Itusistem bateraimerupakan inti dari keseluruhan sistem penyimpanan energi, yang terdiri dari ratusan sel silinder atausel prismatiksecara seri dan paralel. Ketidakstabilan baterai penyimpanan energi terutama mengacu pada ketidakstabilan parameter seperti kapasitas baterai, resistansi internal, dan suhu. Ketika baterai dengan ketidakstabilan digunakan secara seri dan paralel, masalah berikut akan terjadi:

1. Hilangnya kapasitas yang tersedia

Dalam sistem penyimpanan energi, sel tunggal dihubungkan secara seri dan paralel untuk membentuk kotak baterai, kotak baterai dihubungkan secara seri dan paralel untuk membentuk gugus baterai, dan beberapa gugus baterai dihubungkan langsung ke busbar DC yang sama secara paralel. Penyebab ketidakstabilan baterai yang mengakibatkan hilangnya kapasitas yang dapat digunakan meliputi ketidakstabilan seri dan ketidakstabilan paralel.

•Kehilangan akibat ketidakkonsistenan seri baterai
Menurut prinsip barel, kapasitas seri sistem baterai bergantung pada baterai tunggal dengan kapasitas terkecil. Karena ketidakstabilan baterai tunggal itu sendiri, perbedaan suhu, dan ketidakstabilan lainnya, kapasitas yang dapat digunakan dari setiap baterai tunggal akan berbeda. Baterai tunggal dengan kapasitas kecil terisi penuh saat pengisian dan kosong saat pengosongan, yang membatasi pengisian baterai tunggal lainnya dalam sistem baterai. Kapasitas pengosongan berkurang, sehingga menyebabkan penurunan kapasitas yang tersedia dari sistem baterai. Tanpa manajemen keseimbangan yang efektif, dengan bertambahnya waktu pengoperasian, penurunan dan perbedaan kapasitas baterai tunggal akan semakin intensif, dan kapasitas yang tersedia dari sistem baterai akan semakin cepat menurun.

•Kehilangan inkonsistensi paralel kluster baterai

Ketika gugusan baterai dihubungkan langsung secara paralel, akan terjadi fenomena arus sirkulasi setelah pengisian dan pengosongan, dan tegangan setiap gugusan baterai akan dipaksa untuk seimbang. Ketidakpuasan dan pengosongan yang tak terbatas akan menyebabkan hilangnya kapasitas baterai dan kenaikan suhu, mempercepat kerusakan baterai, dan mengurangi kapasitas yang tersedia dari sistem baterai.

Selain itu, karena resistansi internal baterai yang kecil, meskipun perbedaan tegangan antar kluster yang disebabkan oleh ketidaksesuaian hanya beberapa volt, arus yang tidak merata antar kluster akan besar. Seperti yang ditunjukkan dalam data pengukuran pembangkit listrik pada tabel di bawah ini, perbedaan arus pengisian mencapai 75A (dibandingkan dengan rata-rata teoritis, penyimpangannya adalah 42%), dan arus penyimpangan akan menyebabkan pengisian berlebih dan pengosongan berlebih pada beberapa kluster baterai; hal ini akan sangat memengaruhi efisiensi pengisian dan pengosongan, masa pakai baterai, dan bahkan dapat menyebabkan kecelakaan keselamatan yang serius.

2. Diferensiasi yang dipercepat dan umur sel tunggal yang lebih pendek disebabkan oleh suhu yang tidak konsisten

Suhu adalah faktor paling kritis yang memengaruhi masa pakai sistem penyimpanan energi. Ketika suhu internal sistem penyimpanan energi meningkat sebesar 15°C, masa pakai sistem akan berkurang lebih dari setengahnya. Baterai lithium akan menghasilkan banyak panas selama proses pengisian dan pengosongan, dan perbedaan suhu pada setiap baterai akan semakin meningkatkan ketidaksesuaian resistansi internal dan kapasitas, yang akan menyebabkan diferensiasi yang dipercepat pada setiap baterai, memperpendek masa pakai sistem baterai, dan bahkan menyebabkan bahaya keselamatan.

Bagaimana cara mengatasi ketidakstabilan pada baterai penyimpanan energi?

Ketidakstabilan baterai merupakan akar penyebab banyak masalah dalam sistem penyimpanan energi saat ini. Meskipun ketidakstabilan baterai sulit dihilangkan karena karakteristik kimia baterai dan dampak lingkungan aplikasi, teknologi digital, teknologi elektronika daya, dan teknologi penyimpanan energi dapat diintegrasikan untuk memanfaatkan listrik. Kontrolabilitas teknologi elektronik meminimalkan dampak ketidakstabilan baterai lithium, yang dapat sangat meningkatkan kapasitas yang dapat digunakan dari sistem penyimpanan energi dan meningkatkan keamanan sistem.

•Teknologi penyeimbangan aktif memantau tegangan dan suhu setiap baterai secara real-time, secara maksimal menghilangkan ketidakstabilan koneksi seri baterai, dan meningkatkan kapasitas yang tersedia dari sistem penyimpanan energi lebih dari 20% selama seluruh siklus hidupnya.

•Dalam desain kelistrikan sistem penyimpanan energi, manajemen pengisian dan pengosongan setiap kelompok baterai dilakukan secara terpisah, dan kelompok baterai tidak dihubungkan secara paralel, yang menghindari masalah sirkulasi yang disebabkan oleh koneksi paralel DC, dan secara efektif meningkatkan kapasitas yang tersedia dari sistem.

•Kontrol suhu yang presisi untuk memperpanjang umur sistem penyimpanan energi

Suhu setiap sel dikumpulkan dan dipantau secara real-time. Melalui simulasi termal CFD tiga tingkat dan sejumlah besar data eksperimental, desain termal sistem baterai dioptimalkan, sehingga perbedaan suhu maksimum antara sel-sel tunggal sistem baterai kurang dari 5 °C, dan masalah diferensiasi sel tunggal yang disebabkan oleh ketidaksesuaian suhu dapat diatasi.

Ingin memproduksi baterai lithium yang disesuaikan dengan kebutuhan khusus, silakan hubungi tim LIAO untuk informasi lebih lanjut.