbedre systemsikkerheten.

• Aktiv balanseringsteknologi overvåker spenningen og temperaturen til hvert enkelt batteri i sanntid, eliminerer maksimalt inkonsekvensen ved seriekobling av batterier og øker den tilgjengelige kapasiteten til energilagringssystemet med mer enn 20 % i løpet av hele livssyklusen.

• I den elektriske utformingen av energilagringssystemet utføres lade- og utladningsstyringen for hver batteriklynge separat, og batteriklyngene er ikke koblet parallelt. Dette unngår sirkulasjonsproblemet forårsaket av parallellkobling av likestrøm, og forbedrer systemets tilgjengelige kapasitet effektivt.

• Presis temperaturkontroll for å forlenge levetiden til energilagringssystemet

Temperaturen i hver enkelt celle samles inn og overvåkes i sanntid. Gjennom tre-nivå CFD-termisk simulering og en stor mengde eksperimentelle data optimaliseres batterisystemets termiske design, slik at den maksimale temperaturforskjellen mellom enkeltcellene i batterisystemet er mindre enn 5 °C, og problemet med enkeltcelledifferensiering forårsaket av temperaturinkonsekvens løses.

Ønsker du å produsere tilpassede litiumbatterier i henhold til spesielle krav, er du velkommen til å kontakte LIAO-teamet for å få mer informasjon.