Debatterisystemär kärnan i hela energilagringssystemet, bestående av hundratals cylindriska celler ellerprismatiska celleri serie och parallellt. Inkonsekvensen hos energilagringsbatterier hänför sig huvudsakligen till inkonsekvensen av parametrar som batterikapacitet, inre resistans och temperatur. När batterier med inkonsekvenser används i serie och parallellt kommer följande problem att uppstå:

1. Förlust av tillgänglig kapacitet

I energilagringssystem är de enskilda cellerna serie- och parallellkopplade för att bilda en batterilåda, batterilådorna är serie- och parallellkopplade för att bilda ett batterikluster, och flera batterikluster är direkt parallellkopplade till samma DC-skenor. Orsakerna till batteriinkonsekvens som leder till förlust av användbar kapacitet inkluderar serieinkonsekvens och parallellinkonsekvens.

• Förlust av inkonsekvens i batteriserien
Enligt tunnprincipen beror batterisystemets seriekapacitet på det enskilda batteriet med den minsta kapaciteten. På grund av inkonsekvenser hos själva batteriet, temperaturskillnader och andra inkonsekvenser kommer den användbara kapaciteten för varje enskilt batteri att vara olika. Ett enskilt batteri med liten kapacitet laddas fullt vid laddning och töms vid urladdning, vilket begränsar laddningen av andra enskilda batterier i batterisystemet. Urladdningskapaciteten resulterar i en minskning av batterisystemets tillgängliga kapacitet. Utan effektiv balanserad hantering, med ökande driftstid, kommer dämpningen och differentieringen av enskilda batteriers kapacitet att intensifieras, och batterisystemets tillgängliga kapacitet kommer ytterligare att accelerera minskningen.

•Förlust av parallell inkonsekvens i batterikluster

När batteriklustren är direkt parallellkopplade kommer det att uppstå ett cirkulerande strömfenomen efter laddning och urladdning, och spänningarna för varje batterikluster kommer att tvingas balanseras. Missnöje och outtömlig urladdning kommer att orsaka batterikapacitetsförlust och temperaturökning, accelerera batteriförfall och minska batterisystemets tillgängliga kapacitet.

Dessutom, på grund av batteriets lilla inre resistans, även om spänningsskillnaden mellan klustren orsakad av inkonsekvens bara är några få volt, kommer den ojämna strömmen mellan klustren att vara stor. Som visas i de uppmätta data från ett kraftverk i tabellen nedan, når skillnaden i laddningsström 75 A (jämfört med det teoretiska genomsnittet är avvikelsen 42 %), och avvikelsen i strömmen kommer att leda till överladdning och överurladdning i vissa batterikluster; det kommer att påverka laddnings- och urladdningseffektiviteten, batteriets livslängd och till och med leda till allvarliga säkerhetsolyckor.

2. Accelererad differentiering och förkortad livslängd för enskilda celler orsakad av ojämn temperatur

Temperaturen är den mest kritiska faktorn som påverkar energilagringssystemets livslängd. När den inre temperaturen i energilagringssystemet ökar med 15 °C förkortas systemets livslängd med mer än hälften. Litiumbatteriet genererar mycket värme under laddnings- och urladdningsprocessen, och temperaturskillnaden mellan det enskilda batteriet ökar ytterligare skillnaderna i inre resistans och kapacitet, vilket leder till en accelererad differentiering av det enskilda batteriet, förkortar batterisystemets livslängd och orsakar till och med säkerhetsrisker.

Hur hanterar man inkonsekvensen hos energilagringsbatterier?

Batteriinkonsekvenser är grundorsaken till många problem i nuvarande energilagringssystem. Även om batteriinkonsekvenser är svåra att utrota på grund av batteriernas kemiska egenskaper och påverkan av applikationsmiljön, kan digital teknik, kraftelektronikteknik och energilagringsteknik integreras för att använda elektricitet. Styrbarheten hos elektronisk teknik minimerar effekten av inkonsekvenser i litiumbatterier, vilket kan öka den användbara kapaciteten hos energilagringssystem och förbättra systemsäkerheten.

• Aktiv balanseringsteknik övervakar spänning och temperatur för varje enskilt batteri i realtid, eliminerar maximalt inkonsekvensen i batteriseriekoppling och ökar energilagringssystemets tillgängliga kapacitet med mer än 20 % under hela livscykeln.

• I den elektriska konstruktionen av energilagringssystemet hanteras laddnings- och urladdningshanteringen för varje batterikluster separat, och batteriklustren är inte parallellkopplade, vilket undviker cirkulationsproblem som orsakas av parallellkoppling av likström och effektivt förbättrar systemets tillgängliga kapacitet.

• Exakt temperaturkontroll för att förlänga livslängden på energilagringssystemet

Temperaturen för varje enskild cell samlas in och övervakas i realtid. Genom trenivås CFD-termisimulering och en stor mängd experimentell data optimeras batterisystemets termiska design, så att den maximala temperaturskillnaden mellan batterisystemets enskilda celler är mindre än 5 °C, och problemet med enskild celldifferentiering orsakad av temperaturinkonsekvens löses.

Vill du producera anpassade litiumbatterier enligt speciella krav, välkommen att kontakta LIAO-teamet för mer information.