Cáihệ thống pinlà cốt lõi của toàn bộ hệ thống lưu trữ năng lượng, bao gồm hàng trăm tế bào hình trụ hoặctế bào hình lăng trụtrong mạch mắc nối tiếp và song song. Sự không nhất quán của các pin lưu trữ năng lượng chủ yếu đề cập đến sự không nhất quán của các thông số như dung lượng pin, điện trở trong và nhiệt độ. Khi sử dụng các pin không nhất quán này trong mạch mắc nối tiếp và song song, các vấn đề sau sẽ xảy ra:

1. Mất khả năng đáp ứng nhu cầu

Trong hệ thống lưu trữ năng lượng, các cell đơn được mắc nối tiếp và song song để tạo thành hộp pin, các hộp pin được mắc nối tiếp và song song để tạo thành cụm pin, và nhiều cụm pin được kết nối trực tiếp với cùng một thanh dẫn DC theo kiểu song song. Nguyên nhân gây ra sự không đồng nhất của pin dẫn đến mất dung lượng sử dụng được bao gồm sự không đồng nhất nối tiếp và sự không đồng nhất song song.

•Mất mát do sự không nhất quán của chuỗi pin
Theo nguyên lý thùng chứa, dung lượng tổng của hệ thống pin phụ thuộc vào pin có dung lượng nhỏ nhất. Do sự không đồng nhất của từng pin, chênh lệch nhiệt độ và các yếu tố không đồng nhất khác, dung lượng sử dụng được của mỗi pin sẽ khác nhau. Pin có dung lượng nhỏ sẽ được sạc đầy khi sạc và xả hết khi xả, điều này hạn chế khả năng sạc của các pin khác trong hệ thống. Điều này làm giảm khả năng xả của pin, dẫn đến giảm dung lượng khả dụng của hệ thống pin. Nếu không có sự quản lý cân bằng hiệu quả,隨著 thời gian hoạt động tăng lên, sự suy giảm và khác biệt về dung lượng của từng pin sẽ càng trầm trọng hơn, và dung lượng khả dụng của hệ thống pin sẽ càng giảm nhanh hơn.

•Mất mát do sự không nhất quán song song của cụm pin

Khi các cụm pin được kết nối song song trực tiếp, sẽ có hiện tượng dòng điện tuần hoàn sau khi sạc và xả, và điện áp của mỗi cụm pin sẽ bị buộc phải cân bằng. Sự không cân bằng và xả không ngừng sẽ gây ra hiện tượng giảm dung lượng pin và tăng nhiệt độ, đẩy nhanh quá trình hư hỏng pin và làm giảm dung lượng khả dụng của hệ thống pin.

Ngoài ra, do điện trở trong của pin nhỏ, ngay cả khi chênh lệch điện áp giữa các cụm pin do sự không đồng nhất chỉ là vài vôn, dòng điện không đồng đều giữa các cụm sẽ rất lớn. Như thể hiện trong dữ liệu đo được của một trạm điện trong bảng bên dưới, sự khác biệt về dòng điện sạc đạt tới 75A (so với mức trung bình lý thuyết, độ lệch là 42%), và dòng điện lệch này sẽ dẫn đến tình trạng sạc quá mức và xả quá mức ở một số cụm pin; điều này sẽ ảnh hưởng nghiêm trọng đến hiệu suất sạc và xả, tuổi thọ pin, thậm chí có thể dẫn đến các tai nạn an toàn nghiêm trọng.

2. Sự phân hóa nhanh hơn và tuổi thọ ngắn hơn của các tế bào đơn lẻ do nhiệt độ không ổn định.

Nhiệt độ là yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến tuổi thọ của hệ thống lưu trữ năng lượng. Khi nhiệt độ bên trong hệ thống lưu trữ năng lượng tăng thêm 15°C, tuổi thọ của hệ thống sẽ giảm hơn một nửa. Pin lithium sẽ sinh ra rất nhiều nhiệt trong quá trình sạc và xả, và sự chênh lệch nhiệt độ giữa các pin sẽ làm tăng thêm sự không nhất quán giữa điện trở trong và dung lượng, dẫn đến sự phân hóa nhanh chóng của từng pin, rút ​​ngắn chu kỳ sống của hệ thống pin, thậm chí gây ra nguy hiểm về an toàn.

Làm thế nào để giải quyết sự không nhất quán của pin lưu trữ năng lượng?

Sự không đồng nhất của pin là nguyên nhân gốc rễ của nhiều vấn đề trong các hệ thống lưu trữ năng lượng hiện nay. Mặc dù rất khó để loại bỏ sự không đồng nhất của pin do đặc tính hóa học của pin và ảnh hưởng của môi trường ứng dụng, nhưng việc tích hợp công nghệ số, công nghệ điện tử công suất và công nghệ lưu trữ năng lượng có thể giúp tận dụng điện năng. Khả năng điều khiển của công nghệ điện tử giúp giảm thiểu tác động của sự không đồng nhất của pin lithium, từ đó có thể tăng đáng kể dung lượng sử dụng được của hệ thống lưu trữ năng lượng và cải thiện độ an toàn của hệ thống.

•Công nghệ cân bằng chủ động giám sát điện áp và nhiệt độ của từng pin riêng lẻ trong thời gian thực, loại bỏ tối đa sự không nhất quán khi mắc nối tiếp các pin và tăng dung lượng khả dụng của hệ thống lưu trữ năng lượng lên hơn 20% trong toàn bộ vòng đời.

•Trong thiết kế điện của hệ thống lưu trữ năng lượng, việc quản lý sạc và xả của mỗi cụm pin được thực hiện riêng biệt, và các cụm pin không được kết nối song song, điều này tránh được vấn đề tuần hoàn do kết nối song song dòng điện một chiều gây ra, và giúp nâng cao hiệu quả dung lượng khả dụng của hệ thống.

•Kiểm soát nhiệt độ chính xác để kéo dài tuổi thọ của hệ thống lưu trữ năng lượng

Nhiệt độ của từng cell riêng lẻ được thu thập và theo dõi trong thời gian thực. Thông qua mô phỏng nhiệt CFD ba cấp và một lượng lớn dữ liệu thực nghiệm, thiết kế nhiệt của hệ thống pin được tối ưu hóa, sao cho sự chênh lệch nhiệt độ tối đa giữa các cell riêng lẻ của hệ thống pin nhỏ hơn 5 °C, và vấn đề phân biệt các cell riêng lẻ do sự không đồng nhất về nhiệt độ được giải quyết.

Nếu bạn muốn sản xuất pin lithium theo yêu cầu đặc biệt, vui lòng liên hệ với đội ngũ LIAO để biết thêm chi tiết.