Die Inkonsistenz der Energiespeicherung Batterien bezieht sich hauptsächlich auf die Inkonsistenz von Parametern wie der Batterie Kapazität, Innenwiderstand und Temperatur. Das ist unsere tägliche Erfahrung Wenn zwei Trockenbatterien in positiver und negativer Richtung verbunden werden, beträgt die Die Taschenlampe leuchtet auf, wir jedoch nicht Berücksichtigen Sie die Konsistenz. Sobald jedoch Batterien in großem Umfang eingesetzt werden Bei Energiespeichersystemen ist die Situation nicht so einfach. Wenn inkonsistent Werden Batterien in Reihe und parallel verwendet, treten folgende Probleme auf:
1. Verlust der verfügbaren Kapazität
Im Energiespeichersystem Batteriezellen (d. h. Batteriezellen) werden in Reihe geschaltet, um einen Batteriesatz zu bilden, und Batteriepakete werden in Reihe geschaltet, um einen Batteriecluster zu bilden. Mehrere Batteriecluster sind direkt parallel an denselben DC-Bus angeschlossen. Der Zu den Gründen für den Verlust verfügbarer Kapazität aufgrund von Zellinkonsistenzen gehören: Serieninkonsistenz und Parallelinkonsistenz.
(1) Verlust der Akkupack-Serie Inkonsistenz:
Aufgrund von Inkonsistenzen wie Differenzen in den Batteriezellen selbst und Temperaturunterschiede zwischen den Batterien Je nach Akkupack ist der Ladezustand (verbleibende Leistung) jedes Akkupacks unterschiedlich. Als Solange ein Akkupack voll/leer ist, gilt dies für alle Akkupacks im Cluster Beenden Sie den Lade- und Entladevorgang.
Abbildung 1. Batterie Inkonsistenz führt zu einer Nichtübereinstimmung der Serienkapazität
(2) Inkonsistenzverlust von Parallelschaltung des Batterieclusters:
Nachdem die Akkus direkt sind parallel geschaltet, um Batteriecluster zu bilden, die Spannungen jeder Batterie Cluster müssen ausgeglichen werden. Wenn die Batterie kleiner ist Der Innenwiderstand ist vollständig geladen oder entladen, die anderen Batteriecluster Der Lade- und Entladevorgang muss beendet werden, was dazu führt, dass die Batterieblöcke nicht mehr funktionieren vollständig geladen oder vollständig entladen.
Abbildung 2 Stromdifferenz während Entladung mehrerer Batteriecluster parallel
Darüber hinaus aufgrund der kleinen internen Widerstand der Batterie, auch wenn der Spannungsunterschied zwischen den einzelnen Clustern Durch die Inkonsistenz von nur wenigen Volt entsteht ein ungleichmäßiger Strom dazwischen Cluster werden sehr groß sein. Wie die Messdaten eines Kraftwerks zeigen In der folgenden Tabelle beträgt die Ladestromdifferenz 75 A (die Abweichung). beträgt 42 % im Vergleich zum theoretischen Durchschnittswert). Der Abweichungsstrom wird kann bei einigen Batteriegruppen zu Überladung und Tiefentladung führen. Es sehr wirkt sich auf die Lade- und Entladeeffizienz, die Batterielebensdauer und sogar auf die Ursachen aus schwere Sicherheitsunfälle.
|
Laden/Entladen |
Spannung |
Aktuell |
SOC |
Erster Cluster |
Aufladen |
793,2V |
-197,8A |
66 |
Zweiter Cluster |
Aufladen |
795,3V |
-126,6A |
77 |
Dritter Cluster |
Aufladen |
792,8V |
-201.6A |
66 |
Tabelle 1 Messdaten von ein Kraftwerk
2. Verkürzte Lebensdauer der Energie Speichersystem
Die Temperatur ist der kritischste Faktor Auswirkungen auf die Lebensdauer des Energiespeichers haben. Wenn die Innentemperatur des Energiespeichersystem erhöht sich die Lebensdauer um 15°C Der Energiespeicher wird um mehr als die Hälfte verkürzt. Lithium-Ionen Batterien erzeugen beim Lade- und Entladevorgang viel Wärme. Aufgrund des inkonsistenten Innenwiderstands der einzelnen Zellen ist der Die Temperaturverteilung innerhalb des Energiespeichersystems wird ungleichmäßig sein Die Alterung und Schwächungsrate der Batterie nimmt zu, und letztendlich auch die Lebensdauer Das Energiespeichersystem wird verkürzt.
Es ist zu erkennen, dass die Temperatur Inkonsistenz der Batterie im Energiespeichersystem ist ein wichtiger Faktor Faktor, der die Leistung des Energiespeichersystems beeinflusst. Es wird abnehmen Die verfügbare Kapazität des Energiespeichersystems verkürzt die Lebensdauer das Energiespeichersystem beeinträchtigen und sogar Sicherheitsrisiken verursachen.
Wie man damit umgeht Inkonsistenz der Energiespeicherbatterien?
Die Inkonsistenz der Batteriezellen ist entstehen während des Produktionsprozesses und vertiefen sich während des Gebrauchs. Je schwächer die Je schwächer die Batteriezellen im selben Batteriepack sind, desto schwächer sind sie sie sind. Obwohl es keine vollständig konsistenten Batteriezellen gibt, Es ist möglich, digitale Technologie und Leistungselektroniktechnologie zu integrieren und Energiespeichertechnik und nutzen die Steuerbarkeit der Leistungselektronik Technologie, um die Auswirkungen von Inkonsistenzen bei Lithiumbatterien zu minimieren. Als Antwort zu den Problemen, die durch die im vorherigen Artikel analysierte Inkonsistenz verursacht wurden, Einige Hersteller auf dem Markt haben String-Energiespeichersysteme auf den Markt gebracht. die die Eigenschaften eines raffinierten und verteilten Energiemanagements aufweisen Temperaturkontrolle und kann zur Behandlung der Symptome eingesetzt werden:
(1) Verfeinertes Management an Erhöhen Sie die verfügbare Kapazität
Im Vergleich zu den herkömmlichen PCS Mehr als 1.000 bis 2.000 Zellen verwaltet der String-Energiespeicher Verbessert die Genauigkeit der Zellverwaltung auf mehr als ein Dutzend, also etwa 100 mal höher. Angesichts der Serieninkongruenz zwischen den Akkupacks ist die Der Optimierer ist darauf ausgelegt, ein separates Lade- und Entlademanagement zu erreichen jedes Batteriepaket. Wenn ein Akku den eingestellten Schwellenwert erreicht, wird der Akku geladen Der Akkupack wird umgangen und andere Akkupacks können weiterhin geladen und entladen werden ohne sich gegenseitig zu beeinflussen, wodurch die Nutzung der Batteriekapazität maximiert wird.
Gleichzeitig ist jeder Batterieblock Ausgestattet mit einem intelligenten Cluster-Controller, um die Auswirkungen der Batterie zu vermeiden Inkonsistenz durch direkte Parallelschaltung, so dass die Ladung und Der Entladestrom jedes Clusters kann mit einem Fehler von genau gesteuert werden weniger als 1 %. Dadurch wird die Nichtübereinstimmung zwischen Clustern vermieden und tatsächlich realisiert unabhängiges Lade- und Entlademanagement zwischen Batterieclustern, eliminiert die Entstehung von Zirkulation und verbessert die Kapazität weiter Sicherheit des Systems.
(2) Verteilte Temperatur Steuerung zur Verlängerung der Lebensdauer des Energiespeichersystems
Herkömmliche Energiespeicherbehälter sind Ausgestattet mit 1-2 zentralen Klimaanlagen und mit Längsluftkanälen zur Wärmeableitung. Die Länge des Luftkanals beträgt etwa 6 bis 12 Meter Meter. Aufgrund des langen Wärmeableitungskanals ist die Temperaturkonstanz gewährleistet Die Qualität der einzelnen Akkupacks und Akkucluster kann nicht garantiert werden.
Abbildung 3 Traditionell zentralisierte Wärmeableitungsstruktur
Die String-Energiespeicherung erfolgt auf Cluster-Ebene Verteilte Wärmeableitung, stattdessen Verwendung einer verteilten Klimaanlage zentrale Klimaanlage. Jeder Batterieblock kann Wärme ableiten unabhängig und gleichmäßig, und die Luftkanallänge beträgt weniger als 1 Meter, was Verbessert die Wärmeableitungseffizienz erheblich und vermeidet die Temperatur Unterschied, der durch den physischen Standort verursacht wird. Gleichzeitig der Akku nutzt geschickt den baumförmigen, bionischen, patentierten Wärmeableitungskanal zur Anpassung die Länge und der Abstand jedes Batteriezellenkanals, so dass die Kühlmenge erreicht wird Der von jeder Batteriezelle geleitete Strom ist so gleichmäßig wie möglich, wodurch die reduziert wird Temperaturunterschiede auf jeder Oberfläche jeder Batteriezelle.
Abbildung 4 Verteilt Strukturdiagramm der Wärmeableitung
Batterieinkonsistenz ist die Hauptursache dafür viele Probleme in aktuellen Energiespeichersystemen. Allerdings aufgrund der Chemikalie Eigenschaften von Batterien und der Einfluss der Anwendungsumgebung, Batterieinkonsistenzen lassen sich nur schwer beseitigen. Der String-Energiespeicher Das System schwächt die Anforderungen des Systems an die Batteriekonsistenz erheblich durch die Steuerbarkeit von Leistungselektronik und Digitaltechnik, die kann die verfügbare Kapazität des Energiespeichersystems erheblich erhöhen und Systemsicherheit verbessern.