बॅटरी प्रणालीसंपूर्ण ऊर्जा साठवण प्रणालीचा गाभा आहे, ज्यामध्ये शेकडो दंडगोलाकार पेशी किंवाप्रिझमॅटिक पेशीमालिका आणि समांतर जोडणीत. ऊर्जा साठवण बॅटरीमधील विसंगती मुख्यत्वे बॅटरीची क्षमता, अंतर्गत रोध आणि तापमान यांसारख्या पॅरामीटर्समधील विसंगती दर्शवते. जेव्हा विसंगती असलेल्या बॅटरी मालिका आणि समांतर जोडणीत वापरल्या जातात, तेव्हा खालील समस्या उद्भवतील:

१. उपलब्ध क्षमतेचे नुकसान

ऊर्जा साठवण प्रणालीमध्ये, एकल सेल (single cells) मालिकेत (series) आणि समांतर (parallel) जोडून बॅटरी बॉक्स तयार केला जातो, हे बॅटरी बॉक्स मालिकेत आणि समांतर जोडून बॅटरी क्लस्टर तयार केला जातो, आणि अनेक बॅटरी क्लस्टर एकाच डीसी बसबारला (DC busbar) समांतरपणे थेट जोडले जातात. बॅटरीमधील विसंगतीमुळे वापरण्यायोग्य क्षमतेत घट होण्याच्या कारणांमध्ये मालिका विसंगती (series inconsistency) आणि समांतर विसंगती (parallel inconsistency) यांचा समावेश होतो.

•बॅटरी सिरीजमधील विसंगतीमुळे होणारे नुकसान
बॅरल तत्त्वानुसार, बॅटरी प्रणालीची एकूण क्षमता सर्वात कमी क्षमतेच्या एका बॅटरीवर अवलंबून असते. प्रत्येक बॅटरीमधील विसंगती, तापमानातील फरक आणि इतर विसंगतींमुळे, प्रत्येक बॅटरीची वापरण्यायोग्य क्षमता वेगवेगळी असते. कमी क्षमतेची बॅटरी चार्जिंग करताना पूर्णपणे चार्ज होते आणि डिस्चार्जिंग करताना रिकामी होते, ज्यामुळे बॅटरी प्रणालीतील इतर बॅटरींच्या चार्जिंग क्षमतेवर मर्यादा येतात आणि परिणामी बॅटरी प्रणालीच्या उपलब्ध क्षमतेत घट होते. प्रभावी संतुलित व्यवस्थापनाशिवाय, कार्यकाळ वाढल्याने प्रत्येक बॅटरीच्या क्षमतेतील घट आणि भिन्नता अधिक तीव्र होईल आणि बॅटरी प्रणालीच्या उपलब्ध क्षमतेतील घट आणखी वेगाने होईल.

•बॅटरी क्लस्टर समांतर विसंगती नुकसान

जेव्हा बॅटरी क्लस्टर्स थेट समांतर जोडले जातात, तेव्हा चार्जिंग आणि डिस्चार्जिंगनंतर विद्युत प्रवाह फिरत राहतो आणि प्रत्येक बॅटरी क्लस्टरच्या व्होल्टेजला संतुलित करावे लागते. ही असंतुष्टता आणि अविरत डिस्चार्जमुळे बॅटरीची क्षमता कमी होते, तापमान वाढते, बॅटरीचा ऱ्हास वेगाने होतो आणि बॅटरी सिस्टीमची उपलब्ध क्षमता कमी होते.

याव्यतिरिक्त, बॅटरीच्या कमी अंतर्गत रोधामुळे, विसंगतीमुळे क्लस्टर्समधील व्होल्टेजचा फरक जरी काही व्होल्ट्स इतकाच असला तरी, क्लस्टर्समधील असमान प्रवाह मोठा असेल. खालील तक्त्यामध्ये एका पॉवर स्टेशनच्या मोजलेल्या डेटामध्ये दाखवल्याप्रमाणे, चार्जिंग प्रवाहातील फरक 75A पर्यंत पोहोचतो (सैद्धांतिक सरासरीच्या तुलनेत, विचलन 42% आहे), आणि या विचलित प्रवाहामुळे काही बॅटरी क्लस्टर्समध्ये ओव्हरचार्ज आणि ओव्हरडिस्चार्ज होईल; याचा चार्जिंग आणि डिस्चार्जिंग कार्यक्षमतेवर, बॅटरीच्या आयुष्यावर मोठा परिणाम होईल आणि गंभीर सुरक्षा अपघात देखील होऊ शकतात.

२. तापमानातील विसंगतीमुळे पेशींचे जलद विभेदन आणि त्यांचे आयुष्यमान कमी होणे

ऊर्जा साठवण प्रणालीच्या आयुर्मानावर परिणाम करणारा तापमान हा सर्वात महत्त्वाचा घटक आहे. जेव्हा ऊर्जा साठवण प्रणालीचे अंतर्गत तापमान १५°C ने वाढते, तेव्हा प्रणालीचे आयुर्मान निम्म्याहून अधिक कमी होते. लिथियम बॅटरी चार्जिंग आणि डिस्चार्जिंग प्रक्रियेदरम्यान मोठ्या प्रमाणात उष्णता निर्माण करते आणि एका बॅटरीमधील तापमानातील फरकामुळे अंतर्गत रोध आणि क्षमतेतील विसंगती आणखी वाढते, ज्यामुळे एका बॅटरीचे विघटन वेगाने होते, बॅटरी प्रणालीचे चक्रायुष्य कमी होते आणि सुरक्षिततेचे धोके देखील निर्माण होऊ शकतात.

ऊर्जा साठवणाऱ्या बॅटरींमधील विसंगती कशी हाताळावी?

सध्याच्या ऊर्जा साठवण प्रणालींमधील अनेक समस्यांचे मूळ कारण बॅटरीमधील विसंगती आहे. बॅटरीची रासायनिक वैशिष्ट्ये आणि वापराच्या वातावरणाचा प्रभाव यांमुळे बॅटरीमधील विसंगती दूर करणे कठीण असले तरी, डिजिटल तंत्रज्ञान, पॉवर इलेक्ट्रॉनिक्स तंत्रज्ञान आणि ऊर्जा साठवण तंत्रज्ञान यांना एकत्रित करून विजेचा वापर करता येतो. इलेक्ट्रॉनिक तंत्रज्ञानाची नियंत्रणीयता लिथियम बॅटरीमधील विसंगतीचा प्रभाव कमी करते, ज्यामुळे ऊर्जा साठवण प्रणालींची वापरण्यायोग्य क्षमता मोठ्या प्रमाणात वाढू शकते आणि प्रणालीची सुरक्षितता सुधारू शकते.

•अ‍ॅक्टिव्ह बॅलन्सिंग तंत्रज्ञान प्रत्येक बॅटरीच्या व्होल्टेज आणि तापमानावर रिअल-टाइममध्ये लक्ष ठेवते, बॅटरीच्या सिरीज कनेक्शनमधील विसंगती जास्तीत जास्त प्रमाणात दूर करते आणि संपूर्ण जीवनचक्रात ऊर्जा साठवण प्रणालीची उपलब्ध क्षमता २०% पेक्षा जास्त वाढवते.

•ऊर्जा साठवण प्रणालीच्या विद्युत डिझाइनमध्ये, बॅटरीच्या प्रत्येक क्लस्टरचे चार्ज आणि डिस्चार्ज व्यवस्थापन स्वतंत्रपणे केले जाते आणि बॅटरी क्लस्टर समांतर जोडलेले नसतात, ज्यामुळे डीसीच्या समांतर जोडणीमुळे होणारी प्रवाहाची समस्या टाळली जाते आणि प्रणालीची उपलब्ध क्षमता प्रभावीपणे सुधारली जाते.

•ऊर्जा साठवण प्रणालीचे आयुष्य वाढवण्यासाठी अचूक तापमान नियंत्रण

प्रत्येक सेलचे तापमान रिअल-टाइममध्ये गोळा करून त्यावर लक्ष ठेवले जाते. थ्री-लेव्हल CFD थर्मल सिम्युलेशन आणि मोठ्या प्रमाणातील प्रायोगिक डेटाच्या आधारे, बॅटरी सिस्टीमची थर्मल डिझाइन ऑप्टिमाइझ केली जाते, जेणेकरून बॅटरी सिस्टीमच्या सिंगल सेल्समधील कमाल तापमानातील फरक ५°C पेक्षा कमी राहील आणि तापमानातील विसंगतीमुळे होणाऱ्या सिंगल सेलच्या भेदभावाची समस्या सोडवली जाईल.

विशेष गरजेनुसार सानुकूलित लिथियम बॅटरी तयार करू इच्छिता? अधिक माहितीसाठी LIAO टीमशी संपर्क साधा.