Solarna litijska baterijaje ključna komponenta sustava za pohranu solarne energije, performanse litijske baterije jedan su od ključnih elemenata za određivanje performansi sustava za pohranu energije baterija.
Razvoj tehnologije solarnih litijevih baterija bio je kontrola troškova, poboljšanje gustoće energije i gustoće snage litijevih baterija, povećanje sigurnosti, produljenje životnog vijeka i poboljšanje konzistentnosti paketa baterija itd. kao glavne osi, a poboljšanje ovih elemenata i dalje je litijska baterija trenutno pred najvećim izazovom. To je uglavnom zbog skupine performansi jedne ćelije i upotrebe radnog okruženja (kao što je temperatura) postoje razlike, tako da je izvedba solarnih litijevih baterija uvijek niža od najlošije pojedinačne ćelije u paketu baterija.
Nedosljednost performansi jedne ćelije i radnog okruženja ne samo da smanjuje performanse solarne litijske baterije, već također utječe na točnost nadzora BMS-a i sigurnost baterije. Dakle, koji su razlozi nedosljednosti solarne litijske baterije?
Što je konzistencija litijske solarne baterije?
Konzistentnost baterijskog paketa litijskih solarnih baterija znači da napon, kapacitet, unutarnji otpor, životni vijek, temperaturni učinak, stopa samopražnjenja i drugi parametri ostaju vrlo konzistentni bez velike razlike nakon što isti specifikacijski model pojedinačnih ćelija formira paket baterija.
Konzistentnost litijskih solarnih baterija ključna je za osiguranje ujednačenih performansi, smanjenje rizika i optimiziranje vijeka trajanja baterije.
Povezano čitanje: koje su opasnosti koje nekonzistentne litijeve baterije mogu donijeti?
Što uzrokuje nedosljednost solarnih litijskih baterija?
Nedosljednost paketa baterija često uzrokuje solarne litijske baterije u procesu ciklusa, kao što je prekomjerna degradacija kapaciteta, kraći vijek trajanja i drugi problemi. Mnogo je razloga za nedosljednost solarnih litijevih baterija, uglavnom u procesu proizvodnje i korištenju procesa.
1. Razlike u parametrima između pojedinačnih baterija litij željezo fosfat
Razlike u stanju između litij željezo fosfat monomernih baterija uglavnom uključuju početne razlike između monomernih baterija i razlike parametara nastale tijekom procesa upotrebe. Postoji niz nekontroliranih čimbenika u procesu dizajna baterije, proizvodnje, skladištenja i upotrebe koji mogu utjecati na konzistentnost baterije. Poboljšanje konzistentnosti pojedinačnih ćelija je preduvjet za poboljšanje performansi baterijskih paketa. Interakcija parametara pojedinačne ćelije litij željezo fosfata, trenutno stanje parametra je pod utjecajem početnog stanja i kumulativnog učinka vremena.
Kapacitet litij željezo fosfatne baterije, napon i brzina samopražnjenja
Nedosljednost kapaciteta litij-željezo-fosfatne baterije učinit će dubinu pražnjenja svake pojedinačne ćelije nedosljednom. Baterije s manjim kapacitetom i lošijim performansama ranije će doći do stanja pune napunjenosti, uzrokujući da baterije s velikim kapacitetom i dobrim performansama ne dosegnu stanje pune napunjenosti. Nedosljednost napona litij-željezo-fosfatne baterije dovest će do toga da se paralelni paketi baterija u jednoj ćeliji međusobno pune, baterija višeg napona dat će punjenje baterije nižeg napona, što će ubrzati degradaciju performansi baterije, gubitak energije cijelog paketa baterija . Velika stopa samopražnjenja gubitka kapaciteta baterije, nedosljednost stope samopražnjenja baterije litij željezo fosfat dovest će do razlika u stanju napunjenosti baterije, naponu, što utječe na performanse baterije.
Unutarnji otpor jedne litij željezo fosfatne baterije
U serijskom sustavu, razlika u unutarnjem otporu jedne litij-željezo-fosfatne baterije dovest će do nedosljednosti u naponu punjenja svake baterije, baterija s velikim unutarnjim otporom dosegne gornju granicu napona unaprijed, a druge baterije možda neće biti potpuno napunjene na ovaj put. Baterije s visokim unutarnjim otporom imaju veliki gubitak energije i stvaraju veliku toplinu, a temperaturna razlika dodatno povećava razliku u unutarnjem otporu, što dovodi do začaranog kruga.
Paralelni sustav, razlika unutarnjeg otpora dovest će 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 sustava teško doseći projektiranu vrijednost. Radna struja baterije je drugačija, njezina izvedba u korištenju procesa proizvest će razlike i na kraju će utjecati na vijek trajanja cijele baterije.
2. Uvjeti punjenja i pražnjenja
Metoda punjenja utječe na učinkovitost punjenja i stanje napunjenosti solarne litijske baterije, prekomjerno punjenje i prekomjerno pražnjenje će oštetiti bateriju, a baterija će pokazivati nedosljednost nakon mnogo puta punjenja i pražnjenja. Trenutačno postoji nekoliko metoda punjenja za litij-ionske baterije, ali uobičajeni su segmentirano punjenje konstantnom strujom i punjenje konstantnom strujom konstantnim naponom. Punjenje konstantnom strujom je idealniji način za sigurno i učinkovito potpuno punjenje; punjenje konstantnom strujom i konstantnim naponom učinkovito kombinira prednosti punjenja konstantnom strujom i punjenjem konstantnim naponom, rješavanje opće metode punjenja konstantnom strujom teško je točno potpuno punjenje, izbjegavanje metode punjenja konstantnim naponom u punjenju rane faze struje je prevelika za bateriju da izazove utjecaj na rad baterije, jednostavno i praktično.
3. Radna temperatura
Učinkovitost solarnih litijevih baterija bit će značajno smanjena pod visokim temperaturama i visokom stopom pražnjenja. To je zato što će litij-ionska baterija u uvjetima visoke temperature i visoke struje uzrokovati razgradnju katodnog aktivnog materijala i elektrolita, što je egzotermni proces, kratko vrijeme, kao što je oslobađanje topline, može dovesti do vlastite baterije temperatura dalje raste, a više temperature ubrzavaju fenomen raspadanja, stvaranje začaranog kruga, ubrzano raspadanje baterije do daljnjeg pada performansi. Stoga, ako se baterijom ne upravlja pravilno, to će dovesti do nepovratnog gubitka performansi.
Dizajn solarne litijeve baterije i korištenje razlika u okolišu uzrokovat će da temperatura okoliša jedne ćelije nije dosljedna. Kao što pokazuje Arrheniusov zakon, konstanta brzine elektrokemijske reakcije baterije eksponencijalno je povezana sa stupnjem, a elektrokemijske karakteristike baterije različite su na različitim temperaturama. Temperatura utječe na rad elektrokemijskog sustava baterije, kulonovsku učinkovitost, sposobnost punjenja i pražnjenja, izlaznu snagu, kapacitet, pouzdanost i vijek trajanja. Trenutno se provodi glavno istraživanje kako bi se kvantificirao učinak temperature na nedosljednost baterijskih paketa.
4. Vanjski krug baterije
Veze
u akomercijalni sustav za pohranu energije, litijske solarne baterije bit će sastavljene u seriju i paralelno, tako da će između baterija i modula biti mnogo spojnih krugova i upravljačkih elemenata. Zbog različitih performansi i stope starenja svakog strukturnog člana ili komponente, kao i nedosljedne energije potrošene na svakoj priključnoj točki, različiti uređaji imaju različite učinke na bateriju, što rezultira nedosljednim sustavom baterije. Nedosljednosti u stopi degradacije baterije u paralelnim krugovima mogu ubrzati propadanje sustava.
Impedancija priključnog dijela također će utjecati na nedosljednost baterije, otpor priključnog dijela nije isti, otpor pola prema ogranku strujnog kruga s jednom ćelijom je različit, udaljen od pola baterije zbog spojnog dijela je dulji i otpor je veći, struja je manja, spojni dio će učiniti da će jedna ćelija spojena na pol biti prva koja će dosegnuti granični napon, što će rezultirati smanjenjem iskorištenja energije, što će utjecati na performanse bateriju, a starenje pojedinačne ćelije prije vremena dovest će do prekomjernog punjenja spojene baterije, što će rezultirati sigurnošću i sigurnošću baterije. Rano starenje jedne ćelije dovest će do prepune baterije koja je na nju povezana, što će dovesti do potencijalnih sigurnosnih opasnosti.
Kako se broj ciklusa baterije povećava, to će uzrokovati povećanje omskog unutarnjeg otpora, degradaciju kapaciteta, a omjer omskog unutarnjeg otpora i vrijednosti otpora spojnog dijela će se promijeniti. Kako bi se osigurala sigurnost sustava, mora se uzeti u obzir utjecaj otpora spojnog dijela.
BMS ulazni sklop
Sustav upravljanja baterijom (BMS) jamstvo je normalnog rada baterijskih paketa, ali BMS ulazni krug nepovoljno će utjecati na postojanost baterije. Metode praćenja napona akumulatora uključuju precizni djelitelj napona otpornika, integrirano uzorkovanje čipa, itd. Ove metode ne mogu izbjeći struju curenja izvan opterećenja linije uzorkovanja zbog prisutnosti otpornika i staza sklopljene ploče, a ulazna impedancija uzorkovanja napona sustava upravljanja baterijom povećat će nedosljednost stanja napunjenosti baterije (SOC) i utjecati na performanse baterije.
5. Pogreška procjene SOC
Nedosljednost SOC-a uzrokovana je nedosljednošću početnog nazivnog kapaciteta pojedine ćelije i nedosljednošću stope opadanja nominalnog kapaciteta pojedine ćelije tijekom rada. Za paralelni krug, razlika unutarnjeg otpora pojedinačne ćelije uzrokovat će neravnomjernu raspodjelu struje, što će dovesti do nedosljednosti SOC-a. SOC algoritmi uključuju metodu integracije amper-vremena, metodu napona otvorenog kruga, metodu Kalmanova filtriranja, metodu neuronske mreže, metodu neizrazite logike i metodu ispitivanja pražnjenja, itd. Pogreška procjene SOC-a nastaje zbog nedosljednosti početnog nominalnog kapaciteta pojedinačne ćelije i nedosljednost brzine opadanja nominalnog kapaciteta pojedinačne ćelije tijekom rada.
Metoda integracije amper vremena ima bolju točnost kada je SOC početnog stanja napunjenosti točniji, ali na Coulombic učinkovitost uvelike utječu stanje napunjenosti, temperatura i struja baterije, što je teško točno izmjeriti, pa teško je da metoda integracije amper-vremena ispuni zahtjeve točnosti za procjenu stanja napunjenosti. Metoda napona otvorenog kruga Nakon dugog razdoblja mirovanja, napon otvorenog kruga baterije ima određeni funkcionalni odnos sa SOC-om, a procijenjena vrijednost SOC-a dobiva se mjerenjem napona na terminalu. Metoda napona otvorenog kruga ima prednost visoke točnosti procjene, ali nedostatak dugog vremena mirovanja također ograničava njezinu upotrebu.
Kako poboljšati konzistenciju litijske solarne baterije?
Poboljšajte postojanost solarnih litijevih baterija u procesu proizvodnje:
Prije proizvodnje solarnih litijevih baterija, potrebno je razvrstati litij-željezo-fosfatne baterije kako bi se osiguralo da pojedinačne ćelije u modulu koriste jedinstvene specifikacije i modele, te ispitati napon, kapacitet, unutarnji otpor itd. pojedinačnih ćelija osigurati dosljednost početnih performansi solarnih litijevih baterija.
Kontrola korištenja i procesa održavanja
Praćenje baterije u stvarnom vremenu pomoću BMS-a:Praćenje baterije u stvarnom vremenu tijekom procesa korištenja može se promatrati u stvarnom vremenu do dosljednosti procesa korištenja. Pokušajte osigurati da radna temperatura solarne litijske baterije bude unutar optimalnog raspona, ali također pokušajte osigurati dosljednost temperaturnih uvjeta između baterija, kako biste učinkovito osigurali dosljednost performansi između baterija.
Usvojite razumnu strategiju kontrole:minimizirajte dubinu pražnjenja baterije što je više moguće kada je izlazna snaga dopuštena, u BSLBATT-u, naše solarne litijeve baterije obično su postavljene na dubinu pražnjenja ne veću od 90%. U isto vrijeme, izbjegavanje prekomjernog punjenja baterije može produžiti vijek trajanja baterije. Pojačajte održavanje baterije. Punite bateriju s malom strujom održavanja u određenim intervalima, a također obratite pozornost na čišćenje.
Konačni zaključak
Uzroci nedosljednosti baterija uglavnom su u dva aspekta proizvodnje i upotrebe baterija, nedosljednost paketa Li-ion baterija često uzrokuje prebrzu degradaciju kapaciteta baterije za pohranu energije i kraći životni vijek tijekom procesa ciklusa, tako da je vrlo važno osigurati konzistentnost solarnih litijevih baterija.
Slično tome, također je vrlo važno odabrati profesionalne proizvođače i dobavljače solarnih litijevih baterija,BSLBATTtestirat će napon, kapacitet, unutarnji otpor i druge aspekte svake LiFePO4 baterije prije svake proizvodnje i održavati svaku solarnu litijevu bateriju visokom dosljednošću kontrolirajući je u proizvodnom procesu. Ako ste zainteresirani za naše proizvode za pohranu energije, kontaktirajte nas za najbolju prodajnu cijenu.
Vrijeme objave: 3. rujna 2024