Belang van batterijconsistentie

De inconsistentie van energieopslag batterijen verwijst voornamelijk naar de inconsistentie van parameters zoals de batterij capaciteit, interne weerstand en temperatuur. Onze dagelijkse ervaring is dat wanneer twee droge batterijen in positieve en negatieve richting zijn aangesloten, wordt de De zaklamp gaat branden, en wij niet denk aan consistentie. Echter, zodra batterijen op grote schaal worden gebruikt energieopslagsystemen is de situatie niet zo eenvoudig. Wanneer inconsistent batterijen in serie en parallel worden gebruikt, zullen de volgende problemen optreden:

1. Verlies van beschikbare capaciteit

In het energieopslagsysteem, batterijcellen (d.w.z. batterijcellen) in serie zijn verbonden om een ​​batterijpakket te vormen, en batterijpakketten zijn in serie geschakeld om een ​​batterijcluster te vormen. Meerdere batterijclusters zijn direct parallel aangesloten op dezelfde DC-bus. De Redenen voor het verlies van beschikbare capaciteit als gevolg van celinconsistentie zijn onder meer serie-inconsistentie en parallelle inconsistentie.

(1) Verlies van serie accu's inconsistentie:

Vanwege inconsistenties zoals verschillen in de batterijcellen zelf en temperatuurverschillen tussen batterijen pakketten, zal de SOC (resterend vermogen) van elk batterijpakket verschillend zijn. Als zolang één batterijpakket vol/leeg is, zullen alle batterijpakketten in het cluster dat doen stop met opladen en ontladen.

Figuur 1. Batterij inconsistentie veroorzaakt een mismatch van de seriecapaciteit

(2) Inconsistentieverlies van parallelle verbinding accucluster:

Nadat de accu's direct zijn geplaatst parallel geschakeld om batterijclusters te vormen, de spanningen van elke batterij cluster worden gedwongen in evenwicht te komen. Wanneer het batterijcluster kleiner is interne weerstand is volledig opgeladen of ontladen, de andere batterijclusters moet stoppen met opladen en ontladen, waardoor de batterijclusters niet meer werken volledig opgeladen of volledig ontladen.

Figuur 2 Stroomverschil tijdens parallelle ontlading van meerdere accuclusters

Bovendien vanwege de kleine interne weerstand van de batterij, zelfs als het spanningsverschil tussen elk cluster is veroorzaakt door inconsistentie is slechts een paar volt, de ongelijkmatige stroom tussen clusters zullen zeer groot zijn. Zoals blijkt uit de meetgegevens van een elektriciteitscentrale in de onderstaande tabel bereikt het laadstroomverschil 75A (de afwijking is 42% vergeleken met de theoretische gemiddelde waarde). De afwijkingsstroom zal veroorzaken bij sommige accuclusters overbelasting en overontlading. Het enorm beïnvloedt de laad- en ontlaadefficiëntie, de levensduur van de batterij en zelfs de oorzaken ervan ernstige veiligheidsongevallen.

Tabel 1 Gemeten gegevens van een elektriciteitscentrale

2. Verkorte levensduur van energie opslagsysteem

Temperatuur is de meest kritische factor die de levensduur van energieopslag beïnvloeden. Wanneer de interne temperatuur van de energieopslagsysteem stijgt met 15°C, de levensduur van de energieopslag wordt met ruim de helft ingekort. Lithium-ion batterijen genereren veel warmte tijdens het laad- en ontlaadproces. Vanwege de inconsistente interne weerstand van de afzonderlijke cellen, kunnen de De temperatuurverdeling binnen het energieopslagsysteem zal ongelijkmatig zijn, de de veroudering van de batterij en de dempingssnelheid zullen toenemen, en uiteindelijk de levensduur ervan het energieopslagsysteem wordt ingekort.

Je kunt zien dat de temperatuur inconsistentie van de batterij in het energieopslagsysteem is belangrijk factor die de prestaties van het energieopslagsysteem beïnvloedt. Het zal verminderen de beschikbare capaciteit van het energieopslagsysteem verkort de levensduur ervan het energieopslagsysteem aantasten en zelfs veiligheidsrisico's veroorzaken.

Hoe om te gaan met de inconsistentie van energieopslagbatterijen?

De inconsistentie van batterijcellen is gevormd tijdens het productieproces en verdiept tijdens gebruik. Hoe zwakker de batterijcellen in hetzelfde batterijpakket, hoe zwakker ze zijn, en hoe zwakker zij zijn. Hoewel er echter geen volledig consistente batterijcellen bestaan, het is mogelijk om digitale technologie, vermogenselektronicatechnologie, te integreren en energieopslagtechnologie, en gebruik maken van de bestuurbaarheid van vermogenselektronica technologie om de impact van inconsistentie van lithiumbatterijen te minimaliseren. Als reactie op de problemen die worden veroorzaakt door de inconsistentie die in het vorige artikel is geanalyseerd, sommige fabrikanten op de markt hebben string-energieopslagsystemen gelanceerd, die de kenmerken hebben van verfijnd energiebeheer en gedistribueerd temperatuurbeheersing en kan worden gebruikt om de symptomen te behandelen:

(1) Verfijnd beheer beschikbare capaciteit vergroten

Vergeleken met de traditionele PCS die beheert ruim 1.000 tot 2.000 cellen, het string-energieopslagsysteem verbetert de nauwkeurigheid van het celbeheer tot meer dan een dozijn, wat ongeveer 100 is keer hoger. Gezien de seriemismatch tussen accupakketten, is de optimizer is ontworpen om afzonderlijk laad- en ontlaadbeheer te realiseren elk accupakket. Wanneer een accupakket de ingestelde drempel bereikt, wordt de accu wordt omzeild en andere accu's kunnen doorgaan met opladen en ontladen zonder elkaar te beïnvloeden, waardoor het gebruik van de batterijcapaciteit wordt gemaximaliseerd.

Tegelijkertijd is elk batterijcluster dat wel uitgerust met een intelligente clustercontroller om de impact van de batterij te voorkomen inconsistentie veroorzaakt door directe parallelle verbinding, zodat de lading en de ontlaadstroom van elk cluster kan nauwkeurig worden geregeld met een fout van minder dan 1%. Dit vermijdt de mismatch tussen clusters en realiseert echt onafhankelijk laad- en ontlaadbeheer tussen batterijclusters, elimineert het genereren van circulatie en verbetert verder de capaciteit en veiligheid van het systeem.

(2) Verdeelde temperatuur controle om de levensduur van het energieopslagsysteem te verlengen

Traditionele energieopslagcontainers wel uitgerust met 1-2 gecentraliseerde airconditioners en gebruik longitudinale luchtkanalen voor warmteafvoer. De lengte van het luchtkanaal is ongeveer 6 tot 12 meter meter. Door het lange warmteafvoerkanaal is de temperatuur consistent van elk accupakket en accucluster kan niet worden gegarandeerd.

Figuur 3 Traditioneel gecentraliseerde warmtedissipatiestructuur

String-energieopslag maakt gebruik van clusterniveau gedistribueerde warmteafvoer, met behulp van gedistribueerde airconditioning in plaats van gecentraliseerde airconditioning. Elk batterijcluster kan warmte afvoeren onafhankelijk en gelijkmatig, en de lengte van het luchtkanaal bedraagt ​​minder dan 1 meter verbetert de efficiëntie van de warmteafvoer aanzienlijk en vermijdt de temperatuur verschil veroorzaakt door de fysieke locatie. Tegelijkertijd het batterijpakket maakt op slimme wijze gebruik van het boomvormige bionische, gepatenteerde warmteafvoerkanaal om zich aan te passen de lengte en afstand van elk batterijcelkanaal, zodat de hoeveelheid koeling die door elke batterijcel wordt doorgegeven, is zo consistent mogelijk, waardoor de temperatuurinconsistentie van elk oppervlak van elke batterijcel.

Figuur 4 Verdeeld structuurdiagram warmtedissipatie

Inconsistentie van de batterij is de hoofdoorzaak hiervan veel problemen in de huidige energieopslagsystemen. Echter, vanwege de chemische stof kenmerken van batterijen en de invloed van de toepassingsomgeving, inconsistentie van de batterij is moeilijk uit te roeien. De string-energieopslag systeem verzwakt de vereisten van het systeem voor batterijconsistentie aanzienlijk door de bestuurbaarheid van vermogenselektronica en digitale technologie kan de beschikbare capaciteit van het energieopslagsysteem aanzienlijk vergroten en de systeemveiligheid verbeteren.