Osistema de bateriaé o núcleo de todo o sistema de armazenamento de energia, consistindo em centenas de células cilíndricas oucélulas prismáticasem série e em paralelo. A inconsistência das baterias de armazenamento de energia refere-se principalmente à inconsistência de parâmetros como capacidade da bateria, resistência interna e temperatura. Quando baterias com inconsistências são usadas em série e em paralelo, os seguintes problemas ocorrerão:

1. Perda de capacidade disponível

Em um sistema de armazenamento de energia, as células individuais são conectadas em série e em paralelo para formar uma caixa de baterias; as caixas de baterias são conectadas em série e em paralelo para formar um cluster de baterias; e múltiplos clusters de baterias são conectados diretamente à mesma barra de distribuição CC em paralelo. As causas de inconsistência entre as baterias, que levam à perda de capacidade utilizável, incluem inconsistências em série e inconsistências em paralelo.

• Perda por inconsistência na série da bateria
De acordo com o princípio do barril, a capacidade em série de um sistema de baterias depende da bateria individual com a menor capacidade. Devido à inconsistência da própria bateria, à diferença de temperatura e a outras inconsistências, a capacidade útil de cada bateria individual será diferente. A bateria com menor capacidade é totalmente carregada durante o carregamento e descarregada durante a descarga, o que restringe a capacidade de carregamento das outras baterias individuais no sistema. Isso resulta em uma diminuição da capacidade disponível do sistema de baterias. Sem um gerenciamento balanceado eficaz, com o aumento do tempo de operação, a atenuação e a diferenciação da capacidade das baterias individuais serão intensificadas e a capacidade disponível do sistema de baterias diminuirá ainda mais rapidamente.

• Perda de inconsistência paralela do cluster de baterias

Quando os conjuntos de baterias são conectados diretamente em paralelo, ocorre um fenômeno de corrente circulante após os ciclos de carga e descarga, forçando as tensões de cada conjunto a se equilibrarem. A falta de equilíbrio e a descarga inexaurível causam perda de capacidade e aumento da temperatura das baterias, acelerando sua deterioração e reduzindo a capacidade disponível do sistema.

Além disso, devido à baixa resistência interna da bateria, mesmo que a diferença de tensão entre os clusters causada por inconsistências seja de apenas alguns volts, a corrente desigual entre eles será grande. Como mostram os dados medidos de uma estação de energia na tabela abaixo, a diferença na corrente de carga chega a 75 A (comparado com a média teórica, o desvio é de 42%), e essa corrente desviante pode levar à sobrecarga e à descarga excessiva em alguns clusters de baterias; isso afetará significativamente a eficiência de carga e descarga, a vida útil da bateria e poderá até causar acidentes graves.

2. Diferenciação acelerada e redução da vida útil de células individuais causadas por temperatura inconsistente.

A temperatura é o fator mais crítico que afeta a vida útil de um sistema de armazenamento de energia. Quando a temperatura interna de um sistema de armazenamento de energia aumenta em 15°C, sua vida útil é reduzida em mais da metade. As baterias de lítio geram muito calor durante os processos de carga e descarga, e a diferença de temperatura entre as baterias aumenta ainda mais a inconsistência entre a resistência interna e a capacidade, o que leva à degradação acelerada das baterias, reduz a vida útil do sistema e pode até causar riscos à segurança.

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

A inconsistência das baterias é a causa principal de muitos problemas nos sistemas de armazenamento de energia atuais. Embora a inconsistência das baterias seja difícil de erradicar devido às características químicas das baterias e ao impacto do ambiente de aplicação, a tecnologia digital, a tecnologia de eletrônica de potência e a tecnologia de armazenamento de energia podem ser integradas para utilizar a eletricidade de forma controlada. A controlabilidade da tecnologia eletrônica minimiza o impacto das inconsistências das baterias de lítio, o que pode aumentar significativamente a capacidade útil dos sistemas de armazenamento de energia e melhorar a segurança do sistema.

•A tecnologia de balanceamento ativo monitora a tensão e a temperatura de cada bateria individualmente em tempo real, eliminando ao máximo a inconsistência da conexão em série das baterias e aumentando a capacidade disponível do sistema de armazenamento de energia em mais de 20% durante todo o seu ciclo de vida.

•No projeto elétrico do sistema de armazenamento de energia, o gerenciamento de carga e descarga de cada conjunto de baterias é realizado separadamente, e os conjuntos de baterias não são conectados em paralelo, o que evita o problema de circulação causado pela conexão em paralelo de corrente contínua e melhora efetivamente a capacidade disponível do sistema.

• Controle preciso de temperatura para prolongar a vida útil do sistema de armazenamento de energia

A temperatura de cada célula individual é coletada e monitorada em tempo real. Através de simulação térmica CFD de três níveis e uma grande quantidade de dados experimentais, o projeto térmico do sistema de baterias é otimizado, de modo que a diferença máxima de temperatura entre as células individuais do sistema seja inferior a 5 °C, resolvendo-se assim o problema da diferenciação entre células causada pela inconsistência de temperatura.

Deseja produzir baterias de lítio personalizadas de acordo com requisitos especiais? Entre em contato com a equipe da LIAO para obter mais detalhes.