Solární lithiová baterieje klíčovou součástí systému skladování solární energie, výkon lithiové baterie je jedním z klíčových prvků pro určení výkonu systému skladování energie baterie.
Vývoj technologie solárních lithiových baterií byl zaměřen na kontrolu nákladů, zlepšení hustoty energie a hustoty výkonu lithiových baterií, zvýšení bezpečnosti, prodloužení životnosti a zlepšení konzistence baterie atd. jako hlavní osa, a vylepšení těchto prvků je stále lithiová baterie, která v současnosti čelí největší výzvě. Je to dáno především skupinou jednočlánkového výkonu a využití provozního prostředí (např. teploty) existují rozdíly, takže výkon solárních lithiových baterií je vždy nižší než nejhoršího jednočlánku v bateriovém bloku.
Nekonzistence výkonu jednotlivých článků a provozního prostředí nejen snižuje výkon solární lithiové baterie, ale také ovlivňuje přesnost monitorování BMS a bezpečnost baterie. Jaké jsou tedy důvody nekonzistence solární lithiové baterie?
Jaká je konzistence lithiové solární baterie?
Konzistence lithiové solární baterie znamená, že napětí, kapacita, vnitřní odpor, životnost, teplotní vliv, rychlost samovybíjení a další parametry zůstávají vysoce konzistentní bez velkého rozdílu po stejném modelu specifikace jednotlivých článků tvořících baterii.
Konzistence lithiové solární baterie je zásadní pro zajištění jednotného výkonu, snížení rizika a optimalizaci životnosti baterie.
Související čtení: jaká jsou rizika, která mohou přinést nekonzistentní lithiové baterie?
Co způsobuje nekonzistenci solárních lithiových baterií?
Nekonzistence bateriového bloku často způsobuje solární lithiové baterie v procesu cyklování, jako je nadměrná degradace kapacity, kratší životnost a další problémy. Existuje mnoho důvodů pro nekonzistenci solárních lithiových baterií, zejména ve výrobním procesu a použití procesu.
1. Rozdíly v parametrech mezi jednotlivými lithium-železofosfátovými bateriemi
Stavové rozdíly mezi lithium-železofosfátovými monomerními bateriemi zahrnují především počáteční rozdíly mezi monomerními bateriemi a rozdíly parametrů generované během procesu používání. V procesu návrhu, výroby, skladování a používání baterie existuje řada neovlivnitelných faktorů, které mohou ovlivnit konzistenci baterie. Zlepšení konzistence jednotlivých článků je předpokladem pro zlepšení výkonu bateriových sad. Interakce jednobuněčných parametrů fosforečnanu lithného, aktuální stav parametrů je ovlivněn počátečním stavem a kumulativním vlivem času.
Kapacita lithium-železofosfátové baterie, napětí a rychlost samovybíjení
Nekonzistence kapacity lithium-železofosfátové baterie způsobí, že hloubka vybití každého jednotlivého článku bude nekonzistentní. Baterie s menší kapacitou a horším výkonem dosáhnou stavu plného nabití dříve, což způsobí, že baterie s velkou kapacitou a dobrým výkonem nedosáhnou stavu plného nabití. Nekonzistence napětí lithium-železofosfátové baterie povede k paralelnímu nabíjení jednotlivých článků, čím vyšší napětí baterie umožní nabíjení baterie s nižším napětím, což urychlí degradaci výkonu baterie, ztrátu energie celé baterie. . Velká rychlost samovybíjení ztráty kapacity baterie, nekonzistence rychlosti samovybíjení lithium-železofosfátové baterie povede k rozdílům ve stavu nabití baterie, napětí, které ovlivní výkon baterie.
Vnitřní odpor jedné lithium-železo fosfátové baterie
V sériovém systému povede rozdíl ve vnitřním odporu jedné lithium-železofosfátové baterie k nekonzistenci v nabíjecím napětí každé baterie, baterie s velkým vnitřním odporem dosáhne horního limitu napětí předem a jiné baterie nemusí být plně nabité při tentokrát. Baterie s vysokým vnitřním odporem mají vysoké energetické ztráty a generují vysoké teplo a teplotní rozdíl dále zvyšuje rozdíl ve vnitřním odporu, což vede k začarovanému kruhu.
Paralelní systém, rozdíl vnitřního odporu povede k nekonzistenci proudu každé baterie, proud napětí baterie se rychle mění, takže hloubka nabití a vybití každé jednotlivé baterie je nekonzistentní, což má za následek skutečnou kapacitu systému obtížné dosáhnout konstrukční hodnoty. Provozní proud baterie je různý, její výkon při použití procesu způsobí rozdíly a v konečném důsledku ovlivní životnost celé baterie.
2. Podmínky nabíjení a vybíjení
Způsob nabíjení ovlivňuje účinnost nabíjení a stav nabíjení solární lithiové baterie, přebíjení a nadměrné vybíjení poškodí baterii a baterie bude po mnoha nabíjeních a vybíjeních vykazovat nekonzistenci. V současné době existuje několik způsobů nabíjení lithium-iontových baterií, ale běžné jsou segmentované nabíjení konstantním proudem a nabíjení konstantním proudem konstantním napětím. Nabíjení konstantním proudem je ideálnější způsob, jak provést bezpečné a efektivní plné nabití; nabíjení konstantním proudem a konstantním napětím efektivně kombinuje výhody nabíjení konstantním proudem a nabíjení konstantním napětím, řešení obecné metody nabíjení konstantním proudem je obtížné přesně plné nabití, vyhýbání se metodě nabíjení konstantním napětím při nabíjení rané fáze proudu je příliš velké na to, aby baterie způsobila dopad provozu baterie, jednoduché a pohodlné.
3. Provozní teplota
Výkon solárních lithiových baterií bude při vysoké teplotě a vysoké rychlosti vybíjení výrazně snížen. Je to proto, že lithium-iontová baterie v podmínkách vysoké teploty a vysoké spotřebě proudu způsobí katodový aktivní materiál a rozklad elektrolytu, což je exotermický proces, krátká doba, jako je uvolnění tepla, může vést k vlastnímu teplota dále stoupá a vyšší teploty urychlují jev rozkladu, vytvoření začarovaného kruhu, zrychlený rozklad baterie k dalšímu poklesu výkonu. Pokud tedy není baterie správně spravována, dojde k nevratné ztrátě výkonu.
Konstrukce solární lithiové baterie a použití rozdílů v prostředí způsobí, že teplotní prostředí jednotlivých článků nebude konzistentní. Jak ukazuje Arrheniusův zákon, rychlostní konstanta elektrochemické reakce baterie exponenciálně souvisí se stupněm a elektrochemické charakteristiky baterie jsou různé při různých teplotách. Teplota ovlivňuje provoz elektrochemického systému baterie, coulombickou účinnost, schopnost nabíjení a vybíjení, výstupní výkon, kapacitu, spolehlivost a životnost cyklu. V současné době se provádí hlavní výzkum s cílem kvantifikovat vliv teploty na nekonzistenci bateriových sad.
4. Vnější obvod baterie
Spojení
V akomerční systém skladování energie, lithiové solární baterie budou sestaveny sériově a paralelně, takže mezi bateriemi a moduly bude mnoho spojovacích obvodů a ovládacích prvků. V důsledku různého výkonu a rychlosti stárnutí každého konstrukčního prvku nebo součásti a také nekonzistentní energie spotřebované v každém spojovacím bodě mají různá zařízení na baterii různé účinky, což má za následek nekonzistentní systém bateriových sad. Nekonzistence v rychlosti degradace baterie v paralelních obvodech může urychlit zhoršování stavu systému.
Impedance připojovacího kusu bude mít také dopad na nekonzistenci bateriového bloku, odpor připojovacího kusu není stejný, odpor pólu k jednočlánkové odbočce je jiný, daleko od pólu baterie kvůli připojovacímu kusu je delší a odpor je větší, proud je menší, spojovací kus způsobí, že jeden článek připojený k pólu jako první dosáhne vypínacího napětí, což má za následek snížení využití energie, což má vliv na výkon baterie a předčasné stárnutí jednoho článku povede k nadměrnému nabíjení připojené baterie, což má za následek bezpečnost a zabezpečení baterie. Předčasné stárnutí jednoho článku povede k přebití baterie, která je k němu připojena, což má za následek potenciální bezpečnostní rizika.
Jak se zvyšuje počet cyklů baterie, způsobí to zvýšení ohmického vnitřního odporu, degradaci kapacity a změní se poměr ohmického vnitřního odporu k hodnotě odporu spojovacího kusu. Pro zajištění bezpečnosti systému je třeba vzít v úvahu vliv odporu spojovacího kusu.
Vstupní obvod BMS
Systém správy baterie (BMS) je zárukou normálního provozu bateriových sad, ale vstupní obvod BMS nepříznivě ovlivní konzistenci baterie. Metody monitorování napětí baterie zahrnují přesný odporový dělič napětí, integrované vzorkování čipu atd. Tyto metody se nemohou vyhnout vzorkování svodového proudu při zátěži v důsledku přítomnosti odporu a cest obvodové desky a vstupní impedance vzorkování napětí systému správy baterie zvýší nekonzistence stavu nabití baterie (SOC) a ovlivnit výkon baterie.
5. Chyba odhadu SOC
Nekonzistence SOC je způsobena nekonzistencí počáteční jmenovité kapacity jednoho článku a nekonzistencí rychlosti poklesu jmenovité kapacity jednoho článku během provozu. U paralelního obvodu způsobí rozdíl vnitřního odporu jednoho článku nerovnoměrné rozložení proudu, což povede k nekonzistenci SOC. Algoritmy SOC zahrnují metodu ampér-časové integrace, metodu napětí naprázdno, metodu Kalmanovy filtrace, metodu neuronové sítě, metodu fuzzy logiky a metodu vybíjecího testu atd. Chyba odhadu SOC je způsobena nekonzistencí počáteční jmenovité kapacity jednoho článku a nekonzistence rychlosti poklesu jmenovité kapacity jednotlivé buňky během provozu.
Metoda ampérčasové integrace má lepší přesnost, když je SOC stavu počátečního nabití přesnější, ale Coulombická účinnost je značně ovlivněna stavem nabití, teplotou a proudem baterie, což je obtížné přesně měřit, takže pro metodu ampér-časové integrace je obtížné splnit požadavky na přesnost pro odhad stavu nabití. Metoda napětí naprázdno Po dlouhé době klidu má napětí naprázdno baterie určitý funkční vztah s SOC a odhadovaná hodnota SOC se získá měřením napětí na svorkách. Metoda napětí naprázdno má výhodu vysoké přesnosti odhadu, ale nevýhoda dlouhé doby klidu také omezuje její použití.
Jak zlepšit konzistenci lithiových solárních baterií?
Zlepšete konzistenci solárních lithiových baterií ve výrobním procesu:
Před výrobou solárních lithiových bateriových sad je nutné roztřídit lithium-železofosfátové baterie tak, aby jednotlivé články v modulu používaly jednotné specifikace a modely, a otestovat napětí, kapacitu, vnitřní odpor atd. jednotlivých článků, aby zajistit konzistenci počátečního výkonu solárních lithiových baterií.
Řízení procesu používání a údržby
Monitorování baterie v reálném čase pomocí BMS:Monitorování baterie v reálném čase během procesu používání lze sledovat v reálném čase až do souladu s procesem používání. Snažte se zajistit, aby provozní teplota solární lithiové baterie byla udržována v optimálním rozsahu, ale také se snažte zajistit konzistenci teplotních podmínek mezi bateriemi, aby byla efektivně zajištěna konzistence výkonu mezi bateriemi.
Přijměte rozumnou kontrolní strategii:minimalizujte hloubku vybití baterie co nejvíce, když je povolen výstupní výkon, v BSLBATT jsou naše solární lithiové baterie obvykle nastaveny na hloubku vybití maximálně 90 %. Zabráněním přebíjení baterie může zároveň prodloužit životnost baterie. Posílit údržbu sady baterií. V určitých intervalech nabíjejte baterii malým proudem a dbejte také na čištění.
Konečný závěr
Příčiny nekonzistence baterií jsou hlavně ve dvou aspektech výroby a použití baterií, nekonzistence Li-ion bateriových sad často způsobuje, že baterie pro ukládání energie má příliš rychlou degradaci kapacity a kratší životnost během procesu cyklování, takže je velmi důležité pro zajištění konzistence solárních lithiových baterií.
Podobně je také velmi důležité vybrat si profesionální výrobce a dodavatele solárních lithiových baterií,BSLBATTbude testovat napětí, kapacitu, vnitřní odpor a další aspekty každé LiFePO4 baterie před každou výrobou a udržovat každou solární lithiovou baterii s vysokou konzistencí tím, že ji kontroluje ve výrobním procesu. Máte-li zájem o naše produkty pro skladování energie, kontaktujte nás pro nejlepší dealerskou cenu.
Čas odeslání: září 03-2024