V sistemih za shranjevanje energije lahko neskladna začetna napetost ene baterijske celice različno vpliva na baterijsko celico, modul, baterijo in celoten sistem za shranjevanje energije. Sledi podrobna analiza:
Vpliv na baterijske celice
Pospešeno staranje:
Neskladna začetna napetost lahko povzroči različne globine polnjenja in praznjenja za vsako baterijsko celico. Na primer, med polnjenjem celice z nizko začetno napetostjo morda ne bodo v celoti napolnjene, medtem ko so celice z visoko začetno napetostjo morda že pretirane. Dolgotrajna uporaba te metode lahko pospeši staranje prekomerno napolnjenih in pretiranih napolnjenih celic, kar zmanjša življenjsko dobo cikla. Podatki kažejo, da lahko celica z začetnim odstopanjem napetosti 50MV po 500 ciklih v primerjavi s celico z enako napetostjo doživi 10% večjo zmogljivost.
Degradacija uspešnosti:
Neskladna napetost lahko povzroči neenakomerne kemijske reakcije znotraj baterijske celice, nekatere celice pa lahko doživijo pojave, kot je nalaganje litija, ki vplivajo na učinkovitost polnjenja in odvajanja ter lastnosti notranje odpornosti baterijske celice. Raziskave so pokazale, da se lahko notranja odpornost celic z neskladnimi začetnimi napetostmi poveča za 15% -20% v primerjavi z normalnimi celicami med uporabo, kar ima za posledico povečano izgubo energije med polnjenjem in odvajanjem.
Vpliv na modul
Izguba zmogljivosti:
Modul je sestavljen iz več baterijskih celic, povezanih serijsko ali vzporedno. Po načelu vedra je celotna zmogljivost modula odvisna od baterijske celice z najmanjšo zmogljivostjo. Neskladna začetna napetost lahko povzroči, da nekatere celice prezgodaj dosežejo pogoje za polnjenje in izpust, kar omejuje skupno razpoložljivo zmogljivost modula. Ob predpostavki, da je modul sestavljen iz 10 celic, povezanih z zaporedno, če ima ena celica nižjo začetno napetost, lahko zmanjša skupno zmogljivost modula za 10% -20%.
Vprašanja toplotnega upravljanja:
Zaradi različnih stanj polnjenja in praznjenja vsake baterijske celice se bodo različni tudi situacija nastajanje toplote. Celice z visoko začetno napetostjo lahko med polnjenjem ustvarijo več toplote, kar ima za posledico neenakomerno porazdelitev temperature znotraj modula. Neenakomerna temperatura bo še poslabšala razlike v zmogljivosti baterijskih celic, kar bo tvorilo začaran krog. Ko je začetno odstopanje napetosti baterijskih celic v modulu velika, lahko razlika med najvišjo in najnižjo temperaturo v modulu doseže 5 stopinj -10.
Vpliv na baterije
Poškodovanje doslednosti:
Baterija je sestavljena iz več modulov, začetna napetostna neskladnost celic v modulih pa se bo nabrala na ravni baterije, kar povzroči zmanjšanje konsistence baterije. Ko se čas uporabe povečuje, se razlike v napetosti in zmogljivosti med moduli znotraj baterijskega paketa postopoma povečujejo, kar bo zmanjšalo skupno delovanje baterije. Po 1000 ciklih lahko razlika v napetosti med notranjimi moduli baterij z neskladnimi začetnimi napetostmi doseže 1V -2 v.
Zmanjšana varnost:
Neskladna začetna napetost lahko povzroči prekomerno polnjenje ali pretiravanje na določenih območjih baterije, kar povečuje varnostna tveganja, kot je toplotno pobeg. Statistični podatki kažejo, da imajo baterije z neskladnimi začetnimi napetostmi 2-3 krat večjo verjetnost, da bodo doživele varnostne nesreče, kot je toplotno pobeg v primerjavi z baterijskimi paketi z doslednimi napetostmi.
Vpliv na sisteme za shranjevanje energije
Nestabilna proizvodnja energije:
Izhodna napetost in moč sistema za shranjevanje energije sta odvisna od stanja baterije. Neskladna začetna napetost baterijskih celic v baterijskem paketu lahko povzroči nihanje izhodne napetosti in moči sistema za shranjevanje energije med polnjenjem in odvajanjem, kar vpliva na stabilnost sistema. V praktičnih aplikacijah lahko sistemi za shranjevanje energije z neskladnimi začetnimi napetostmi občutijo nihanje izhodne moči, ki segajo od 5% do 10%.
Zmanjšana učinkovitost sistema:
Zaradi neenakomernega polnjenja in odvajanja med vsako baterijsko celico in modulom sistem za shranjevanje energije potrebuje več časa in energije za uravnoteženo upravljanje, kar zmanjšuje celotno učinkovitost polnjenja in odvajanja sistema. Raziskave so pokazale, da imajo lahko sistemi za shranjevanje energije z neskladnimi začetnimi napetostmi 10% -15% nižjega učinkovitosti polnjenja in odvajanja kot sistemi z doslednimi napetostmi.
Skrajšana življenjska doba:
Z vidika celotnega sistema za shranjevanje energije lahko nedosledna začetna napetost baterijskih celic povzroči različne stopnje staranja v različnih delih sistema, pospeši celotno staranje sistema in skrajša življenjsko dobo storitve. Na splošno se lahko sistemi za shranjevanje energije z neskladnimi začetnimi napetostmi življenjsko dobo skrajšajo za 20% -30% v primerjavi s sistemi z doslednimi napetostmi.
