Batterie solaire au lithiumest l'élément clé du système de stockage d'énergie solaire, les performances de la batterie au lithium sont l'un des éléments clés pour déterminer les performances du système de stockage d'énergie par batterie.
Le développement de la technologie des batteries solaires au lithium a consisté à contrôler les coûts, à améliorer la densité énergétique et la densité de puissance des batteries au lithium, à améliorer l'utilisation de la sécurité, à prolonger la durée de vie et à améliorer la cohérence de la batterie, etc. et l'amélioration de ces éléments reste la batterie au lithium qui est actuellement confrontée au plus grand défi. Cela est principalement dû au groupe de performances d'une seule cellule et à l'utilisation de l'environnement de fonctionnement (tel que la température), il existe des différences, de sorte que les performances des batteries solaires au lithium sont toujours inférieures à celles de la pire cellule unique du pack de batteries.
L'incohérence entre les performances d'une seule cellule et l'environnement de fonctionnement réduit non seulement les performances de la batterie solaire au lithium, mais affecte également la précision de la surveillance BMS et la sécurité de la batterie. Alors, quelles sont les raisons de l’incohérence de la batterie solaire au lithium ?
Qu'est-ce que la cohérence d'une batterie solaire au lithium ?
La cohérence de la batterie solaire au lithium signifie que la tension, la capacité, la résistance interne, la durée de vie, l'effet de la température, le taux d'autodécharge et d'autres paramètres restent très cohérents sans grande différence après que le même modèle de spécification de cellules uniques forme une batterie.
La cohérence des batteries solaires au lithium est essentielle pour garantir des performances uniformes, réduire les risques et optimiser la durée de vie de la batterie.
Quelles sont les causes de l’incohérence des batteries solaires au lithium ?
L'incohérence du bloc de batterie provoque souvent des batteries solaires au lithium dans le processus de cyclage, comme une dégradation excessive de la capacité, une durée de vie plus courte et d'autres problèmes. Il existe de nombreuses raisons à l'incohérence des batteries solaires au lithium, principalement dans le processus de fabrication et l'utilisation du processus.
1. Différences de paramètres entre les batteries simples au lithium fer phosphate
Les différences d'état entre les batteries monomères au lithium fer phosphate incluent principalement les différences initiales entre les batteries monomères et les différences de paramètres générées au cours du processus d'utilisation. Il existe une variété de facteurs incontrôlables dans le processus de conception, de fabrication, de stockage et d’utilisation des batteries qui peuvent affecter la cohérence de la batterie. L'amélioration de la cohérence des cellules individuelles est une condition préalable à l'amélioration des performances des packs de batteries. L'interaction des paramètres d'une seule cellule au lithium fer phosphate, l'état actuel du paramètre est affecté par l'état initial et l'effet cumulatif du temps.
Capacité, tension et taux d'autodécharge de la batterie au lithium fer phosphate
L'incohérence de la capacité de la batterie au lithium fer phosphate rendra la profondeur de décharge de la batterie de chaque cellule individuelle incohérente. Les batteries de plus petite capacité et de performances médiocres atteindront l'état de charge complète plus tôt, ce qui empêchera les batteries de grande capacité et de bonnes performances d'atteindre l'état de charge complète. L'incohérence de la tension de la batterie au lithium fer phosphate entraînera des batteries parallèles dans la cellule unique se chargeant les unes les autres, la batterie à tension plus élevée donnera une charge de batterie à tension inférieure, ce qui accélérera la dégradation des performances de la batterie, la perte d'énergie de l'ensemble de la batterie. . Un taux d'auto-décharge important de la perte de capacité de la batterie, l'incohérence du taux d'auto-décharge de la batterie au lithium fer phosphate entraînera des différences dans l'état de charge de la batterie, la tension, affectant les performances de la batterie.
Résistance interne d’une seule batterie au lithium fer phosphate
Dans le système en série, la différence de résistance interne d'une seule batterie au lithium fer phosphate entraînera une incohérence dans la tension de charge de chaque batterie, la batterie avec une grande résistance interne atteint la limite de tension supérieure à l'avance et les autres batteries peuvent ne pas être complètement chargées à cette fois. Les batteries à résistance interne élevée ont une perte d'énergie élevée et génèrent une chaleur élevée, et la différence de température augmente encore la différence de résistance interne, conduisant à un cercle vicieux.
Système parallèle, la différence de résistance interne entraînera une incohérence du courant de chaque batterie, le courant de la tension de la batterie change rapidement, de sorte que la profondeur de charge et de décharge de chaque batterie est incohérente, ce qui entraîne la capacité réelle du système. difficile d'atteindre la valeur de conception. Le courant de fonctionnement de la batterie est différent, ses performances dans l'utilisation du processus produiront des différences et affecteront finalement la durée de vie de l'ensemble de la batterie.
2. Conditions de charge et de décharge
La méthode de charge affecte l'efficacité de charge et l'état de charge de la batterie solaire au lithium, une surcharge et une décharge excessive endommageront la batterie, et la batterie présentera une incohérence après de nombreuses fois de charge et de décharge. À l'heure actuelle, il existe plusieurs méthodes de charge pour les batteries lithium-ion, mais les plus courantes sont la charge segmentée à courant constant et la charge à tension constante et à courant constant. La charge à courant constant est un moyen plus idéal pour effectuer une charge complète sûre et efficace ; La charge à courant constant et à tension constante combine efficacement les avantages de la charge à courant constant et de la charge à tension constante, résolvant la méthode générale de charge à courant constant est difficile pour une charge complète avec précision, évitant la méthode de charge à tension constante dans la charge du stade précoce du courant est trop grand pour que la batterie provoque l'impact du fonctionnement de la batterie, simple et pratique.
3. Température de fonctionnement
Les performances des batteries solaires au lithium seront considérablement dégradées en cas de température élevée et de taux de décharge élevé. En effet, la batterie lithium-ion, dans des conditions de température élevée et d'utilisation de courant élevé, provoquera la décomposition du matériau actif de la cathode et de l'électrolyte, qui est le processus exothermique, une courte période de temps, telle que le dégagement de chaleur, peut conduire à la propre batterie. la température augmente encore, et des températures plus élevées accélèrent le phénomène de décomposition, la formation d'un cercle vicieux, la décomposition accélérée de la batterie jusqu'à une nouvelle baisse des performances. Par conséquent, si la batterie n’est pas correctement gérée, cela entraînera une perte de performances irréversible.
La conception de la batterie solaire au lithium et l'utilisation de différences environnementales entraîneront une température ambiante non cohérente de la cellule unique. Comme le montre la loi d'Arrhenius, la constante de vitesse de réaction électrochimique d'une batterie est liée de manière exponentielle au degré, et les caractéristiques électrochimiques de la batterie sont différentes selon les températures. La température affecte le fonctionnement du système électrochimique de la batterie, l'efficacité coulombienne, la capacité de charge et de décharge, la puissance de sortie, la capacité, la fiabilité et la durée de vie. Actuellement, les principales recherches sont menées pour quantifier l'effet de la température sur l'incohérence des packs de batteries.
4. Circuit externe de la batterie
Relations
Dans unsystème de stockage d'énergie commercial, les batteries solaires au lithium seront assemblées en série et en parallèle, il y aura donc de nombreux circuits de connexion et éléments de contrôle entre les batteries et les modules. En raison des performances et du taux de vieillissement différents de chaque élément ou composant structurel, ainsi que de l'énergie consommée incohérente à chaque point de connexion, différents appareils ont des effets différents sur la batterie, ce qui entraîne un système de batterie incohérent. Des incohérences dans le taux de dégradation de la batterie dans les circuits parallèles peuvent accélérer la détérioration du système.
L'impédance de la pièce de connexion aura également un impact sur l'incohérence de la batterie, la résistance de la pièce de connexion n'est pas la même, la résistance du pôle à la résistance du circuit de dérivation d'une seule cellule est différente, loin du pôle de la batterie en raison de la pièce de connexion est plus long et la résistance est plus grande, le courant est plus petit, la pièce de connexion fera que la cellule unique connectée au pôle sera la première à atteindre la tension de coupure, ce qui entraînera une réduction de l'utilisation de l'énergie, affectant les performances de La batterie et le vieillissement anticipé de la cellule unique entraîneront une surcharge de la batterie connectée, ce qui entraînera la sûreté et la sécurité de la batterie. Le vieillissement précoce de la cellule unique entraînera une surcharge de la batterie qui y est connectée, entraînant des risques potentiels pour la sécurité.
À mesure que le nombre de cycles de batterie augmente, la résistance interne ohmique augmentera, la capacité se dégradera et le rapport entre la résistance interne ohmique et la valeur de résistance de la pièce de connexion changera. Pour assurer la sécurité du système, l'influence de la résistance de la pièce de raccordement doit être prise en compte.
Circuit d'entrée BMS
Le système de gestion de batterie (BMS) est la garantie du fonctionnement normal des batteries, mais le circuit d'entrée BMS affectera négativement la cohérence de la batterie. Les méthodes de surveillance de la tension de la batterie incluent un diviseur de tension de résistance de précision, un échantillonnage de puce intégré, etc. Ces méthodes ne peuvent pas éviter d'échantillonner le courant de fuite à vide de la ligne en raison de la présence de chemins de résistance et de circuit imprimé, et l'impédance d'entrée d'échantillonnage de tension du système de gestion de la batterie augmentera la incohérence de l’état de charge de la batterie (SOC) et affecter les performances de la batterie.
5. Erreur d'estimation du SOC
L'incohérence du SOC est causée par l'incohérence de la capacité nominale initiale d'une seule cellule et l'incohérence du taux de décroissance de la capacité nominale d'une seule cellule pendant le fonctionnement. Pour les circuits parallèles, la différence de résistance interne d'une seule cellule entraînera une répartition inégale du courant, ce qui entraînera une incohérence du SOC. Les algorithmes SOC incluent la méthode d'intégration ampère-temps, la méthode de tension en circuit ouvert, la méthode de filtrage de Kalman, la méthode de réseau neuronal, la méthode de logique floue et la méthode de test de décharge, etc. L'erreur d'estimation SOC est due à l'incohérence de la capacité nominale initiale d'une seule cellule. et l'incohérence du taux de décroissance de la capacité nominale d'une seule cellule pendant le fonctionnement.
La méthode d'intégration ampère-temps a une meilleure précision lorsque le SOC de l'état de charge de démarrage est plus précis, mais l'efficacité coulombienne est grandement affectée par l'état de charge, la température et le courant de la batterie, ce qui est difficile à mesurer avec précision, donc il est difficile pour la méthode d'intégration ampère-temps de répondre aux exigences de précision pour l'estimation de l'état de charge. Méthode de tension en circuit ouvert Après une longue période de repos, la tension en circuit ouvert de la batterie a une relation fonctionnelle définie avec le SOC, et la valeur estimée du SOC est obtenue en mesurant la tension aux bornes. La méthode de tension en circuit ouvert présente l’avantage d’une précision d’estimation élevée, mais l’inconvénient d’un temps de repos long limite également son utilisation.
Comment améliorer la cohérence des batteries solaires au lithium ?
Améliorer la cohérence des batteries solaires au lithium dans le processus de production :
Avant la production de batteries solaires au lithium, il est nécessaire de trier les batteries au lithium fer phosphate pour garantir que les cellules individuelles du module utilisent des spécifications et des modèles uniformes, et pour tester la tension, la capacité, la résistance interne, etc. assurer la cohérence des performances initiales des batteries solaires au lithium.
Contrôle du processus d’utilisation et de maintenance
Surveillance en temps réel de la batterie via BMS :La surveillance en temps réel de la batterie pendant le processus d'utilisation peut être observée en temps réel pour garantir la cohérence du processus d'utilisation. Essayez de vous assurer que la température de fonctionnement de la batterie solaire au lithium est maintenue dans la plage optimale, mais essayez également d'assurer la cohérence des conditions de température entre les batteries, afin d'assurer efficacement la cohérence des performances entre les batteries.
Adopter une stratégie de contrôle raisonnable :minimisez autant que possible la profondeur de décharge de la batterie lorsque la puissance de sortie est autorisée. Dans BSLBATT, nos batteries solaires au lithium sont généralement réglées à une profondeur de décharge ne dépassant pas 90 %. Dans le même temps, éviter la surcharge de la batterie peut prolonger la durée de vie de la batterie. Renforcer l'entretien de la batterie. Chargez la batterie avec un petit courant d'entretien à certains intervalles et faites également attention au nettoyage.
Conclusion finale
Les causes de l'incohérence de la batterie résident principalement dans les deux aspects de la fabrication et de l'utilisation de la batterie. L'incohérence des batteries Li-ion entraîne souvent une dégradation trop rapide de la capacité de la batterie de stockage d'énergie et une durée de vie plus courte pendant le processus de cyclage. Il est important d'assurer la cohérence des batteries solaires au lithium.
De même, il est également très important de choisir des fabricants et fournisseurs professionnels de batteries solaires au lithium,BSLBATTtestera la tension, la capacité, la résistance interne et d'autres aspects de chaque batterie LiFePO4 avant chaque production, et maintiendra chaque batterie solaire au lithium avec une cohérence élevée en la contrôlant dans le processus de production. Si vous êtes intéressé par nos produits de stockage d'énergie, contactez-nous pour obtenir le meilleur prix revendeur.
Heure de publication : 03 septembre 2024