Debatterisystemer kernen i hele energilagringssystemet, der består af hundredvis af cylindriske celler ellerprismatiske celleri serie og parallel. Inkonsistensen i energiakkumulatorer refererer primært til inkonsistensen i parametre som batterikapacitet, indre modstand og temperatur. Når batterier med inkonsistenser bruges i serie og parallel, vil følgende problemer opstå:

1. Tab af tilgængelig kapacitet

I energilagringssystemet er de enkelte celler forbundet i serie og parallelt for at danne en batteriboks, batteriboksene er forbundet i serie og parallelt for at danne en batteriklynge, og flere batteriklynger er direkte forbundet parallelt til den samme DC-samleskinne. Årsagerne til batteriinkonsistens, der fører til tab af brugbar kapacitet, omfatter serieinkonsistens og parallel inkonsistens.

• Tab af inkonsistens i batteriserien
Ifølge tøndeprincippet afhænger batterisystemets seriekapacitet af det enkelte batteri med den mindste kapacitet. På grund af inkonsistens i det enkelte batteri, temperaturforskel og andre uoverensstemmelser vil den brugbare kapacitet for hvert enkelt batteri være forskellig. Et enkelt batteri med lille kapacitet er fuldt opladet ved opladning og tømt ved afladning, hvilket begrænser opladningen af ​​andre enkeltbatterier i batterisystemet. Afladningskapaciteten resulterer i et fald i batterisystemets tilgængelige kapacitet. Uden effektiv afbalanceret styring vil dæmpningen og differentieringen af ​​enkeltbatteriernes kapacitet intensiveres med stigende driftstid, og batterisystemets tilgængelige kapacitet vil yderligere accelerere faldet.

• Tab af parallel inkonsistens i batteriklynger

Når batteriklyngerne er direkte forbundet parallelt, vil der være et cirkulerende strømfænomen efter opladning og afladning, og spændingerne i hver batteriklynge vil blive tvunget til at udligne. Utilfredshed og uudtømmelig afladning vil forårsage tab af batterikapacitet og temperaturstigning, accelerere batterihenfald og reducere batterisystemets tilgængelige kapacitet.

Derudover vil den ujævne strøm mellem klyngerne være stor på grund af batteriets lille indre modstand, selvom spændingsforskellen mellem klyngerne forårsaget af inkonsistens kun er få volt. Som vist i de målte data fra et kraftværk i tabellen nedenfor, når forskellen i ladestrøm 75 A (sammenlignet med det teoretiske gennemsnit er afvigelsen 42%), og afvigelsesstrømmen vil føre til overopladning og overafladning i nogle batteriklynger. Det vil i høj grad påvirke opladnings- og afladningseffektiviteten, batteriets levetid og endda føre til alvorlige sikkerhedsulykker.

2. Accelereret differentiering og forkortet levetid for enkeltceller forårsaget af ustabil temperatur

Temperatur er den mest kritiske faktor, der påvirker energilagringssystemets levetid. Når den indre temperatur i energilagringssystemet stiger med 15°C, vil systemets levetid blive forkortet med mere end halvdelen. Litiumbatteriet vil generere en masse varme under opladnings- og afladningsprocessen, og temperaturforskellen på det enkelte batteri vil yderligere øge uoverensstemmelsen mellem den indre modstand og kapacitet, hvilket vil føre til en accelereret differentiering af det enkelte batteri, forkorte batterisystemets levetid og endda forårsage sikkerhedsrisici.

Hvordan håndterer man inkonsistensen i energilagringsbatterier?

Batteriinkonsistens er roden til mange problemer i nuværende energilagringssystemer. Selvom batteriinkonsistens er vanskelig at udrydde på grund af batteriernes kemiske egenskaber og påvirkningen fra applikationsmiljøet, kan digital teknologi, effektelektronikteknologi og energilagringsteknologi integreres for at udnytte elektricitet. Styrbarheden af ​​elektronisk teknologi minimerer virkningen af ​​inkonsistenser i lithiumbatterier, hvilket i høj grad kan øge energilagringssystemernes brugbare kapacitet og forbedre systemsikkerheden.

• Aktiv balanceringsteknologi overvåger spænding og temperatur for hvert enkelt batteri i realtid, eliminerer maksimalt uoverensstemmelser i batteriserieforbindelse og øger energilagringssystemets tilgængelige kapacitet med mere end 20 % i hele levetiden.

• I det elektriske design af energilagringssystemet udføres opladnings- og afladningsstyringen af ​​hver klynge af batterier separat, og batteriklyngerne er ikke parallelforbundet, hvilket undgår cirkulationsproblemet forårsaget af parallelforbindelse af DC og effektivt forbedrer systemets tilgængelige kapacitet.

• Præcis temperaturkontrol for at forlænge energilagringssystemets levetid

Temperaturen i hver enkelt celle indsamles og overvåges i realtid. Gennem tre-niveau CFD termisk simulering og en stor mængde eksperimentelle data optimeres batterisystemets termiske design, så den maksimale temperaturforskel mellem de enkelte celler i batterisystemet er mindre end 5 °C, og problemet med enkeltcelledifferentiering forårsaget af temperaturuoverensstemmelser løses.

Ønsker du at producere et brugerdefineret litiumbatteri efter specifikke krav, er du velkommen til at kontakte LIAO-teamet for at få flere oplysninger.