Energy efficiency improvement of Li-ion battery packs via balancing techniques

Abstract

Due to worldwide energy consumption increase, different energy strategies are growing in order to reduce fossil fuel consumption, increase renewable energy impact and increase energy efficiency. Renewable energy impact in the electric grid is increased by combination with energy storage systems. Energy storage systems storage energy during low consumption periods and insert energy during high power demand time. The efficiency and the stability of the electric grid are improved. The thesis work is focused on the energy improvement of Li-ion based energy storage systems. To improve the energy of series connected Li-ion energy storage system balancing systems are required. The thesis deals with the analysis of unbalancing processes in series connected Li-ion cells and the balancing system design to improve the Li-ion battery pack energetic behavior. The search of a low complexity active balancing system to compete against the passive balancing system is one of the most important research lines.

Mundu mailako energia kontsumoa igotzen ari denez, araudi energetiko berriak sortzen ari dira erregai fosilen kontsumoa murritzeko, energia berriztagarriak ezartzeko eta efizientzia energetikoa handitzeko. Energia berriztagarrien ezartzea eta beraien erabilpena sare elektrikoan, asko hobetzen da metatze sistemen laguntzarekin. Metatze sistemek energia batzen dute kontsumo txikiko uneetan energia txertatuz sare elektrikora kontsumo handiko aldiuneetan, sare elektrikoaren efizientzia eta egonkortasuna hobetuz. Tesi lana litio ioizko metatze sistemen energia efizientzia hobetzean datza. Litio ioizko metatze sistemak litio zelden serie konekzioak dira. Seriean konektatuko sistema hauen efizientzia hobetzeko beharrezkoa da sistema orekatzaileak erabiltzea zelden artean sortutako desberdintasunak konpentsatzeko. Tesi hau zelden arteko desoreken analisian eta desoreka hauek konpentsatzeko beharrezkoak diren oreka sistemen diseinuan zentratzen da. Oreka sistema aktibo konpetitiboen diseinua, oreka sistema pasiboekin lehiatzeko da tesiaren lan inguru nagusienetakoa.