Importance de la cohérence de la batterie

L'incohérence du stockage d'énergie batteries fait principalement référence à l'incohérence de paramètres tels que la batterie capacité, résistance interne et température. Notre expérience quotidienne est que Lorsque deux piles sèches sont connectées dans les sens positif et négatif, le la lampe de poche s'allumera, et nous ne le faisons pas pensez à la cohérence. Cependant, une fois que les batteries seront utilisées à grande échelle dans systèmes de stockage d’énergie, la situation n’est pas si simple. En cas d'incohérence les batteries sont utilisées en série et en parallèle, les problèmes suivants se produiront :

1. Perte de capacité disponible

Dans le système de stockage d'énergie, les cellules de batterie (c'est-à-dire les cellules de la batterie) sont connectées en série pour former un bloc-batterie, et les blocs-batteries sont connectés en série pour former un groupe de batteries. Multiple les groupes de batteries sont directement connectés en parallèle au même bus CC. Le les raisons de la perte de capacité disponible en raison de l'incohérence des cellules comprennent incohérence en série et incohérence parallèle.

(1) Perte de la série de batteries incohérence :

En raison d'incohérences telles que des différences dans les cellules de la batterie elles-mêmes et les différences de température entre la batterie packs de batteries, le SOC (puissance restante) de chaque pack de batteries sera différent. Comme tant qu'un bloc-batterie est plein/vide, tous les blocs-batteries du cluster seront arrêtez de charger et de décharger.

Figure 1. Batterie une incohérence provoque une inadéquation de capacité en série

(2) Perte d'incohérence de connexion parallèle du cluster de batteries :

Une fois les blocs-batteries directement connectés en parallèle pour former des groupes de batteries, les tensions de chaque batterie les clusters sont forcés d’être équilibrés. Lorsque le groupe de batteries est plus petit la résistance interne est complètement chargée ou déchargée, les autres groupes de batteries doit arrêter de charger et de décharger, ce qui empêche les groupes de batteries de fonctionner. complètement chargé ou complètement déchargé.

Figure 2 Différence de courant pendant décharge de plusieurs groupes de batteries en parallèle

De plus, en raison du petit volume interne résistance de la batterie, même si la différence de tension entre chaque cluster causé par l'incohérence n'est que de quelques volts, le courant inégal entre les clusters seront très grands. Comme le montrent les données mesurées d'une centrale électrique dans le tableau ci-dessous, la différence de courant de charge atteint 75A (l'écart est de 42% par rapport à la valeur moyenne théorique). Le courant de déviation sera provoquer une surcharge et une décharge excessive dans certains groupes de batteries. C'est grandement affecte l'efficacité de charge et de décharge, la durée de vie de la batterie et provoque même accidents graves de sécurité.

Tableau 1 Données mesurées de une centrale électrique

2. Durée de vie réduite de l'énergie système de stockage

La température est le facteur le plus critique affectant la durée de vie du stockage d’énergie. Lorsque la température interne du le système de stockage d'énergie augmente de 15°C, la durée de vie du stockage d’énergie sera réduit de plus de moitié. Lithium-ion les batteries génèrent beaucoup de chaleur pendant le processus de charge et de décharge. En raison de la résistance interne incohérente des cellules individuelles, le La répartition de la température à l'intérieur du système de stockage d'énergie sera inégale, le Le vieillissement de la batterie et le taux d'atténuation augmenteront, et finalement la durée de vie de le système de stockage d'énergie sera raccourci.

On peut voir que la température l'incohérence de la batterie dans le système de stockage d'énergie est un facteur important facteur affectant les performances du système de stockage d’énergie. Cela réduira la capacité disponible du système de stockage d'énergie, raccourcir la durée de vie de le système de stockage d'énergie, et même causer des risques pour la sécurité.

Comment gérer le incohérence des batteries de stockage d'énergie ?

L'incohérence des cellules de la batterie est formé pendant le processus de production et approfondi pendant l'utilisation. Plus le cellules de batterie dans le même bloc de batterie, plus elles sont faibles et plus ils sont. Cependant, bien qu'il n'existe pas de cellules de batterie totalement cohérentes, il est possible d'intégrer la technologie numérique, la technologie de l'électronique de puissance et la technologie de stockage d'énergie, et utiliser la contrôlabilité de l'électronique de puissance Technologie pour minimiser l'impact de l'incohérence de la batterie au lithium. En réponse aux problèmes causés par l'incohérence analysée dans l'article précédent, certains fabricants du marché ont lancé des systèmes de stockage d'énergie en chaîne, qui présentent les caractéristiques d'une gestion énergétique raffinée et distribuée contrôle de la température et peut être utilisé pour traiter les symptômes :

(1) Une gestion raffinée pour augmenter la capacité disponible

Par rapport aux PCS traditionnels qui gère plus de 1 000 à 2 000 cellules, le système de stockage d'énergie en chaîne améliore la précision de la gestion des cellules à plus d'une douzaine, soit environ 100 fois plus élevé. Compte tenu de l'inadéquation des séries entre les blocs-batteries, le L'optimiseur est conçu pour réaliser une gestion séparée de la charge et de la décharge pour chaque bloc-piles. Lorsqu'une batterie atteint le seuil défini, la batterie Le bloc-batterie est contourné et les autres blocs-batteries peuvent continuer à se charger et à se décharger. sans s'affecter, maximisant l'utilisation de la capacité de la batterie.

En même temps, chaque groupe de batteries est équipé d'un contrôleur de cluster intelligent pour éviter l'impact de la batterie incohérence causée par une connexion parallèle directe, de sorte que la charge et Le courant de décharge de chaque cluster peut être contrôlé avec précision avec une erreur de moins de 1%. Cela évite les inadéquations entre les clusters et réalise réellement gestion indépendante de la charge et de la décharge entre les clusters de batteries, élimine la génération de circulation et améliore encore la capacité et sécurité du système.

(2) Température distribuée contrôle pour prolonger la durée de vie du système de stockage d'énergie

Les conteneurs de stockage d'énergie traditionnels sont équipé de 1-2 climatiseurs centralisés et utilise des conduits d'air longitudinaux pour la dissipation de la chaleur. La longueur du conduit d'air est d'environ 6 mètres à 12 mètres. En raison du long canal de dissipation thermique, la cohérence de la température de chaque bloc-batterie et groupe de batteries ne peut être garanti.

Figure 3 Traditionnelle structure de dissipation thermique centralisée

Le stockage d'énergie en chaîne utilise le niveau du cluster Dissipation thermique distribuée, en utilisant la climatisation distribuée au lieu de climatisation centralisée. Chaque groupe de batteries peut dissiper la chaleur indépendamment et uniformément, et la longueur du conduit d'air est inférieure à 1 mètre, ce qui améliore considérablement l'efficacité de la dissipation thermique et évite la température différence causée par l’emplacement physique. En même temps, la batterie utilise intelligemment le conduit de dissipation thermique breveté bionique en forme d'arbre pour ajuster la longueur et la distance de chaque conduit de cellule de batterie, de sorte que la quantité de refroidissement transmis par chaque cellule de la batterie est aussi cohérent que possible, réduisant ainsi le incohérence de température de chaque surface de chaque élément de batterie.

Figure 4 Distribué diagramme de structure de dissipation thermique

L'incohérence de la batterie est la cause première de de nombreux problèmes dans les systèmes de stockage d'énergie actuels. Cependant, en raison du produit chimique caractéristiques des batteries et influence de l'environnement d'application, l'incohérence de la batterie est difficile à éradiquer. Le stockage d'énergie à cordes le système affaiblit considérablement les exigences du système en matière de cohérence de la batterie grâce à la contrôlabilité de l’électronique de puissance et de la technologie numérique, qui peut considérablement augmenter la capacité disponible du système de stockage d’énergie et améliorer la sécurité du système.