Solarna litijumska baterijaje ključna komponenta sistema za skladištenje solarne energije, performanse litijumske baterije su jedan od ključnih elemenata za određivanje performansi sistema za skladištenje energije baterije.
Razvoj tehnologije solarnih litijumskih baterija je bio da se kontrolišu troškovi, poboljšaju gustoća energije i gustina snage litijumskih baterija, poboljša upotreba sigurnosti, produži životni vek i poboljša konzistentnost paketa baterija, itd. kao glavna osovina, a poboljšanje ovih elemenata i dalje je litijumska baterija s kojom se trenutno suočava najveći izazov. To je uglavnom zbog grupe performansi jedne ćelije i korištenja radnog okruženja (kao što je temperatura) postoje razlike, tako da su performanse solarnih litijumskih baterija uvijek niže od najgore pojedinačne ćelije u baterijskom paketu.
Nedosljednost performansi jedne ćelije i radnog okruženja ne samo da smanjuje performanse solarne litijumske baterije, već utiče i na tačnost BMS praćenja i sigurnost baterije. Dakle, koji su razlozi za nedosljednost solarne litijumske baterije?
Šta je konzistencija litijum solarne baterije?
Konzistentnost litijumskih solarnih baterija znači da napon, kapacitet, unutrašnji otpor, životni vek, temperaturni efekat, brzina samopražnjenja i drugi parametri ostaju vrlo konzistentni bez velike razlike nakon što isti model specifikacije pojedinačnih ćelija formira bateriju.
Konzistentnost litijumske solarne baterije je kritična za osiguravanje ujednačenih performansi, smanjenje rizika i optimizaciju vijeka trajanja baterije.
Povezano čitanje: koje opasnosti mogu donijeti nedosljedne litijumske baterije?
Šta uzrokuje nedosljednost solarnih litijumskih baterija?
Nedosljednost baterijskog paketa često uzrokuje solarne litijumske baterije u procesu ciklusa, kao što je prekomjerna degradacija kapaciteta, kraći vijek trajanja i drugi problemi. Mnogo je razloga za nedosljednost solarnih litijumskih baterija, uglavnom u procesu proizvodnje i korištenju procesa.
1. Razlike u parametrima između pojedinačnih litijum-gvozdeno-fosfatnih baterija
Razlike u stanju između litijum-gvozdeno-fosfatnih monomer baterija uglavnom uključuju početne razlike između monomernih baterija i razlike u parametrima koje nastaju tokom procesa upotrebe. Postoji niz nekontrolisanih faktora u procesu dizajna, proizvodnje, skladištenja i upotrebe baterije koji mogu uticati na konzistentnost baterije. Poboljšanje konzistentnosti pojedinačnih ćelija je preduslov za poboljšanje performansi baterija. Interakcija parametara pojedinačnih ćelija litijum gvožđe fosfata, trenutno stanje parametara je pod uticajem početnog stanja i kumulativnog efekta vremena.
Kapacitet litijum-gvozdeno-fosfatne baterije, napon i brzina samopražnjenja
Nedosljednost kapaciteta litijum željezo-fosfatne baterije učinit će dubinu pražnjenja svake pojedinačne ćelije nedosljednom. Baterije sa manjim kapacitetom i lošijim performansama će ranije dostići stanje punog napunjenosti, zbog čega baterije sa velikim kapacitetom i dobrim performansama neće uspeti da dostignu stanje punog napunjenosti. Nedosljednost napona baterije litij željezo-fosfat će dovesti do toga da se paralelni paketi baterija u jednoj ćeliji međusobno pune, baterija višeg napona će dati punjenje baterije nižeg napona, što će ubrzati degradaciju performansi baterije, gubitak energije cijelog baterijskog paketa . Velika brzina samopražnjenja gubitka kapaciteta baterije, nedosljednost stope samopražnjenja litij-željezo-fosfatne baterije dovest će do razlika u stanju napunjenosti baterije, naponu, što utječe na performanse baterije.
Unutrašnji otpor jedne litijum-gvozdeno-fosfatne baterije
U serijskom sistemu, razlika u unutrašnjem otporu jedne litijum-gvozdeno-fosfatne baterije će dovesti do nedoslednosti u naponu punjenja svake baterije, baterija sa velikim unutrašnjim otporom unapred dostiže gornju granicu napona, a druge baterije možda neće biti potpuno napunjene na ovaj put. Baterije sa visokim unutrašnjim otporom imaju veliki gubitak energije i stvaraju veliku toplotu, a temperaturna razlika dodatno povećava razliku u unutrašnjem otporu, što dovodi do začaranog kruga.
Paralelni sistem, razlika unutrašnjeg otpora će dovesti do nedosljednosti struje svake baterije, struja napona baterije se brzo mijenja, tako da je dubina punjenja i pražnjenja svake pojedinačne baterije nedosljedna, što rezultira stvarnim kapacitetom sistema. teško dostići projektnu vrijednost. Radna struja baterije je drugačija, njene performanse u korištenju procesa će proizvesti razlike, i na kraju će utjecati na vijek trajanja cijelog paketa baterija.
2. Uvjeti punjenja i pražnjenja
Metoda punjenja utječe na učinkovitost punjenja i stanje punjenja solarne litijumske baterije, prekomjerno punjenje i prekomjerno pražnjenje će oštetiti bateriju, a baterija će pokazati nedosljednost nakon mnogo puta punjenja i pražnjenja. Trenutno postoji nekoliko metoda punjenja za litijum-jonske baterije, ali uobičajene su segmentirano punjenje konstantnom strujom i punjenje konstantnom strujom konstantnog napona. Punjenje konstantnom strujom je idealniji način za sigurno i efikasno potpuno punjenje; punjenje konstantnom strujom i konstantnim naponom učinkovito kombinuje prednosti punjenja konstantnom strujom i punjenja konstantnim naponom, rješavanje općeg načina punjenja konstantnom strujom teško je precizno potpuno punjenje, izbjegavanje metode punjenja konstantnim naponom u punjenju u ranoj fazi struje je prevelika da bi baterija mogla utjecati na rad baterije, jednostavno i praktično.
3. Radna temperatura
Performanse solarnih litijumskih baterija će biti značajno smanjene pod visokim temperaturama i velikom brzinom pražnjenja. To je zato što će litijum-jonska baterija u uslovima visoke temperature i upotrebe velike struje izazvati razgradnju aktivnog materijala katode i elektrolita, što je egzotermni proces, u kratkom vremenskom periodu, kao što je oslobađanje toplote može dovesti do sopstvene temperatura dalje raste, a više temperature ubrzavaju fenomen raspadanja, formiranje začaranog kruga, ubrzano raspadanje baterije do daljeg pada performansi. Stoga, ako se baterijom ne upravlja pravilno, to će dovesti do nepovratnog gubitka performansi.
Dizajn solarne litijumske baterije i korištenje razlika u okolišu uzrokovat će da temperaturno okruženje jedne ćelije nije dosljedno. Kao što pokazuje Arrheniusov zakon, konstanta brzine elektrohemijske reakcije baterije je eksponencijalno povezana sa stepenom, a elektrohemijske karakteristike baterije su različite na različitim temperaturama. Temperatura utiče na rad elektrohemijskog sistema baterije, kulombičku efikasnost, sposobnost punjenja i pražnjenja, izlaznu snagu, kapacitet, pouzdanost i životni vek. Trenutno se provode glavna istraživanja kako bi se kvantificirao utjecaj temperature na neusklađenost baterija.
4. Vanjski krug baterije
Veze
U akomercijalni sistem skladištenja energije, litijum solarne baterije će se sklapati serijski i paralelno, tako da će između baterija i modula biti mnogo spojnih kola i kontrolnih elemenata. Zbog različitih performansi i brzine starenja svakog strukturnog člana ili komponente, kao i nedosljedne energije koja se troši na svakoj tački povezivanja, različiti uređaji imaju različite efekte na bateriju, što rezultira nedosljednim sistemom baterijskog paketa. Nedosljednosti u brzini degradacije baterije u paralelnim kolima mogu ubrzati propadanje sistema.
Impedansa priključnog dijela također će imati utjecaja na nedosljednost baterijskog paketa, otpor priključnog dijela nije isti, otpor pola na jednoćelijsku granu je različit, udaljen od pola baterije zbog priključnog komada je duži i otpor je veći, struja je manja, spojni komad će učiniti da će pojedinačna ćelija spojena na pol biti prva koja će dostići granični napon, što rezultira smanjenjem korištenja energije, što utiče na performanse baterije, a starenje jedne ćelije prije vremena će dovesti do prekomjernog punjenja povezane baterije, što rezultira sigurnošću i sigurnošću baterije. Rano starenje jedne ćelije će dovesti do prekomernog punjenja baterije povezane s njom, što će rezultirati potencijalnim sigurnosnim opasnostima.
Kako se broj ciklusa baterije povećava, to će uzrokovati povećanje omskog unutrašnjeg otpora, degradaciju kapaciteta, a omjer omskog unutrašnjeg otpora i vrijednosti otpora spojnog komada će se promijeniti. Da bi se osigurala sigurnost sistema, mora se uzeti u obzir uticaj otpora spojnog komada.
BMS ulazno kolo
Sistem upravljanja baterijom (BMS) je garancija normalnog rada baterijskih paketa, ali ulazni krug BMS-a će negativno uticati na konzistentnost baterije. Metode praćenja napona baterije uključuju precizan otpornički djelitelj napona, integrirano uzorkovanje čipa, itd. Ove metode ne mogu izbjeći struju curenja bez opterećenja linije uzorkovanja zbog prisustva puteva otpornika i kola, a ulazna impedanca uzorkovanja napona sistema upravljanja baterijom će povećati nedosljednost stanja napunjenosti baterije (SOC) i utiču na performanse baterije.
5. Greška procjene SOC-a
SOC nedosljednost je uzrokovana nedosljednošću početnog nominalnog kapaciteta jedne ćelije i nedosljednošću stope opadanja nominalnog kapaciteta jedne ćelije tokom rada. Za paralelno kolo, razlika unutrašnjeg otpora jedne ćelije će uzrokovati neravnomjernu raspodjelu struje, što će dovesti do nekonzistentnosti SOC-a. SOC algoritmi uključuju metodu integracije amper-vremena, metodu napona otvorenog kola, metodu Kalmanovog filtriranja, metodu neuronske mreže, metodu fuzzy logike i metodu testa pražnjenja, itd. Greška procjene SOC-a je zbog nedosljednosti početnog nominalnog kapaciteta jedne ćelije i nedosljednost stope opadanja nominalnog kapaciteta jedne ćelije tokom rada.
Metoda integracije amper-vremena ima bolju tačnost kada je SOC početnog stanja napunjenosti tačniji, ali na kulombičku efikasnost uvelike utiču stanje napunjenosti, temperatura i struja baterije, što je teško precizno izmeriti, tako da teško je da metoda integracije ampera i vremena ispuni zahtjeve za tačnost za procjenu stanja naelektrisanja. Metoda napona otvorenog kruga Nakon dužeg perioda mirovanja, napon otvorenog kruga baterije ima definitivan funkcionalni odnos sa SOC-om, a procijenjena vrijednost SOC-a se dobija mjerenjem napona na terminalu. Metoda napona otvorenog kruga ima prednost visoke tačnosti procjene, ali nedostatak dugog vremena mirovanja također ograničava njenu upotrebu.
Kako poboljšati konzistentnost litijum solarne baterije?
Poboljšajte konzistentnost solarnih litijumskih baterija u procesu proizvodnje:
Prije proizvodnje solarnih litijumskih baterija, potrebno je sortirati litijum željezo-fosfatne baterije kako bi se osiguralo da pojedinačne ćelije u modulu koriste ujednačene specifikacije i modele, te testirati napon, kapacitet, unutrašnji otpor, itd. osigurati konzistentnost početnih performansi solarnih litijumskih baterija.
Kontrola procesa korištenja i održavanja
Praćenje baterije u realnom vremenu pomoću BMS-a:Praćenje baterije u realnom vremenu tokom procesa upotrebe može se posmatrati u realnom vremenu do konzistentnosti procesa upotrebe. Pokušajte osigurati da se radna temperatura solarne litijumske baterije održava u optimalnom rasponu, ali također pokušajte osigurati konzistentnost temperaturnih uslova između baterija, kako biste efikasno osigurali konzistentnost performansi između baterija.
Usvojite razumnu strategiju kontrole:minimizirajte dubinu pražnjenja baterije što je više moguće kada je izlazna snaga dozvoljena, u BSLBATT-u, naše solarne litijumske baterije su obično podešene na dubinu pražnjenja ne veću od 90%. U isto vrijeme, izbjegavanje prekomjernog punjenja baterije može produžiti vijek trajanja baterije. Ojačajte održavanje baterije. Punite bateriju uz malu struju održavanja u određenim intervalima, a također obratite pažnju na čišćenje.
Konačni zaključak
Uzroci nedosljednosti baterija uglavnom su u dva aspekta proizvodnje i upotrebe baterija, nedosljednost Li-ion baterijskih paketa često uzrokuje da baterija za pohranu energije ima prebrzu degradaciju kapaciteta i kraći životni vijek tokom ciklusa, tako da je vrlo važno da se osigura konzistentnost solarnih litijumskih baterija.
Slično tome, također je vrlo važno odabrati profesionalne proizvođače i dobavljače solarnih litijumskih baterija,BSLBATTće testirati napon, kapacitet, unutrašnji otpor i druge aspekte svake LiFePO4 baterije prije svake proizvodnje i održavati svaku solarnu litijumsku bateriju s visokom konzistentnošću kontrolirajući je u procesu proizvodnje. Ako ste zainteresovani za naše proizvode za skladištenje energije, kontaktirajte nas za najbolju dilersku cenu.
Vrijeme objave: Sep-03-2024