बैटरी प्रणालीयह संपूर्ण ऊर्जा भंडारण प्रणाली का मूल भाग है, जिसमें सैकड़ों बेलनाकार कोशिकाएँ याप्रिज्मीय कोशिकाएँश्रृंखला और समानांतर में उपयोग की जाने वाली ऊर्जा भंडारण बैटरियों की असंगति मुख्य रूप से बैटरी क्षमता, आंतरिक प्रतिरोध और तापमान जैसे मापदंडों की असंगति को संदर्भित करती है। असंगति वाली बैटरियों को श्रृंखला और समानांतर में उपयोग करने पर निम्नलिखित समस्याएं उत्पन्न होंगी:

1. उपलब्ध क्षमता का नुकसान

ऊर्जा भंडारण प्रणाली में, एकल सेल श्रृंखला और समानांतर क्रम में जुड़कर बैटरी बॉक्स बनाते हैं, बैटरी बॉक्स श्रृंखला और समानांतर क्रम में जुड़कर बैटरी क्लस्टर बनाते हैं, और कई बैटरी क्लस्टर सीधे एक ही डीसी बसबार से समानांतर क्रम में जुड़े होते हैं। बैटरी की असंगतता के कारण, जिससे उपयोगी क्षमता का नुकसान होता है, श्रृंखला असंगतता और समानांतर असंगतता जैसे कारण होते हैं।

• बैटरी श्रृंखला में असंगति के कारण होने वाली हानि
बैरल सिद्धांत के अनुसार, बैटरी सिस्टम की श्रृंखला क्षमता सबसे कम क्षमता वाली बैटरी पर निर्भर करती है। बैटरी की आंतरिक विशेषताओं, तापमान अंतर और अन्य अनियमितताओं के कारण, प्रत्येक बैटरी की उपयोग योग्य क्षमता भिन्न होती है। कम क्षमता वाली बैटरी चार्जिंग के दौरान पूरी तरह चार्ज हो जाती है और डिस्चार्जिंग के दौरान खाली हो जाती है, जिससे बैटरी सिस्टम में अन्य बैटरियों की चार्जिंग और डिस्चार्ज क्षमता सीमित हो जाती है, जिसके परिणामस्वरूप बैटरी सिस्टम की उपलब्ध क्षमता में कमी आती है। प्रभावी संतुलित प्रबंधन के अभाव में, परिचालन समय बढ़ने के साथ-साथ बैटरियों की क्षमता में क्षीणन और अंतर बढ़ता जाता है, और बैटरी सिस्टम की उपलब्ध क्षमता में गिरावट और भी तेज हो जाती है।

• बैटरी क्लस्टर समानांतर असंगति हानि

जब बैटरी क्लस्टर सीधे समानांतर क्रम में जुड़े होते हैं, तो चार्जिंग और डिस्चार्जिंग के बाद एक परिसंचारी धारा उत्पन्न होती है, जिससे प्रत्येक बैटरी क्लस्टर के वोल्टेज को संतुलित करना आवश्यक हो जाता है। इस असंतुलन और निरंतर डिस्चार्ज के कारण बैटरी की क्षमता में कमी और तापमान में वृद्धि होती है, बैटरी का क्षय तेजी से होता है और बैटरी सिस्टम की उपलब्ध क्षमता कम हो जाती है।

इसके अलावा, बैटरी के कम आंतरिक प्रतिरोध के कारण, यदि असंगति से उत्पन्न वोल्टेज अंतर क्लस्टरों के बीच केवल कुछ वोल्ट का भी हो, तो भी क्लस्टरों के बीच असमान धारा प्रवाह अधिक होगा। नीचे दी गई तालिका में एक पावर स्टेशन के मापे गए आंकड़ों से पता चलता है कि चार्जिंग धारा में अंतर 75A तक पहुँच जाता है (सैद्धांतिक औसत की तुलना में विचलन 42% है), और यह विचलन धारा कुछ बैटरी क्लस्टरों में ओवरचार्ज और ओवरडिस्चार्ज का कारण बन सकती है; इससे चार्जिंग और डिस्चार्जिंग दक्षता, बैटरी का जीवनकाल बुरी तरह प्रभावित होता है और यहाँ तक कि गंभीर सुरक्षा दुर्घटनाएँ भी हो सकती हैं।

2. तापमान में अस्थिरता के कारण कोशिकाओं का तीव्र विभेदन और एकल कोशिकाओं का अल्प जीवनकाल।

ऊर्जा भंडारण प्रणाली के जीवनकाल को प्रभावित करने वाला सबसे महत्वपूर्ण कारक तापमान है। जब ऊर्जा भंडारण प्रणाली का आंतरिक तापमान 15°C बढ़ जाता है, तो प्रणाली का जीवनकाल आधे से भी अधिक कम हो जाता है। लिथियम बैटरी चार्जिंग और डिस्चार्जिंग प्रक्रिया के दौरान अत्यधिक ऊष्मा उत्पन्न करती है, और एकल बैटरी के तापमान में अंतर आंतरिक प्रतिरोध और क्षमता में असमानता को और बढ़ा देता है, जिससे एकल बैटरी का विखंडन तेजी से होता है, बैटरी प्रणाली का चक्र जीवनकाल कम हो जाता है, और यहां तक ​​कि सुरक्षा संबंधी खतरे भी उत्पन्न हो सकते हैं।

ऊर्जा भंडारण बैटरियों की अनियमितता से कैसे निपटा जाए?

वर्तमान ऊर्जा भंडारण प्रणालियों में अनेक समस्याओं का मूल कारण बैटरी की अस्थिरता है। हालांकि बैटरी की रासायनिक विशेषताओं और अनुप्रयोग परिवेश के प्रभाव के कारण अस्थिरता को पूरी तरह से दूर करना कठिन है, फिर भी डिजिटल तकनीक, विद्युत इलेक्ट्रॉनिक्स तकनीक और ऊर्जा भंडारण तकनीक को एकीकृत करके विद्युत का उपयोग किया जा सकता है। इलेक्ट्रॉनिक तकनीक की नियंत्रणीयता लिथियम बैटरी की अस्थिरता के प्रभाव को कम करती है, जिससे ऊर्जा भंडारण प्रणालियों की उपयोग योग्य क्षमता में काफी वृद्धि हो सकती है और प्रणाली की सुरक्षा में सुधार हो सकता है।

• सक्रिय संतुलन तकनीक वास्तविक समय में प्रत्येक बैटरी के वोल्टेज और तापमान की निगरानी करती है, बैटरी श्रृंखला कनेक्शन की असंगति को अधिकतम रूप से समाप्त करती है, और पूरे जीवन चक्र में ऊर्जा भंडारण प्रणाली की उपलब्ध क्षमता को 20% से अधिक बढ़ाती है।

• ऊर्जा भंडारण प्रणाली के विद्युत डिजाइन में, बैटरी के प्रत्येक समूह का चार्ज और डिस्चार्ज प्रबंधन अलग-अलग किया जाता है, और बैटरी समूहों को समानांतर में नहीं जोड़ा जाता है, जिससे डीसी के समानांतर कनेक्शन के कारण होने वाली परिसंचरण समस्या से बचा जा सकता है, और सिस्टम की उपलब्ध क्षमता में प्रभावी रूप से सुधार होता है।

• ऊर्जा भंडारण प्रणाली के जीवनकाल को बढ़ाने के लिए सटीक तापमान नियंत्रण

प्रत्येक सेल का तापमान वास्तविक समय में एकत्र और मॉनिटर किया जाता है। तीन-स्तरीय सीएफडी थर्मल सिमुलेशन और बड़ी मात्रा में प्रायोगिक डेटा के माध्यम से, बैटरी सिस्टम के थर्मल डिज़ाइन को अनुकूलित किया जाता है, ताकि बैटरी सिस्टम के एकल सेलों के बीच अधिकतम तापमान अंतर 5 डिग्री सेल्सियस से कम हो, और तापमान में असमानता के कारण होने वाली एकल सेल भिन्नता की समस्या का समाधान हो सके।

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