Mitkä ovat epäjohdonmukaisten litiumparistojen vaarat?

Litiumioniakun energiatiheys on korkea, turvallisuussyistä yleistä tilavuutta ei suunnitella liian suureksi, vaan useita yksittäisiä litiumrautafosfaattikennoja johtavien liittimien kautta sarjaan ja rinnakkain virtalähteeseen muodostaen aurinkolitiumparistomoduulin. Tässä on kuitenkin kohdattava johdonmukaisuusongelma.

Epäjohdonmukaisuusaurinko litium akkuparametreja ovat yleensä kapasiteetti, sisäinen vastus, avoimen piirin jännitteen epäjohdonmukaisuus, tuotantoprosessissa muodostunut akkukennon suorituskyvyn epäjohdonmukaisuus pahenee entisestään käyttöprosessissa, sama akkupaketti kennon sisällä, sitä heikompi on aina heikompi ja kiihdytetty heikentyä ja aste hajaantuminen parametrien välillä monomeeri solu, jossa syveneminen ikääntymisen astetta ja kasvaa.

Aiheeseen liittyvää luettavaa: Mikä on aurinkolitiumpariston johdonmukaisuus?

Tämä artikkeli esittelee epäjohdonmukaisia ​​kennoja, kun niitä käytetään sarjassa ja yhdessä, mitä haittaa litiumioniakkupakkauksesta aiheutuu ja kuinka meidän tulisi käsitellä epäjohdonmukaisten aurinkolitiumparistojen ongelmaa.

Mitkä ovat epäjohdonmukaisten aurinko-litiumparistojen vaarat?

Aurinkoenergian litiumakun tallennuskapasiteetin menetys

Aurinkolitium-akkupaketin suunnittelussa kokonaiskapasiteetti on "tynnyriperiaatteen" mukainen, pahimman litium-rautafosfaattikennon kapasiteetti määrää koko aurinko-litium-akun kapasiteetin. Ylilatauksen ja ylipurkautumisen estämiseksi akunhallintajärjestelmä noudattaa seuraavaa logiikkaa:

Purkaessaan: kun alin yksikennon jännite saavuttaa purkauskatkaisujännitteen, koko akku lakkaa purkamasta;
Latauksen aikana: kun korkein yksittäinen jännite koskettaa latauksen katkaisujännitettä, lataus pysähtyy.

Lisäksi kun pienemmän kapasiteetin akkukennoa käytetään sarjassa suuremman kapasiteetin akkukennon kanssa, pienempikapasiteettinen akkukenno on aina täysin tyhjä, kun taas suurempikapasiteettinen akkukenno käyttää aina osan kapasiteetistaan, mikä johtaa koko akun kapasiteetista osa on aina lepotilassa.

Aurinkoenergian litiumakkujen lyhennetty säilytysaika

Vastaavasti alitium-aurinkoakkuriippuu lyhyimmän elinkaaren omaavasta litiumrautafosfaattikennosta. On todennäköistä, että lyhin elinikäinen kenno on litiumrautafosfaattikenno, jonka kapasiteetti on pieni. Pienemmän kapasiteetin LiFePO4-kenno on todennäköisesti ensimmäinen, joka saavuttaa käyttöikänsä lopun, koska se latautuu täyteen ja purkautuu joka kerta. Kun litiumrautafosfaattikennojen ryhmäksi hitsataan käyttöiän päätyttyä, myös koko aurinkolitiumparisto seuraa käyttöiän loppua.

Aurinkoakkujen sisäisen vastuksen kasvu

Kun sama virta kulkee eri sisäresistanssien kennojen läpi, LiFePO4-kenno, jolla on suurempi sisäinen vastus, tuottaa enemmän lämpöä. Tämä johtaa aurinkokennojen korkeaan lämpötilaan, mikä nopeuttaa huononemisnopeutta ja lisää entisestään sisäistä vastusta. Sisäisen vastuksen ja lämpötilan nousun välille muodostuu negatiivinen takaisinkytkentäpari, mikä nopeuttaa korkean sisäisen vastuksen omaavien kennojen rappeutumista.

Yllä mainitut kolme parametria eivät ole täysin riippumattomia, ja syvästi ikääntyneillä soluilla on suurempi sisäinen vastus ja enemmän kapasiteetin heikkenemistä. Vaikka nämä parametrit vaikuttavat toisiinsa, mutta ne selittävät erikseen niiden vaikutussuunnan, auttavat ymmärtämään paremmin aurinko-litiumpariston epäjohdonmukaisuuden haittoja.

Kuinka käsitellä litium-aurinkopariston epäjohdonmukaisuutta?

Lämmönhallinta

Vastauksena ongelmaan, että litiumrautafosfaattikennot, joilla on epäjohdonmukainen sisäinen vastus, tuottavat erilaisia ​​lämpömääriä, voidaan sisällyttää lämmönhallintajärjestelmä säätelemään lämpötilaeroa koko akussa niin, että lämpötilaero pysyy pienellä alueella. Tällä tavalla, vaikka enemmän lämpöä tuottavassa kennossa lämpötilan nousu silti olisi korkea, se ei vetäydy pois muista kennoista eikä huononemistaso poikkea merkittävästi. Yleisiä lämmönhallintajärjestelmiä ovat ilmajäähdytteiset ja nestejäähdytteiset järjestelmät.

Lajittelu

Lajittelun tarkoituksena on erottaa litiumrautafosfaattiakkukennojen erilaiset parametrit ja erät valinnalla, vaikka litiumrautafosfaattiakkukennoissa olisi sama erä, mutta myös se on seulottava, litiumrautafosfaattiakun suhteellisen pitoisuuden parametrit solut akussa, akkupaketti. Lajittelumenetelmiä ovat staattinen lajittelu ja dynaaminen lajittelu.

Tasoitus

Litiumrautafosfaattikennojen epäjohdonmukaisuuden vuoksi joidenkin kennojen päätejännite on muita kennoja edellä ja saavuttaa ohjauskynnyksen ensin, jolloin koko järjestelmän kapasiteetti pienenee. Akunhallintajärjestelmän BMS taajuuskorjaustoiminto ratkaisee tämän ongelman erittäin hyvin.

Kun litiumrautafosfaattiakkukenno saavuttaa ensimmäisenä latauksen katkaisujännitteen, kun taas litiumrautafosfaattiakun kennojännite jää jäljessä, BMS käynnistää latauksen tasaustoiminnon tai pääsyn vastukseen purkaakseen osa korkeajännitteisen litiumrautafosfaattiakun tehosta tai siirrä energia pois matalajännitteiseen litiumrautafosfaattiakkukennoon. Tällä tavalla latauksen katkaisutila poistuu, latausprosessi alkaa uudelleen ja akkua voidaan ladata suuremmalla teholla.