Dlaczego równoważenie ogniw ma znaczenie w systemach magazynowania energii
W nowoczesnych systemach magazynowania energii tysiące ogniw akumulatorowych współpracuje ze sobą w różnych warunkach szeregowych i równoległych. Nawet jeśli ogniwa są produkowane w tej samej partii, ich rezystancja wewnętrzna, pojemność i szybkość starzenia nigdy nie mogą pozostać całkowicie identyczne. Z biegiem czasu te niewielkie różnice stopniowo się powiększają. Bez skutecznego zarządzania równoważeniem słabe ogniwa staną się słabsze, podczas gdy silniejsze ogniwa mogą doświadczyć warunków przeładowania lub nadmiernego rozładowania. Ma to bezpośredni wpływ na wydajność systemu, pojemność użytkową, bezpieczeństwo operacyjne i rentowność projektu.
Dlatego strategia równoważenia stała się jedną z kluczowych technologii w nowoczesnościBMSi projekt EMS.
Równoważenie pasywne: proste, ale ograniczone
Wyważanie pasywne jest obecnie najbardziej tradycyjną i powszechnie stosowaną metodą równoważenia. W tej strategii rezystory równoważące są połączone równolegle z ogniwami akumulatora. Kiedy niektóre ogniwa osiągają wyższe napięcie niż inne, nadmiar energii jest odprowadzany w postaci ciepła przez rezystor, aż napięcia wszystkich ogniw staną się spójne. Największą zaletą równoważenia pasywnego jest jego prosta konstrukcja i stosunkowo niski koszt. Ponieważ konstrukcja obwodu jest prosta, jest on powszechnie stosowany w domowych systemach magazynowania energii i małych komercyjnych zastosowaniach magazynowania.
Jednak wady są również bardzo oczywiste. Bilansowanie pasywne powoduje marnowanie energii, ponieważ nadmiar energii elektrycznej jest przekształcany bezpośrednio w ciepło, a nie ponownie wykorzystywany. Szybkość równoważenia jest powolna, zwłaszcza w systemach-o dużej pojemności i znacznych różnicach między ogniwami.
Aktywne równoważenie: główny kierunek dla dużych systemów pamięci masowej
W miarę jak systemy magazynowania energii w dalszym ciągu zmierzają w kierunku większej pojemności i wymagań dotyczących dłuższego cyklu życia, głównym kierunkiem stają się technologie aktywnego równoważenia. W przeciwieństwie do równoważenia pasywnego, równoważenie aktywne przenosi energię z ogniw-wysokonapięciowych do ogniw-niskiego napięcia, zamiast rozpraszać ją w postaci ciepła, co znacznie poprawia ogólną efektywność energetyczną.
Obecnie wiodące firmy stosują różne rozwiązania aktywnego równoważenia. Jedną z głównych metod jest dodanie cewek indukcyjnych, kondensatorów lub obwodów DC/DC do BMU (jednostki zarządzania baterią). Umożliwia to przepływ energii bezpośrednio z silniejszych komórek do słabszych, poprawiając efektywność równoważenia i jednocześnie zmniejszając straty energii.
Innym coraz popularniejszym rozwiązaniem jest instalowanie modułów DC/DC w skrzynkach wysokiego napięcia-poziomu-klastra. Umożliwia to wymuszone równoważenie klastrów baterii, zapobiegając wpływowi niedopasowania pojemności pomiędzy klastrami na cały system.
Ponieważ projekty-magazynowania na skalę użyteczności publicznej stają się coraz większe i bardziej inteligentne, technologia równoważenia nie jest już tylko funkcją ochrony baterii. Stopniowo staje się głównym czynnikiem determinującym wydajność systemu, wydajność w całym cyklu życia i-długoterminowy zwrot z inwestycji.