המערכת סוללותהוא הליבה של מערכת אחסון האנרגיה כולה, המורכבת ממאות תאים גליליים אותאים פריזמטייםבטור ובמקביל. חוסר העקביות של סוללות אגירת אנרגיה מתייחס בעיקר לחוסר העקביות של פרמטרים כגון קיבולת הסוללה, התנגדות פנימית וטמפרטורה. כאשר משתמשים בסוללות עם חוסר עקביות בטור ובמקביל, הבעיות הבאות יתרחשו:

1. אובדן קיבולת זמינה

במערכת אגירת אנרגיה, התאים הבודדים מחוברים בטור ובמקביל ליצירת תיבת סוללות, תיבות הסוללות מחוברות בטור ובמקביל ליצירת אשכול סוללות, ואשכולות סוללות מרובים מחוברים ישירות לאותו פס זרם ישר במקביל. הגורמים לחוסר עקביות בסוללה המוביל לאובדן קיבולת שמישה כוללים חוסר עקביות בטור וחוסר עקביות במקביל.

• אובדן חוסר עקביות בסדרת הסוללות
על פי עקרון החבית, קיבולת הטור של מערכת הסוללות תלויה בסוללה הבודדת בעלת הקיבולת הקטנה ביותר. עקב חוסר העקביות של הסוללה עצמה, הפרשי טמפרטורה וחוסר עקביות אחרים, הקיבולת השימושית של כל סוללה תהיה שונה. סוללה בודדת בעלת קיבולת קטנה נטענת במלואה בעת טעינה ומתרוקנת בעת פריקה, מה שמגביל את טעינתן של סוללות בודדות אחרות במערכת הסוללות. קיבולת הפריקה גורמת לירידה בקיבולת הזמינה של מערכת הסוללות. ללא ניהול מאוזן יעיל, עם העלייה בזמן הפעולה, הירידה וההתמיינות של קיבולת הסוללה הבודדת תתעצם, והקיבולת הזמינה של מערכת הסוללות תאיץ עוד יותר את הירידה.

• אובדן חוסר עקביות מקביל של אשכול סוללות

כאשר אשכולות הסוללות מחוברים ישירות במקביל, תהיה תופעת זרם מחזורי לאחר הטעינה והפריקה, והמתחים של כל אשכול סוללות ייאלצו להתאזן. חוסר שביעות רצון ופריקה בלתי נדלית יגרמו לאובדן קיבולת הסוללה ולעלייה בטמפרטורה, יאיץ את ריקבון הסוללה ויפחית את הקיבולת הזמינה של מערכת הסוללה.

בנוסף, עקב ההתנגדות הפנימית הקטנה של הסוללה, גם אם הפרש המתח בין האשכולות הנגרם עקב חוסר עקביות הוא רק כמה וולט, הזרם הלא אחיד בין האשכולות יהיה גדול. כפי שמוצג בנתונים הנמדדים של תחנת כוח בטבלה שלהלן, הפרש זרם הטעינה מגיע ל-75A (בהשוואה לממוצע התאורטי, הסטייה היא 42%), וזרם הסטייה יוביל לטעינת יתר ופריקה יתר בחלק מאשכולות הסוללות; זה ישפיע רבות על יעילות הטעינה והפריקה, על חיי הסוללה ואף יוביל לתאונות בטיחות חמורות.

2. התמיינות מואצת וקיצור חיי התאים הבודדים הנגרמים עקב טמפרטורה לא עקבית

טמפרטורה היא הגורם הקריטי ביותר המשפיע על חיי מערכת אגירת האנרגיה. כאשר הטמפרטורה הפנימית של מערכת אגירת האנרגיה עולה ב-15 מעלות צלזיוס, חיי המערכת יתקצרו ביותר ממחצית. סוללת הליתיום תייצר חום רב במהלך תהליך הטעינה והפריקה, והפרש הטמפרטורות של סוללה בודדת יגביר עוד יותר את חוסר העקביות בין ההתנגדות הפנימית לקיבולת, מה שיוביל להאצת ההתמיינות של סוללה בודדת, לקיצור מחזור חיי מערכת הסוללה ואף יגרום לסכנות בטיחות.

כיצד להתמודד עם חוסר העקביות של סוללות אגירת אנרגיה?

חוסר עקביות בסוללות הוא שורש הבעיות הרבות במערכות אחסון אנרגיה קיימות. למרות שקשה למגר חוסר עקביות בסוללות עקב המאפיינים הכימיים של הסוללות וההשפעה של סביבת היישום, ניתן לשלב טכנולוגיה דיגיטלית, טכנולוגיית אלקטרוניקת הספק וטכנולוגיית אחסון אנרגיה כדי להשתמש בחשמל. יכולת השליטה של ​​הטכנולוגיה האלקטרונית ממזערת את ההשפעה של חוסר עקביות בסוללות ליתיום, מה שיכול להגדיל מאוד את הקיבולת השימושית של מערכות אחסון אנרגיה ולשפר את בטיחות המערכת.

•טכנולוגיית איזון אקטיבי מנטרת את המתח והטמפרטורה של כל סוללה בזמן אמת, מבטלת באופן מקסימלי את חוסר העקביות של חיבור טורי של הסוללה, ומגדילה את הקיבולת הזמינה של מערכת אחסון האנרגיה ביותר מ-20% לאורך מחזור החיים כולו.

•בתכנון החשמלי של מערכת אחסון אנרגיה, ניהול הטעינה והפריקה של כל אשכול סוללות מתבצע בנפרד, ואשכולות הסוללות אינם מחוברים במקביל, דבר המונע את בעיית הסירקולציה הנגרמת על ידי חיבור מקבילי של זרם ישר, ומשפר ביעילות את הקיבולת הזמינה של המערכת.

• בקרת טמפרטורה מדויקת להארכת חיי מערכת אחסון האנרגיה

הטמפרטורה של כל תא בודד נאספת ומנוטרת בזמן אמת. באמצעות סימולציה תרמית CFD בת שלוש רמות וכמות גדולה של נתונים ניסיוניים, התכנון התרמי של מערכת הסוללות ממוטב, כך שהפרש הטמפרטורה המקסימלי בין התאים הבודדים של מערכת הסוללה יהיה פחות מ-5 מעלות צלזיוס, ובעיית ההתמיינות של תאים בודדים הנגרמת מחוסר עקביות בטמפרטורה נפתרת.

רוצים לייצר סוללת ליתיום בהתאמה אישית לפי דרישה מיוחדת? מוזמנים להתייעץ עם צוות LIAO לקבלת פרטים נוספים.