A lítium-ion akkumulátorok energiasűrűsége magas, biztonsági okokból az általános térfogatot nem tervezik túl nagyra, hanem több lítium-vas-foszfát cellát sorba és párhuzamosan kapcsolnak a vezetőképes csatlakozókon keresztül egy tápegységgé, így egy napelemes lítium akkumulátor modult alkotva, azonban ennek szembe kell néznie a konzisztencia problémájával.
Ellentmondásnapelemes lítium akkumulátorA paraméterek általában magukban foglalják a kapacitást, a belső ellenállást, a nyitott áramkörű feszültség inkonzisztenciáját, az akkumulátorcella teljesítményének inkonzisztenciáját, amely a gyártási folyamat során alakul ki, és a felhasználás során tovább súlyosbodik. Ugyanazon akkumulátorcsomag esetében a cellán belül a gyengébb mindig gyengébb és gyorsabban gyengül, és a monomer cella paraméterei közötti szóródás mértéke az öregedés mértékének elmélyülésével egyre nagyobb lesz.
Kapcsolódó olvasmány: Mi a napelemes lítium akkumulátor konzisztenciája?
Ez a cikk bemutatja az inkonzisztens cellákat soros és együttes használat esetén, milyen károkat okozhat a lítium-ion akkumulátorcsomagban, és hogyan kell kezelni az inkonzisztens napelemes lítium akkumulátorok problémáját.
Milyen veszélyei vannak az inkonzisztens napelemes lítium akkumulátoroknak?
A napelemes lítium akkumulátorcsomag tárolókapacitásának elvesztése
A napelemes lítium akkumulátorcsomag tervezésekor a teljes kapacitás a „hordó elvének” megfelelően kerül meghatározásra, a legrosszabb lítium-vas-foszfát cella kapacitása határozza meg a teljes napelemes lítium akkumulátorcsomag kapacitását. A túltöltés és a túlzott kisütés elkerülése érdekében az akkumulátorkezelő rendszer a következő logikát alkalmazza:
Kisütéskor: amikor a legalacsonyabb egyes cellák feszültsége eléri a kisütési határfeszültséget, az egész akkumulátorcsomag leáll a kisütéssel;
Töltés közben: amikor a legmagasabb egyedi feszültség eléri a töltési leállítási feszültséget, a töltés leáll.
Továbbá, amikor a kisebb kapacitású akkumulátorcellát sorba kötjük a nagyobb kapacitású akkumulátorcellával, a kisebb kapacitású akkumulátorcella mindig teljesen lemerül, míg a nagyobb kapacitású akkumulátorcella mindig a kapacitásának egy részét használja, aminek eredményeként a teljes akkumulátorcsomag kapacitásának egy része mindig tétlen állapotban van.
A napelemes lítium akkumulátorok csökkentett tárolási élettartama
Hasonlóképpen, egylítium napelemes akkumulátora legrövidebb élettartamú lítium-vas-foszfát cellától függ. Valószínű, hogy a legrövidebb élettartamú cella a kis kapacitású lítium-vas-foszfát cella. A kisebb kapacitású LiFePO4 cella valószínűleg az első, amelyik eléri az élettartama végét, mivel minden alkalommal teljesen feltöltődik és lemerül. Ha lítium-vas-foszfát cellák csoportjaként hegesztik össze, a teljes napelemes lítium akkumulátorcsomag is követi az élettartama végét.
A napelemes akkumulátorok belső ellenállásának növekedése
Amikor ugyanaz az áram folyik át különböző belső ellenállású cellákon, a nagyobb belső ellenállású LiFePO4 cella több hőt termel. Ez magas napelemhőmérséklethez vezet, ami felgyorsítja a romlási sebességet és tovább növeli a belső ellenállást. A belső ellenállás és a hőmérséklet-emelkedés között negatív visszacsatolási pár alakul ki, ami felgyorsítja a nagy belső ellenállású cellák romlását.
A fenti három paraméter nem teljesen független egymástól, és az erősen öregedett cellák nagyobb belső ellenállással és nagyobb kapacitáscsökkenéssel rendelkeznek. Bár ezek a paraméterek kölcsönösen hatnak egymásra, külön-külön is megmagyarázzák egymás hatásirányát, és segítenek jobban megérteni a lítium napelemes akkumulátorok inkonzisztenciájának káros hatásait.
Hogyan kezeljük a lítium napelemes akkumulátorok inkonzisztenciáját?
Hőkezelés
Az eltérő belső ellenállású lítium-vas-foszfát cellák eltérő hőtermelésének problémájára válaszul egy hőkezelő rendszer építhető be, amely szabályozza a hőmérsékletkülönbséget a teljes akkumulátorcsomagban, így a hőmérsékletkülönbség kis tartományon belül marad. Ily módon, még ha a több hőt termelő cella hőmérséklete is jelentősen megemelkedik, nem fog elszakadni a többi cellától, és a romlási szint sem fog jelentősen eltérni. A gyakori hőkezelő rendszerek közé tartoznak a léghűtéses és a folyadékhűtéses rendszerek.
Osztályozás
A válogatás célja a lítium-vas-foszfát akkumulátorcellák különböző paramétereinek és tételeinek szétválasztása a szelektálás révén, még akkor is, ha ugyanabból a lítium-vas-foszfát akkumulátorcella-tételből áll, de a lítium-vas-foszfát akkumulátorcellák relatív koncentrációjának paramétereit is szűrni kell egy akkumulátorcsomagban, akkumulátorcsomagban. A válogatási módszerek közé tartozik a statikus válogatás és a dinamikus válogatás.
Kiegyenlítés
A lítium-vas-foszfát cellák inkonzisztenciája miatt egyes cellák kapocsfeszültsége megelőzi a többi cellát, és előbb éri el a szabályozási küszöböt, aminek következtében a teljes rendszer kapacitása kisebb lesz. Az akkumulátorkezelő rendszer (BMS) kiegyenlítő funkciója nagyon jól megoldhatja ezt a problémát.
Amikor egy lítium-vas-foszfát akkumulátorcella éri el elsőként a töltési leállási feszültséget, míg a lítium-vas-foszfát akkumulátorcella többi cellafeszültsége elmarad, a BMS elindítja a töltéskiegyenlítő funkciót, vagyis hozzáfér az ellenálláshoz, hogy a nagyfeszültségű lítium-vas-foszfát akkumulátorcella energiájának egy részét kisütse, vagy az energiát az alacsony feszültségű lítium-vas-foszfát akkumulátorcellába továbbítsa. Ily módon a töltési leállási állapot megszűnik, a töltési folyamat újraindul, és az akkumulátorcsomag további energiával tölthető.
Közzététel ideje: 2024. szeptember 3.