エネルギー貯蔵電池の不一致問題と解決策

エネルギー貯蔵電池の不一致問題と解決策

バッテリーシステムエネルギー貯蔵システム全体の中核であり、数百の円筒形セルまたは角柱状セル直列と並列で。エネルギー貯蔵電池の不一致とは、主に電池容量、内部抵抗、温度などのパラメータの不一致を指します。バラツキのある電池を直並列で使用すると、次のような問題が発生します。

1. 利用可能な容量の損失

エネルギー貯蔵システムでは、単セルが直列および並列に接続されてバッテリー ボックスを形成し、バッテリー ボックスが直列および並列に接続されてバッテリー クラスターを形成し、複数のバッテリー クラスターが同じ DC バスバーに直接並列に接続されます。 。使用可能な容量の損失につながるバッテリーの不整合の原因には、直列不整合と並列不整合が含まれます。

・電池のシリーズ不一致損失
バレル原理によれば、バッテリーシステムの直列容量は、最小容量の単一バッテリーに依存します。単電池自体のばらつきや温度差などにより、単電池ごとに使用できる容量が異なります。容量の小さい単一バッテリは、充電時には完全に充電され、放電時には空になるため、バッテリ システム内の他の単一バッテリの充電が制限されます。放電容量が減少し、バッテリーシステムの利用可能な容量が減少します。効果的なバランスのとれた管理がなければ、動作時間が増加するにつれて、単一のバッテリー容量の減衰と差別化が強化され、バッテリーシステムの利用可能な容量の低下がさらに加速します。

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・バッテリークラスター並列性不整合損失

電池クラスターが直接並列に接続されている場合、充放電後に循環電流現象が発生し、各電池クラスターの電圧は強制的にバランスが取られます。不満と無尽蔵の放電は、バッテリー容量の損失と温度上昇を引き起こし、バッテリーの劣化を加速し、バッテリーシステムの利用可能な容量を減少させます。

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また、バッテリーの内部抵抗が小さいため、不整合によるクラスター間の電圧差がわずか数ボルトであっても、クラスター間の電流の不均一は大きくなります。以下の表の発電所の測定データに示すように、充電電流の差は 75A に達し (理論平均と比較すると、偏差は 42%)、偏差電流は一部の電池クラスターで過充電と過放電を引き起こす可能性があります。 ;充放電効率やバッテリー寿命に大きな影響を与え、さらには重大な安全事故につながる可能性があります。

2.温度不均一による分化の促進と単細胞の寿命の短縮

温度は、エネルギー貯蔵システムの寿命に影響を与える最も重要な要素です。エネルギー貯蔵システムの内部温度が 15℃上昇すると、システムの寿命は半分以下に短くなります。リチウム電池は充放電過程で多量の熱を発生し、単電池の温度差により内部抵抗と容量の不一致がさらに大きくなり、単電池の分化が促進されサイクルが短くなります。バッテリーシステムの寿命を縮め、さらには安全上の問題を引き起こす可能性があります。

エネルギー貯蔵電池の不安定にどう対処するか?

バッテリーの不一致は、現在のエネルギー貯蔵システムにおける多くの問題の根本原因です。電池の化学的特性や使用環境の影響により電池のばらつきをなくすことは困難ですが、デジタル技術、パワーエレクトロニクス技術、蓄電技術を融合して電気を利用することが可能です。電子技術の制御性により、リチウム電池の不一致による影響が最小限に抑えられ、エネルギー貯蔵システムの使用可能な容量が大幅に増加し、システムの安全性が向上します。

●アクティブバランシングテクノロジーは、各単一バッテリーの電圧と温度をリアルタイムで監視し、バッテリーの直列接続の不一致を最大限に排除し、ライフサイクル全体でエネルギー貯蔵システムの利用可能な容量を20%以上増加させます。3

•エネルギー貯蔵システムの電気設計では、各バッテリークラスターの充放電管理が個別に実行され、バッテリークラスターは並列接続されないため、DCの並列接続によって引き起こされる循環の問題が回避されます。システムの利用可能な容量を効果的に向上させます。4

•エネルギー貯蔵システムの寿命を延ばすための正確な温度制御

各単一セルの温度が収集され、リアルタイムで監視されます。3 レベル CFD 熱シミュレーションと大量の実験データを通じて、バッテリー システムの熱設計が最適化され、バッテリー システムの単セル間の最大温度差が 5 °C 未満になり、次の問題が解決されます。温度の不一致によって引き起こされる単一細胞の分化が解決されます。5

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投稿時刻: 2024 年 1 月 24 日