เหตุใดการปรับสมดุลของเซลล์จึงมีความสำคัญในระบบกักเก็บพลังงาน
ในระบบกักเก็บพลังงานสมัยใหม่ เซลล์แบตเตอรี่หลายพันเซลล์ทำงานร่วมกันภายใต้สภาวะอนุกรมและขนานที่ต่างกัน แม้ว่าเซลล์จะถูกสร้างขึ้นในชุดเดียวกัน ความต้านทานภายใน ความจุ และความเร็วการชราภาพก็ไม่สามารถคงเหมือนเดิมได้อย่างสมบูรณ์ เมื่อเวลาผ่านไป ความแตกต่างเล็กๆ น้อยๆ เหล่านี้จะค่อยๆ เพิ่มขึ้น หากไม่มีการจัดการสมดุลที่มีประสิทธิภาพ เซลล์ที่อ่อนแอจะอ่อนแอลง ในขณะที่เซลล์ที่แข็งแกร่งกว่าอาจประสบปัญหาการชาร์จไฟมากเกินไปหรือสภาวะการปล่อยประจุมากเกินไป สิ่งนี้ส่งผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพของระบบ ความสามารถในการใช้งาน ความปลอดภัยในการดำเนินงาน และความสามารถในการทำกำไรของโครงการ
นี่คือเหตุผลว่าทำไมกลยุทธ์การสร้างสมดุลจึงกลายเป็นเทคโนโลยีสำคัญประการหนึ่งในยุคสมัยใหม่บีเอ็มเอสและการออกแบบ EMS
การปรับสมดุลแบบพาสซีฟ: เรียบง่ายแต่มีข้อจำกัด
ปัจจุบันวิธีการปรับสมดุลแบบพาสซีฟเป็นวิธีการปรับสมดุลแบบดั้งเดิมและใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุด ในกลยุทธ์นี้ ตัวต้านทานแบบสมดุลจะเชื่อมต่อแบบขนานกับเซลล์แบตเตอรี่ เมื่อเซลล์บางเซลล์มีแรงดันไฟฟ้าที่สูงกว่าเซลล์อื่นๆ พลังงานส่วนเกินจะถูกปล่อยออกมาเป็นความร้อนผ่านตัวต้านทานจนกว่าแรงดันไฟฟ้าของเซลล์ทั้งหมดจะสม่ำเสมอ ข้อได้เปรียบที่ใหญ่ที่สุดของการปรับสมดุลแบบพาสซีฟคือโครงสร้างที่เรียบง่ายและต้นทุนที่ค่อนข้างต่ำ เนื่องจากการออกแบบวงจรไม่ซับซ้อน จึงมักนำไปใช้ในระบบจัดเก็บพลังงานในที่อยู่อาศัยและการใช้งานในการจัดเก็บเชิงพาณิชย์ขนาดเล็ก
อย่างไรก็ตามข้อเสียก็ชัดเจนเช่นกัน การปรับสมดุลแบบพาสซีฟทำให้สิ้นเปลืองพลังงานเนื่องจากไฟฟ้าส่วนเกินจะถูกแปลงเป็นความร้อนโดยตรงแทนที่จะนำกลับมาใช้ใหม่ ความเร็วในการปรับสมดุลช้า โดยเฉพาะอย่างยิ่งในระบบความจุสูง-ซึ่งเซลล์มีความแตกต่างกันอย่างมาก
Active Balancing: ทิศทางหลักสำหรับระบบจัดเก็บข้อมูลขนาดใหญ่
ในขณะที่ระบบกักเก็บพลังงานเดินหน้าไปสู่ความจุที่มากขึ้นและความต้องการวงจรชีวิตที่ยาวนานขึ้น เทคโนโลยีการปรับสมดุลแบบแอคทีฟจึงกลายเป็นทิศทางหลัก ซึ่งแตกต่างจากการปรับสมดุลแบบพาสซีฟ การปรับสมดุลแบบแอคทีฟจะถ่ายโอนพลังงานจากเซลล์ไฟฟ้าแรงสูง-ไปยังเซลล์ไฟฟ้าแรงต่ำ- แทนที่จะกระจายไปเป็นความร้อน ซึ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงานโดยรวมได้อย่างมาก
ในปัจจุบัน บริษัทชั้นนำต่างนำโซลูชันการปรับสมดุลแบบแอคทีฟต่างๆ มาใช้ วิธีการทั่วไปวิธีหนึ่งคือการเพิ่มตัวเหนี่ยวนำ ตัวเก็บประจุ หรือวงจร DC/DC เข้าไปใน BMU (หน่วยจัดการแบตเตอรี่) ช่วยให้พลังงานไหลโดยตรงจากเซลล์ที่แข็งแรงกว่าไปยังเซลล์ที่อ่อนแอกว่า ช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพที่สมดุลในขณะที่ลดการสิ้นเปลืองพลังงาน
โซลูชันที่ได้รับความนิยมเพิ่มขึ้นอีกวิธีหนึ่งคือการติดตั้งโมดูล DC/DC ภายในกล่อง-ระดับแรงดันสูง-ของคลัสเตอร์ ซึ่งช่วยให้สามารถบังคับปรับสมดุลระหว่างคลัสเตอร์แบตเตอรี่ ป้องกันไม่ให้ความจุไม่ตรงกันระหว่างคลัสเตอร์ส่งผลกระทบต่อทั้งระบบ
เนื่องจากโครงการจัดเก็บข้อมูลอเนกประสงค์-มีขนาดใหญ่ขึ้นและชาญฉลาดมากขึ้น เทคโนโลยีการปรับสมดุลจึงไม่ได้เป็นเพียงฟังก์ชันการปกป้องแบตเตอรี่อีกต่อไป โดยค่อยๆ กลายเป็นปัจจัยหลักที่กำหนดประสิทธิภาพของระบบ ประสิทธิภาพของวงจรชีวิต และ-ผลตอบแทนจากการลงทุนในระยะยาว