Importância da consistência da bateria

A inconsistência do armazenamento de energia baterias refere-se principalmente à inconsistência de parâmetros como bateria capacidade, resistência interna e temperatura. Nossa experiência diária é que quando duas baterias secas são conectadas nas direções positiva e negativa, o a lanterna acenderá e nós não considere a consistência. No entanto, uma vez que as baterias são usadas em larga escala em sistemas de armazenamento de energia, a situação não é tão simples. Quando inconsistente baterias são usadas em série e paralelo, os seguintes problemas ocorrerão:

1. Perda de capacidade disponível

No sistema de armazenamento de energia, as células da bateria (isto é, células de bateria) são conectadas em série para formar uma bateria, e as baterias são conectadas em série para formar um conjunto de baterias. Múltiplo clusters de baterias são conectados diretamente em paralelo ao mesmo barramento CC. O As razões para a perda de capacidade disponível devido à inconsistência celular incluem inconsistência em série e inconsistência paralela.

(1) Perda da série de baterias inconsistência:

Devido a inconsistências como diferenças nas próprias células da bateria e nas diferenças de temperatura entre a bateria baterias, o SOC (energia restante) de cada bateria será diferente. Como contanto que uma bateria esteja cheia/vazia, todas as baterias no cluster pare de carregar e descarregar.

Figura 1. Bateria inconsistência causa incompatibilidade de capacidade em série

(2) Perda de inconsistência de conexão paralela do cluster de bateria:

Depois que as baterias forem diretamente conectados em paralelo para formar grupos de baterias, as tensões de cada bateria cluster são forçados a serem equilibrados. Quando o conjunto de baterias com menor resistência interna está totalmente carregada ou descarregada, os outros conjuntos de baterias deve parar de carregar e descarregar, fazendo com que os conjuntos de baterias não sejam totalmente carregado ou totalmente descarregado.

Figura 2 Diferença de corrente durante descarga de vários conjuntos de baterias em paralelo

Além disso, devido ao pequeno interior resistência da bateria, mesmo que a diferença de tensão entre cada cluster causada pela inconsistência é de apenas alguns volts, a corrente desigual entre os clusters serão muito grandes. Como mostrado nos dados medidos de uma estação de energia na tabela abaixo, a diferença de corrente de carga chega a 75A (o desvio é de 42% em comparação com o valor médio teórico). A corrente de desvio causar sobrecarga e descarga excessiva em alguns conjuntos de baterias. É muito afeta a eficiência de carga e descarga, a vida útil da bateria e até causa acidentes graves de segurança.

Tabela 1 Dados medidos de uma estação de energia

2. Vida útil reduzida da energia sistema de armazenamento

A temperatura é o fator mais crítico afetando a vida útil do armazenamento de energia. Quando a temperatura interna do sistema de armazenamento de energia aumenta em 15°C, a vida do armazenamento de energia será reduzido em mais da metade. Íon de lítio baterias geram muito calor durante o processo de carga e descarga. Devido à resistência interna inconsistente das células individuais, o distribuição de temperatura dentro do sistema de armazenamento de energia será desigual, o o envelhecimento da bateria e a taxa de atenuação aumentarão e, em última análise, a vida útil do o sistema de armazenamento de energia será encurtado.

Pode-se observar que a temperatura inconsistência da bateria no sistema de armazenamento de energia é um importante fator que afeta o desempenho do sistema de armazenamento de energia. Isso reduzirá a capacidade disponível do sistema de armazenamento de energia, encurta o ciclo de vida do o sistema de armazenamento de energia e até causar riscos à segurança.

Como lidar com o inconsistência das baterias de armazenamento de energia?

A inconsistência das células da bateria é formado durante o processo de produção e aprofundado durante o uso. Quanto mais fraco células de bateria na mesma bateria, mais fracas elas são e mais fracas eles são. No entanto, embora não existam células de bateria completamente consistentes, é possível integrar tecnologia digital, tecnologia de eletrônica de potência e tecnologia de armazenamento de energia e usar a controlabilidade da eletrônica de potência tecnologia para minimizar o impacto da inconsistência da bateria de lítio. Em resposta aos problemas causados ​​pela inconsistência analisada no artigo anterior, alguns fabricantes no mercado lançaram sistemas de armazenamento de energia em string, que possuem as características de gerenciamento refinado de energia e distribuição controle de temperatura e pode ser usado para tratar os sintomas:

(1) Gestão refinada para aumentar a capacidade disponível

Em comparação com os PCS tradicionais que gerencia mais de 1.000 a 2.000 células, o sistema de armazenamento de energia de string melhora a precisão do gerenciamento de células para mais de uma dúzia, o que é cerca de 100 vezes maior. Tendo em vista a incompatibilidade de série entre as baterias, o O otimizador foi projetado para obter gerenciamento separado de carga e descarga para cada bateria. Quando uma bateria atinge o limite definido, a bateria o pacote é ignorado e outros pacotes de bateria podem continuar a carregar e descarregar sem afetar um ao outro, maximizando o uso da capacidade da bateria.

Ao mesmo tempo, cada conjunto de baterias é equipado com um controlador de cluster inteligente para evitar o impacto da bateria inconsistência causada pela conexão paralela direta, de modo que a carga e corrente de descarga de cada cluster pode ser controlada com precisão com um erro de menos de 1%. Isso evita a incompatibilidade entre clusters e realmente realiza gerenciamento independente de carga e descarga entre clusters de baterias, elimina a geração de circulação e melhora ainda mais a capacidade e segurança do sistema.

(2) Temperatura distribuída controle para prolongar a vida útil do sistema de armazenamento de energia

Os recipientes tradicionais de armazenamento de energia são equipado com 1-2 condicionadores de ar centralizados e usa dutos de ar longitudinais para dissipação de calor. O comprimento do duto de ar é de cerca de 6 metros a 12 metros. Devido ao longo canal de dissipação de calor, a consistência da temperatura de cada bateria e conjunto de baterias não pode ser garantido.

Figura 3 Tradicional estrutura centralizada de dissipação de calor

O armazenamento de energia de string usa nível de cluster dissipação de calor distribuída, usando ar condicionado distribuído em vez de ar condicionado centralizado. Cada cluster de bateria pode dissipar calor de forma independente e uniforme, e o comprimento do duto de ar é inferior a 1 metro, o que melhora muito a eficiência da dissipação de calor e evita a temperatura diferença causada pela localização física. Ao mesmo tempo, a bateria usa habilmente o duto de dissipação de calor biônico patenteado em forma de árvore para ajustar o comprimento e a distância de cada duto de célula de bateria, de modo que a quantidade de resfriamento passado por cada célula da bateria é o mais consistente possível, reduzindo o inconsistência de temperatura de cada superfície de cada célula da bateria.

Figura 4 Distribuído diagrama de estrutura de dissipação de calor

A inconsistência da bateria é a causa raiz do muitos problemas nos atuais sistemas de armazenamento de energia. No entanto, devido à química características das baterias e a influência do ambiente de aplicação, a inconsistência da bateria é difícil de erradicar. O armazenamento de energia das cordas sistema enfraquece muito os requisitos do sistema para consistência da bateria através da controlabilidade da eletrônica de potência e da tecnologia digital, que pode aumentar significativamente a capacidade disponível do sistema de armazenamento de energia e melhorar a segurança do sistema.