Per què és important l'equilibri cel·lular en els sistemes d'emmagatzematge d'energia
En els sistemes moderns d'emmagatzematge d'energia, milers de cèl·lules de bateries funcionen juntes en diferents condicions en sèrie i paral·lel. Fins i tot quan les cèl·lules es produeixen en el mateix lot, la seva resistència interna, capacitat i velocitat d'envelliment mai poden romandre completament idèntiques. Amb el temps, aquestes petites diferències s'amplien gradualment. Sense una gestió eficaç de l'equilibri, les cèl·lules febles es tornaran més febles, mentre que les cèl·lules més fortes poden experimentar condicions de sobrecàrrega o sobredescàrrega. Això afecta directament l'eficiència del sistema, la capacitat útil, la seguretat operativa i la rendibilitat del projecte.
És per això que l'estratègia d'equilibri s'ha convertit en una de les tecnologies clau de la modernitatBMSi disseny d'EMS.
Equilibri passiu: senzill però limitat
L'equilibri passiu és actualment el mètode d'equilibri més tradicional i utilitzat. En aquesta estratègia, les resistències d'equilibri es connecten en paral·lel amb les cèl·lules de la bateria. Quan certes cèl·lules arriben a una tensió més alta que d'altres, l'excés d'energia es descarrega com a calor a través de la resistència fins que tots els voltatges de la cel·la es tornen consistents. El major avantatge de l'equilibri passiu és la seva estructura senzilla i el seu cost relativament baix. Com que el disseny del circuit és senzill, s'aplica habitualment en sistemes d'emmagatzematge d'energia residencial i petites aplicacions d'emmagatzematge comercial.
Tanmateix, els desavantatges també són molt evidents. L'equilibri passiu malgasta energia perquè l'excés d'electricitat es converteix directament en calor en lloc de reutilitzar-se. La velocitat d'equilibri és lenta, especialment en sistemes de gran-capacitat amb diferències cel·lulars importants.
Equilibri actiu: la direcció general per a grans sistemes d'emmagatzematge
A mesura que els sistemes d'emmagatzematge d'energia continuen avançant cap a una major capacitat i requisits de cicle de vida més llargs, les tecnologies d'equilibri actiu s'estan convertint en la direcció principal. A diferència de l'equilibri passiu, l'equilibri actiu transfereix energia de les cèl·lules d'alta-tensió a les de baixa-tensió en lloc de dissipar-la en forma de calor, la qual cosa millora significativament l'eficiència energètica general.
Actualment, les empreses líders adopten diferents solucions d'equilibri actiu. Un mètode principal és afegir inductors, condensadors o circuits DC/DC a la BMU (Unitat de gestió de bateries). Això permet que l'energia flueixi directament de les cèl·lules més fortes a les més febles, millorant l'eficiència d'equilibri alhora que es redueix el malbaratament energètic.
Una altra solució cada cop més popular és la instal·lació de mòduls de CC/CC dins de caixes d'alta tensió-clúster-nivell. Això permet l'equilibri forçat entre clústers de bateries, evitant que la discrepància de capacitat entre clústers afecti tot el sistema.
A mesura que els projectes d'emmagatzematge a escala d'utilitats-es fan més grans i intel·ligents, la tecnologia d'equilibri ja no és només una funció de protecció de la bateria. A poc a poc s'està convertint en un factor fonamental que determina l'eficiència del sistema, el rendiment del cicle de vida i el rendiment de la inversió a llarg termini-.