Batareya barqarorligining ahamiyati

Energiyani saqlash batareyalarining nomuvofiqligi asosan batareya quvvati, ichki qarshilik va harorat kabi parametrlarning nomuvofiqligini bildiradi. Bizning kundalik tajribamiz shuni ko'rsatadiki, ikkita quruq batareya ijobiy va salbiy yo'nalishlarda ulanganda, chiroq yonadi va biz barqarorlikni hisobga olmaymiz. Biroq, energiya saqlash tizimlarida batareyalar keng miqyosda qo'llanilganda, vaziyat juda oddiy emas. Mos kelmaydigan batareyalar ketma-ket va parallel ravishda ishlatilsa, quyidagi muammolar yuzaga keladi:

1. Mavjud imkoniyatlarni yo'qotish

Energiyani saqlash tizimida batareya xujayralari (ya'ni akkumulyator xujayralari) batareya to'plamini hosil qilish uchun ketma-ket ulanadi va batareya paketlari batareya klasterini hosil qilish uchun ketma-ket ulanadi. Bir nechta akkumulyator klasterlari to'g'ridan-to'g'ri bir xil shahar avtobusiga parallel ravishda ulanadi. Hujayra nomuvofiqligi tufayli mavjud imkoniyatlarni yo'qotish sabablari qator nomuvofiqligi va parallel mos kelmasligini o'z ichiga oladi.

(1) Batareya to'plami seriyasining nomuvofiqligini yo'qotish:

Batareya hujayralarining o'zlaridagi farqlar va batareya paketlari orasidagi harorat farqlari kabi nomuvofiqliklar tufayli har bir batareya paketining SOC (qolgan quvvat) har xil bo'ladi. Bitta batareya to'plami to'liq/bo'sh bo'lsa, klasterdagi barcha batareya paketlari zaryadlash va zaryadsizlanishni to'xtatadi.

Shakl 1. Batareyaning nomuvofiqligi seriya quvvatining mos kelmasligiga olib keladi

(2) Batareya klasterining parallel ulanishining mos kelmasligi:

Batareya to'plamlari to'g'ridan-to'g'ri batareya klasterlarini hosil qilish uchun parallel ravishda ulangandan so'ng, har bir batareya klasterining kuchlanishlari muvozanatli bo'lishga majbur bo'ladi. Kichikroq ichki qarshilikka ega batareya klasteri to'liq zaryadlangan yoki zaryadsizlanganda, boshqa batareya klasterlari zaryadlash va zaryadsizlanishni to'xtatishi kerak, natijada batareya klasterlari to'liq zaryadlanmaydi yoki to'liq zaryadsizlanadi.

2-rasm Bir nechta akkumulyator klasterlarini parallel ravishda tushirish vaqtidagi oqim farqi

Bundan tashqari, batareyaning kichik ichki qarshiligi tufayli, nomuvofiqlikdan kelib chiqqan har bir klaster orasidagi kuchlanish farqi faqat bir necha volt bo'lsa ham, klasterlar orasidagi notekis oqim juda katta bo'ladi. Quyidagi jadvaldagi elektr stantsiyasining o'lchangan ma'lumotlarida ko'rsatilganidek, zaryadlovchi oqim farqi 75A ga etadi (burish nazariy o'rtacha qiymatga nisbatan 42% ni tashkil qiladi). Og'ish oqimi ba'zi batareya klasterlarida ortiqcha zaryad va ortiqcha zaryadsizlanishga olib keladi. Bu zaryadlash va zaryadlash samaradorligiga, batareyaning ishlash muddatiga katta ta'sir qiladi va hatto jiddiy xavfsizlik baxtsiz hodisalariga sabab bo'ladi.

1-jadval Elektr stantsiyasining o'lchangan ma'lumotlari

2. Energiyani saqlash tizimining qisqargan muddati

Harorat energiyani saqlash muddatiga ta'sir qiluvchi eng muhim omil hisoblanadi. Energiyani saqlash tizimining ichki harorati 15 darajaga ko'tarilganda, energiya saqlash muddati yarmidan ko'proqqa qisqaradi. Lityum-ion batareyalar zaryadlash va tushirish jarayonida juda ko'p issiqlik hosil qiladi. Yagona hujayralarning nomuvofiq ichki qarshiligi tufayli energiya saqlash tizimi ichidagi harorat taqsimoti notekis bo'ladi, batareyaning qarishi va zaiflashuv tezligi oshadi va oxir-oqibat energiya saqlash tizimining ishlash muddati qisqaradi.

Ko'rinib turibdiki, energiya saqlash tizimidagi batareyaning haroratga mos kelmasligi energiya saqlash tizimining ishlashiga ta'sir qiluvchi muhim omil hisoblanadi. Bu energiya saqlash tizimining mavjud quvvatini kamaytiradi, energiya saqlash tizimining aylanish muddatini qisqartiradi va hatto xavfsizlikka xavf tug'diradi.

Energiyani saqlash batareyalarining nomuvofiqligi bilan qanday kurashish mumkin?

Batareya hujayralarining nomuvofiqligi ishlab chiqarish jarayonida shakllanadi va foydalanish jarayonida chuqurlashadi. Xuddi shu akkumulyator batareyasidagi batareya xujayralari qanchalik zaif bo'lsa, ular kuchsizroq va zaifroq bo'ladi. Biroq, to'liq izchil batareya xujayralari mavjud bo'lmasa-da, lityum batareyaning nomuvofiqligining ta'sirini minimallashtirish uchun raqamli texnologiyani, quvvat elektroniği texnologiyasini va energiyani saqlash texnologiyasini birlashtirish va quvvat elektroniği texnologiyasini boshqarish imkoniyatidan foydalanish mumkin. Oldingi maqolada tahlil qilingan nomuvofiqlikdan kelib chiqqan muammolarga javoban, bozorda ba'zi ishlab chiqaruvchilar energiyani boshqarish va taqsimlangan haroratni nazorat qilish xususiyatlariga ega bo'lgan simli energiya saqlash tizimlarini ishga tushirdilar va simptomlarni davolash uchun ishlatilishi mumkin:

(1) Mavjud imkoniyatlarni oshirish uchun takomillashtirilgan boshqaruv

1,000 dan 2,000 dan ortiq hujayralarni boshqaradigan an'anaviy shaxsiy kompyuterlar bilan taqqoslaganda, simli energiya saqlash tizimi hujayra boshqaruvi aniqligini o'ndan ortiq darajaga oshiradi, bu taxminan 100 baravar yuqori. Batareya paketlari o'rtasidagi ketma-ket nomuvofiqlikni hisobga olgan holda, optimallashtiruvchi har bir batareya to'plami uchun alohida zaryadlash va tushirishni boshqarishga erishish uchun mo'ljallangan. Batareya to'plami belgilangan chegaraga yetganda, batareya to'plami chetlab o'tiladi va boshqa batareya paketlari bir-biriga ta'sir qilmasdan zaryadlash va zaryadsizlanishda davom etishi mumkin, bu esa batareya quvvatidan maksimal darajada foydalanishi mumkin.

Shu bilan birga, har bir batareya klasteri to'g'ridan-to'g'ri parallel ulanishdan kelib chiqadigan batareyaning nomuvofiqligi ta'sirini oldini olish uchun aqlli klaster boshqaruvchisi bilan jihozlangan, shuning uchun har bir klasterning zaryadlash va tushirish oqimi 1% dan kam xato bilan aniq nazorat qilinishi mumkin. . Bu klasterlar o'rtasidagi nomuvofiqlikni oldini oladi va batareya klasterlari o'rtasida mustaqil zaryadlash va zaryadsizlanishni boshqarishni haqiqatan ham amalga oshiradi, aylanma hosil bo'lishini yo'q qiladi va tizimning quvvati va xavfsizligini yanada yaxshilaydi.

(2) Energiyani saqlash tizimining ishlash muddatini uzaytirish uchun taqsimlangan haroratni nazorat qilish

An'anaviy energiya saqlash idishlari 1-2 markazlashtirilgan konditsionerlar bilan jihozlangan va issiqlik tarqalishi uchun uzunlamasına havo kanallaridan foydalanadi. Havo kanalining uzunligi taxminan 6 metrdan 12 metrgacha. Uzoq issiqlik tarqalish kanali tufayli har bir batareya to'plami va batareya klasterining harorat barqarorligi kafolatlanmaydi.

Shakl 3 An'anaviy markazlashtirilgan issiqlik tarqalish tuzilishi

String energiyani saqlash markazlashtirilgan konditsioner o'rniga taqsimlangan konditsionerdan foydalangan holda klaster darajasidagi taqsimlangan issiqlik tarqalishidan foydalanadi. Har bir batareya klasteri issiqlikni mustaqil ravishda va teng ravishda tarqatishi mumkin va havo kanalining uzunligi 1 metrdan kam bo'lib, bu issiqlik tarqalish samaradorligini sezilarli darajada yaxshilaydi va jismoniy joylashuvdan kelib chiqadigan harorat farqidan qochadi. Shu bilan birga, batareya to'plami har bir batareya xujayrasi kanalining uzunligi va masofasini sozlash uchun daraxt shaklidagi bionik patentlangan issiqlik tarqalish kanalidan oqilona foydalanadi, shuning uchun har bir batareya xujayrasi tomonidan o'tgan sovutish miqdori iloji boricha barqaror bo'lib, haroratni pasaytiradi. har bir batareya xujayrasining har bir yuzasining nomuvofiqligi.

4-rasm Tarqalgan issiqlik tarqalish strukturasi diagrammasi

Batareyaning nomuvofiqligi hozirgi energiya saqlash tizimlaridagi ko'plab muammolarning asosiy sababidir. Biroq, batareyalarning kimyoviy xususiyatlari va dastur muhitining ta'siri tufayli batareyaning nomuvofiqligini yo'q qilish qiyin. Tarmoqli energiyani saqlash tizimi energiya elektroniği va raqamli texnologiyalarning boshqarilishi orqali tizimning batareya barqarorligi uchun talablarini sezilarli darajada zaiflashtiradi, bu energiya saqlash tizimining mavjud quvvatini sezilarli darajada oshirishi va tizim xavfsizligini yaxshilashi mumkin.