Millised on ebaühtlaste päikeseliitiumakude ohud?

Liitium-ioonaku energiatihedus on kõrge, ohutuse huvides ei kavandata üldist mahtu liiga suureks, vaid hulk üksikuid liitiumraudfosfaatelemente läbi juhtivate pistikute järjest ja paralleelselt toiteallikaks, moodustades päikeseliitiumaku mooduli. aga see peab lahendama järjepidevuse probleemi.

Ebakõlapäikese liitiumakuparameetrid hõlmavad tavaliselt mahtuvust, sisetakistust, avatud vooluahela pinge ebaühtlust, tootmisprotsessis tekkinud akuelemendi jõudluse ebaühtlust, mis süveneb kasutusprotsessis veelgi, sama akuplokk elemendis, seda nõrgem on alati nõrgemaks ja kiirendatud muutuda nõrgemaks ja hajutamise aste parameetrite vahel monomeerrakk, süvenedes aste vananemine ja muutuvad suuremaks.

Seotud lugemine: Mis on liitiumpatarei päikesepatarei konsistents?

See artikkel tutvustab ebajärjekindlaid elemente, kui neid kasutatakse seeriaviisiliselt ja koos, millist kahju toob kaasa liitium-ioonaku PACK ja kuidas peaksime lahendama ebaühtlaste päikeseliitiumakude probleemi.

Millised on ebajärjekindlate päikeseliitiumpatareide ohud?

Päikese liitiumaku salvestusmahu kaotus

Päikese liitiumaku paketi konstruktsioonis on üldine mahutavus kooskõlas "tünniprintsiibiga", halvima liitium-raudfosfaatelemendi mahutavus määrab kogu päikese liitiumaku mahutavuse. Ülelaadimise ja tühjenemise vältimiseks kasutab akuhaldussüsteem järgmist loogikat:

Tühjenemisel: kui madalaim üksikelemendi pinge jõuab tühjenemise katkestuspingeni, lõpetab kogu aku tühjenemise;
Laadimise ajal: kui kõrgeim individuaalne pinge puudutab laadimise katkestuspinget, siis laadimine peatub.

Lisaks, kui väiksema võimsusega akuelementi kasutatakse järjestikku suurema võimsusega akuelemendiga, tühjeneb väiksema võimsusega akuelement alati täielikult, samas kui suurema võimsusega akuelement kasutab alati osa oma võimsusest, mille tulemuseks on kogu akukomplekt on alati osa oma mahust jõudeolekus.

Liitiumaku päikesepatareide lühem säilivusaeg

Samamoodi eluiga aliitium päikesepatareisõltub lühima elueaga liitiumraudfosfaadi rakust. Tõenäoliselt on lühima elueaga rakk väikese võimsusega liitiumraudfosfaadi rakk. Väiksema võimsusega LiFePO4 element on tõenäoliselt esimene, mis jõuab oma eluea lõpuni, sest see on iga kord täielikult laetud ja tühjenenud. Kui liitiumraudfosfaatelementide rühmana keevitatakse, järgib kogu päikeseenergia liitiumaku kasutusea lõppu.

Päikesepatareide sisemise takistuse suurenemine

Kui sama vool läbib erineva sisetakistusega elemente, tekitab suurema sisetakistusega LiFePO4 element rohkem soojust. See toob kaasa päikesepatarei kõrge temperatuuri, mis kiirendab riknemist ja suurendab veelgi sisemist takistust. Sisetakistuse ja temperatuuritõusu vahele moodustub paar negatiivset tagasisidet, mis kiirendab suure sisetakistusega rakkude riknemist.

Ülaltoodud kolm parameetrit ei ole täiesti sõltumatud ning sügavalt vananenud rakkudel on suurem sisemine takistus ja suurem võimsuse halvenemine. Kuigi need parameetrid mõjutavad üksteist, kuid selgitavad eraldi nende mõjusuundi, aitavad paremini mõista liitiumpatarei päikesepatareide ebaühtluse kahju.

Kuidas tulla toime liitium-päikesepatareide ebaühtlusega?

Soojusjuhtimine

Vastuseks probleemile, et ebaühtlase sisetakistusega liitiumraudfosfaatelemendid tekitavad erinevas koguses soojust, saab lisada soojusjuhtimissüsteemi, mis reguleerib temperatuurierinevust kogu akupaki ulatuses, nii et temperatuuride erinevus jääb väikesesse vahemikku. Sel viisil, isegi kui rohkem soojust tootval rakul on kõrge temperatuuritõus, ei tõmbu see teistest rakkudest eemale ja riknemise tase ei erine oluliselt. Levinud soojusjuhtimissüsteemid hõlmavad õhkjahutusega ja vedelikjahutusega süsteeme.

Sorteerimine

Sorteerimise eesmärk on liitiumraudfosfaatpatareide erinevate parameetrite ja partiide eraldamine valimise teel, isegi kui liitiumraudfosfaatpatarei aku on sama partii, kuid neid tuleb ka sõeluda, liitiumraudfosfaatpatarei suhtelise kontsentratsiooni parameetrid. elemendid akus, akupakett. Sorteerimismeetodid hõlmavad staatilist sortimist ja dünaamilist sortimist.

Tasastamine

Liitiumraudfosfaatelementide ebaühtluse tõttu on mõne elemendi klemmipinge teistest elementidest ees ja jõuab esmalt kontrollläveni, mille tulemusena väheneb kogu süsteemi võimsus. Akuhaldussüsteemi BMS võrdsusfunktsioon suudab selle probleemi väga hästi lahendada.

Kui liitiumraudfosfaataku element saavutab esimesena laadimise katkestuspinge, samas kui ülejäänud liitiumraudfosfaataku elemendi pinge jääb maha, käivitab BMS laadimise võrdsustamise funktsiooni ehk juurdepääsu takistile, et tühjendada. osa kõrgepinge liitiumraudfosfaat aku elemendi võimsusest või edastada energia madalpinge liitiumraudfosfaat aku elementi üles. Sel viisil tühistatakse laadimise katkestus, laadimisprotsess algab uuesti ja akut saab laadida suurema võimsusega.