Opil sistemiTüm enerji depolama sisteminin çekirdeğini oluşturan, yüzlerce silindirik hücreden meydana gelen veyaprizmatik hücrelerSeri ve paralel bağlantılarda, enerji depolama bataryalarının tutarsızlığı esas olarak batarya kapasitesi, iç direnç ve sıcaklık gibi parametrelerin tutarsızlığını ifade eder. Tutarsız özelliklere sahip bataryalar seri ve paralel olarak kullanıldığında aşağıdaki sorunlar ortaya çıkar:

1. Kullanılabilir kapasitenin kaybı

Enerji depolama sisteminde, tek hücreler seri ve paralel olarak bağlanarak bir batarya kutusu oluşturulur; batarya kutuları seri ve paralel olarak bağlanarak bir batarya kümesi oluşturulur ve birden fazla batarya kümesi doğrudan aynı DC bara hattına paralel olarak bağlanır. Kullanılabilir kapasite kaybına yol açan batarya tutarsızlığının nedenleri arasında seri tutarsızlık ve paralel tutarsızlık yer alır.

•Pil serisi tutarsızlığı kaybı
Varil prensibine göre, batarya sisteminin seri kapasitesi, en küçük kapasiteye sahip tek bataryaya bağlıdır. Tek bataryanın kendi içindeki tutarsızlık, sıcaklık farkı ve diğer tutarsızlıklar nedeniyle, her bir tek bataryanın kullanılabilir kapasitesi farklı olacaktır. Küçük kapasiteli tek batarya şarj sırasında tamamen şarj olurken, deşarj sırasında tamamen boşalır; bu da batarya sistemindeki diğer tek bataryaların şarj ve deşarj kapasitesini kısıtlar ve batarya sisteminin kullanılabilir kapasitesinde azalmaya yol açar. Etkin bir denge yönetimi olmadan, çalışma süresinin artmasıyla birlikte, tek batarya kapasitesindeki azalma ve farklılaşma yoğunlaşacak ve batarya sisteminin kullanılabilir kapasitesindeki düşüş daha da hızlanacaktır.

•Pil kümesi paralel tutarsızlık kaybı

Akü grupları doğrudan paralel bağlandığında, şarj ve deşarj sonrasında dolaşım akımı fenomeni meydana gelir ve her bir akü grubunun voltajı dengelenmeye zorlanır. Bu denge sağlanamaması ve tükenmeyen deşarj, akü kapasitesi kaybına ve sıcaklık artışına neden olur, akü ömrünü kısaltır ve akü sisteminin kullanılabilir kapasitesini azaltır.

Ayrıca, bataryanın düşük iç direnci nedeniyle, tutarsızlıktan kaynaklanan kümeler arasındaki voltaj farkı sadece birkaç volt olsa bile, kümeler arasındaki düzensiz akım büyük olacaktır. Aşağıdaki tabloda bir enerji santralinin ölçülen verilerinde gösterildiği gibi, şarj akımındaki fark 75A'ya ulaşmaktadır (teorik ortalamaya kıyasla sapma %42'dir) ve bu sapma akımı bazı batarya kümelerinde aşırı şarj ve aşırı deşarjlara yol açarak şarj ve deşarj verimliliğini, batarya ömrünü büyük ölçüde etkileyecek ve hatta ciddi güvenlik kazalarına neden olacaktır.

2. Tutarsız sıcaklık nedeniyle hızlanan farklılaşma ve tek hücrelerin ömrünün kısalması

Sıcaklık, enerji depolama sisteminin ömrünü etkileyen en kritik faktördür. Enerji depolama sisteminin iç sıcaklığı 15°C arttığında, sistemin ömrü yarıdan fazla kısalır. Lityum pil, şarj ve deşarj işlemi sırasında çok fazla ısı üretir ve tek bir pilin sıcaklık farkı, iç direnç ve kapasite tutarsızlığını daha da artırarak, tek bir pilin hızlandırılmış farklılaşmasına, pil sisteminin çevrim ömrünün kısalmasına ve hatta güvenlik tehlikelerine yol açabilir.

Enerji depolama bataryalarının tutarsızlığıyla nasıl başa çıkılır?

Pil tutarsızlığı, günümüz enerji depolama sistemlerindeki birçok sorunun temel nedenidir. Pillerin kimyasal özellikleri ve uygulama ortamının etkisi nedeniyle pil tutarsızlığını ortadan kaldırmak zor olsa da, dijital teknoloji, güç elektroniği teknolojisi ve enerji depolama teknolojisi entegre edilerek elektrikten faydalanılabilir. Elektronik teknolojinin kontrol edilebilirliği, lityum pil tutarsızlıklarının etkisini en aza indirir; bu da enerji depolama sistemlerinin kullanılabilir kapasitesini büyük ölçüde artırabilir ve sistem güvenliğini iyileştirebilir.

•Aktif dengeleme teknolojisi, her bir bataryanın voltajını ve sıcaklığını gerçek zamanlı olarak izler, batarya seri bağlantısının tutarsızlığını en üst düzeyde ortadan kaldırır ve enerji depolama sisteminin kullanılabilir kapasitesini tüm yaşam döngüsü boyunca %20'den fazla artırır.

•Enerji depolama sisteminin elektriksel tasarımında, her bir batarya kümesinin şarj ve deşarj yönetimi ayrı ayrı gerçekleştirilir ve batarya kümeleri paralel bağlanmaz. Bu sayede, doğru akımın paralel bağlantısından kaynaklanan dolaşım problemi önlenir ve sistemin kullanılabilir kapasitesi etkin bir şekilde artırılır.

• Enerji depolama sisteminin ömrünü uzatmak için hassas sıcaklık kontrolü.

Her bir hücrenin sıcaklığı gerçek zamanlı olarak toplanır ve izlenir. Üç seviyeli CFD termal simülasyonu ve çok sayıda deneysel veri kullanılarak, pil sisteminin termal tasarımı optimize edilir; böylece pil sisteminin tek hücreleri arasındaki maksimum sıcaklık farkı 5 °C'nin altına düşürülür ve sıcaklık tutarsızlığından kaynaklanan tek hücre farklılaşması sorunu çözülür.

Özel gereksinimlerinize göre özelleştirilmiş lityum pil üretmek istiyorsanız, daha fazla bilgi için LIAO ekibiyle iletişime geçebilirsiniz.