النظام البطاريةهو جوهر نظام تخزين الطاقة بأكمله، ويتكون من مئات الخلايا الأسطوانية أوالخلايا المنشوريةعلى التوالي والتوازي.يشير عدم تناسق بطاريات تخزين الطاقة بشكل أساسي إلى عدم تناسق المعلمات مثل سعة البطارية والمقاومة الداخلية ودرجة الحرارة.عند استخدام بطاريات غير متناسقة على التوالي وعلى التوازي، سوف تحدث المشاكل التالية:

1. فقدان القدرة المتاحة

في نظام تخزين الطاقة، يتم توصيل الخلايا المفردة على التوالي وبالتوازي لتشكيل صندوق بطارية، ويتم توصيل صناديق البطاريات على التوالي وبالتوازي لتشكيل مجموعة بطارية، ويتم توصيل مجموعات البطاريات المتعددة مباشرة بنفس شريط التوصيل DC على التوازي .تشمل أسباب عدم تناسق البطارية التي تؤدي إلى فقدان السعة القابلة للاستخدام عدم اتساق السلسلة وعدم الاتساق المتوازي.

• فقدان عدم تناسق سلسلة البطارية
وفقًا لمبدأ البرميل، تعتمد السعة التسلسلية لنظام البطارية على البطارية المفردة ذات السعة الأصغر.نظرًا لعدم اتساق البطارية المفردة نفسها، واختلاف درجة الحرارة وغيرها من التناقضات، ستكون السعة القابلة للاستخدام لكل بطارية مختلفة مختلفة.يتم شحن البطارية المفردة ذات السعة الصغيرة بالكامل عند الشحن وإفراغها عند التفريغ، مما يقيد شحن البطاريات المفردة الأخرى في نظام البطارية.سعة التفريغ مما يؤدي إلى انخفاض السعة المتاحة لنظام البطارية.بدون إدارة متوازنة فعالة، مع زيادة وقت التشغيل، سيتم تكثيف التوهين والتمايز في سعة البطارية الفردية، وستؤدي السعة المتاحة لنظام البطارية إلى تسريع الانخفاض.

• فقدان عدم الاتساق الموازي لمجموعة البطارية

عندما تكون مجموعات البطاريات متصلة مباشرة بالتوازي، ستكون هناك ظاهرة تيار متداول بعد الشحن والتفريغ، وسيتم إجبار الفولتية لكل مجموعة بطارية على التوازن.سيؤدي عدم الرضا والتفريغ الذي لا ينضب إلى فقدان سعة البطارية وارتفاع درجة الحرارة، وتسريع تدهور البطارية، وتقليل السعة المتاحة لنظام البطارية.

بالإضافة إلى ذلك، نظرًا للمقاومة الداخلية الصغيرة للبطارية، حتى لو كان فرق الجهد بين المجموعات الناتج عن عدم التناسق لا يتجاوز بضعة فولتات، فإن التيار غير المتساوي بين المجموعات سيكون كبيرًا.كما هو موضح في البيانات المقاسة لمحطة الطاقة في الجدول أدناه، يصل الفرق في تيار الشحن إلى 75 أمبير (مقارنة بالمتوسط ​​النظري، يبلغ الانحراف 42%)، وسيؤدي انحراف التيار إلى الشحن الزائد والتفريغ الزائد في بعض مجموعات البطاريات ;سيؤثر ذلك بشكل كبير على كفاءة الشحن والتفريغ، وعمر البطارية، بل ويؤدي إلى حوادث سلامة خطيرة.

2. التمايز المتسارع وتقصير عمر الخلايا المفردة بسبب درجة الحرارة غير المتناسقة

درجة الحرارة هي العامل الأكثر أهمية الذي يؤثر على حياة نظام تخزين الطاقة.عندما تزيد درجة الحرارة الداخلية لنظام تخزين الطاقة بمقدار 15 درجة مئوية، سيتم تقصير عمر النظام بأكثر من النصف.ستولد بطارية الليثيوم الكثير من الحرارة أثناء عملية الشحن والتفريغ، وسيؤدي اختلاف درجة حرارة البطارية المفردة إلى زيادة عدم تناسق المقاومة والسعة الداخلية، مما سيؤدي إلى التمايز المتسارع للبطارية المفردة، وتقصير الدورة عمر نظام البطارية، وحتى تسبب مخاطر على السلامة.

كيفية التعامل مع عدم تناسق بطاريات تخزين الطاقة؟

يعد عدم تناسق البطارية هو السبب الجذري للعديد من المشكلات في أنظمة تخزين الطاقة الحالية.على الرغم من صعوبة القضاء على عدم تناسق البطارية بسبب الخصائص الكيميائية للبطاريات وتأثير بيئة التطبيق، إلا أنه يمكن دمج التكنولوجيا الرقمية وتكنولوجيا إلكترونيات الطاقة وتكنولوجيا تخزين الطاقة لاستخدام الكهرباء.إن إمكانية التحكم في التكنولوجيا الإلكترونية تقلل من تأثير عدم تناسق بطارية الليثيوم، مما يمكن أن يزيد بشكل كبير من القدرة القابلة للاستخدام لأنظمة تخزين الطاقة وتحسين سلامة النظام.

• تقنية التوازن النشط تراقب الجهد ودرجة الحرارة لكل بطارية على حدة في الوقت الحقيقي، وتزيل إلى أقصى حد عدم الاتساق في اتصال سلسلة البطارية، وتزيد من السعة المتاحة لنظام تخزين الطاقة بأكثر من 20% في دورة الحياة بأكملها.

• في التصميم الكهربائي لنظام تخزين الطاقة، يتم تنفيذ إدارة الشحن والتفريغ لكل مجموعة من البطاريات بشكل منفصل، ولا يتم توصيل مجموعات البطاريات على التوازي، مما يتجنب مشكلة التدوير الناتجة عن الاتصال المتوازي للتيار المستمر، و يحسن بشكل فعال القدرة المتاحة للنظام.

• التحكم الدقيق في درجة الحرارة لإطالة عمر نظام تخزين الطاقة

يتم جمع درجة حرارة كل خلية ومراقبتها في الوقت الحقيقي.من خلال المحاكاة الحرارية لـ CFD ثلاثية المستويات وكمية كبيرة من البيانات التجريبية، تم تحسين التصميم الحراري لنظام البطارية، بحيث يكون الحد الأقصى لفرق درجة الحرارة بين الخلايا المفردة لنظام البطارية أقل من 5 درجات مئوية، وتحل مشكلة تم حل تمايز الخلايا المفردة الناجم عن عدم تناسق درجة الحرارة.

ترغب في إنتاج بطارية ليثيوم مخصصة وفقًا للمتطلبات الخاصة، مرحبا بكم في استشارة فريق LIAO للحصول على مزيد من التفاصيل.