Apa Konsistensi Baterai Lithium Surya?

Baterai litium suryamerupakan komponen kunci dari sistem penyimpanan energi surya, kinerja baterai litium merupakan salah satu elemen kunci yang menentukan kinerja sistem penyimpanan energi baterai.

Perkembangan teknologi baterai litium surya adalah untuk mengendalikan biaya, meningkatkan kepadatan energi dan kepadatan daya baterai litium, meningkatkan penggunaan keselamatan, memperpanjang masa pakai dan meningkatkan konsistensi paket baterai, dll. dan peningkatan elemen-elemen ini masih merupakan tantangan terbesar bagi baterai lithium saat ini. Hal ini terutama disebabkan oleh perbedaan kinerja kelompok sel tunggal dan penggunaan lingkungan pengoperasian (seperti suhu), sehingga kinerja baterai lithium surya selalu lebih rendah daripada sel tunggal terburuk dalam paket baterai.

Ketidakkonsistenan kinerja sel tunggal dan lingkungan pengoperasian tidak hanya mengurangi kinerja baterai litium surya, namun juga memengaruhi keakuratan pemantauan BMS dan keamanan paket baterai. Lalu apa alasan ketidakkonsistenan baterai litium surya?

Apa itu Konsistensi Baterai Lithium Solar?

Konsistensi paket baterai baterai surya litium berarti voltase, kapasitas, resistansi internal, masa pakai, efek suhu, laju pelepasan mandiri, dan parameter lainnya tetap sangat konsisten tanpa banyak perbedaan setelah model spesifikasi sel tunggal yang sama membentuk paket baterai.

Konsistensi baterai surya litium sangat penting untuk memastikan kinerja yang seragam, mengurangi risiko, dan mengoptimalkan masa pakai baterai.

Bacaan terkait: Apa saja bahaya yang ditimbulkan oleh baterai litium yang tidak konsisten?

Apa Penyebab Inkonsistensi Baterai Lithium Surya?

Ketidakkonsistenan paket baterai sering kali menyebabkan baterai litium surya dalam proses perputaran, seperti penurunan kapasitas yang berlebihan, masa pakai yang lebih pendek, dan masalah lainnya. Ada banyak penyebab ketidakkonsistenan baterai lithium surya, terutama pada proses pembuatan dan penggunaan prosesnya.

1. Perbedaan parameter antara baterai tunggal litium besi fosfat

Perbedaan keadaan antara baterai monomer litium besi fosfat terutama mencakup perbedaan awal antara baterai monomer dan perbedaan parameter yang dihasilkan selama proses penggunaan. Ada berbagai faktor yang tidak dapat dikendalikan dalam proses desain, pembuatan, penyimpanan, dan penggunaan baterai yang dapat mempengaruhi konsistensi baterai. Meningkatkan konsistensi sel individual merupakan prasyarat untuk meningkatkan kinerja paket baterai. Interaksi parameter sel tunggal litium besi fosfat, keadaan parameter saat ini dipengaruhi oleh keadaan awal dan efek kumulatif waktu.

Kapasitas baterai litium besi fosfat, voltase, dan laju pengosongan otomatis

Ketidakkonsistenan kapasitas baterai litium besi fosfat akan membuat kedalaman pelepasan setiap sel baterai tidak konsisten. Baterai dengan kapasitas lebih kecil dan kinerja lebih buruk akan mencapai kondisi pengisian penuh lebih awal, menyebabkan baterai dengan kapasitas besar dan kinerja baik gagal mencapai kondisi pengisian penuh. Ketidakkonsistenan tegangan baterai litium besi fosfat akan menyebabkan paket baterai paralel dalam satu sel saling mengisi daya, baterai bertegangan lebih tinggi akan memberikan pengisian baterai bertegangan lebih rendah, yang akan mempercepat penurunan kinerja baterai, hilangnya energi seluruh paket baterai . Tingkat pelepasan mandiri yang besar dari hilangnya kapasitas baterai, ketidakkonsistenan laju pelepasan mandiri baterai lithium besi fosfat akan menyebabkan perbedaan dalam status pengisian daya baterai, voltase, yang mempengaruhi kinerja paket baterai.

Resistansi internal baterai lithium besi fosfat tunggal

Dalam sistem seri, perbedaan resistansi internal baterai lithium besi fosfat tunggal akan menyebabkan ketidakkonsistenan tegangan pengisian setiap baterai, baterai dengan resistansi internal yang besar mencapai batas tegangan atas terlebih dahulu, dan baterai lain mungkin tidak terisi penuh pada saat itu. kali ini. Baterai dengan resistansi internal yang tinggi memiliki kehilangan energi yang tinggi dan menghasilkan panas yang tinggi, dan perbedaan suhu semakin meningkatkan perbedaan resistansi internal, yang mengarah ke lingkaran setan.

Sistem paralel, perbedaan resistansi internal akan menyebabkan ketidakkonsistenan arus setiap baterai, arus tegangan baterai berubah dengan cepat, sehingga kedalaman pengisian dan pengosongan setiap baterai tidak konsisten, sehingga kapasitas sebenarnya dari sistem adalah sulit mencapai nilai desain. Arus pengoperasian baterai berbeda-beda, kinerjanya dalam penggunaan proses akan menghasilkan perbedaan, dan pada akhirnya akan mempengaruhi umur seluruh baterai.

2. Kondisi pengisian dan pengosongan

Metode pengisian daya mempengaruhi efisiensi pengisian daya dan status pengisian daya paket baterai litium surya, pengisian daya yang berlebihan dan pengosongan yang berlebihan akan merusak baterai, dan paket baterai akan menunjukkan ketidakkonsistenan setelah pengisian dan pengosongan berkali-kali. Saat ini, ada beberapa metode pengisian daya untuk baterai lithium-ion, tetapi metode yang umum adalah pengisian arus konstan tersegmentasi dan pengisian tegangan konstan arus konstan. Pengisian daya arus konstan adalah cara yang lebih ideal untuk melakukan pengisian penuh yang aman dan efektif; pengisian arus konstan dan tegangan konstan secara efektif menggabungkan keunggulan pengisian arus konstan dan pengisian tegangan konstan, memecahkan metode pengisian arus konstan umum sulit untuk pengisian penuh secara akurat, menghindari metode pengisian tegangan konstan dalam pengisian tahap awal arus adalah terlalu besar untuk baterai menyebabkan dampak pengoperasian baterai, sederhana dan nyaman.

3. Suhu pengoperasian

Kinerja baterai litium surya akan menurun secara signifikan pada suhu tinggi dan laju pengosongan yang tinggi. Hal ini dikarenakan baterai lithium-ion pada kondisi suhu tinggi dan penggunaan arus yang tinggi, akan menyebabkan penguraian bahan aktif katoda dan elektrolit, yaitu proses eksotermik, dalam jangka waktu yang singkat, seperti pelepasan panas yang dapat menyebabkan kerusakan pada baterai itu sendiri. suhu semakin meningkat, dan suhu yang lebih tinggi mempercepat fenomena dekomposisi, pembentukan lingkaran setan, mempercepat dekomposisi baterai hingga penurunan kinerja lebih lanjut. Oleh karena itu, jika baterai tidak dikelola dengan benar, hal ini akan menyebabkan hilangnya kinerja yang tidak dapat diperbaiki.

Desain baterai lithium surya dan penggunaan perbedaan lingkungan akan menyebabkan suhu lingkungan sel tunggal tidak konsisten. Seperti yang ditunjukkan oleh hukum Arrhenius, konstanta laju reaksi elektrokimia baterai berhubungan secara eksponensial dengan derajat, dan karakteristik elektrokimia baterai berbeda pada suhu yang berbeda. Suhu mempengaruhi pengoperasian sistem elektrokimia baterai, efisiensi Coulomb, kemampuan pengisian dan pengosongan, daya keluaran, kapasitas, keandalan, dan umur siklus. Saat ini, penelitian utama sedang dilakukan untuk mengukur pengaruh suhu terhadap ketidakkonsistenan kemasan baterai.

4. Sirkuit eksternal baterai

Koneksi

Di sebuahsistem penyimpanan energi komersial, baterai surya lithium akan dirakit secara seri dan paralel, sehingga akan terdapat banyak rangkaian penghubung dan elemen kontrol antara baterai dan modul. Karena perbedaan kinerja dan tingkat penuaan setiap anggota struktural atau komponen, serta konsumsi energi yang tidak konsisten di setiap titik sambungan, perangkat yang berbeda memiliki efek berbeda pada baterai, sehingga menghasilkan sistem paket baterai yang tidak konsisten. Ketidakkonsistenan laju degradasi baterai pada rangkaian paralel dapat mempercepat kerusakan sistem.

Impedansi bagian sambungan juga akan berdampak pada ketidakkonsistenan paket baterai, resistansi bagian sambungan tidak sama, resistansi rangkaian cabang sel tunggal dari kutub berbeda, menjauhi kutub baterai karena bagian sambungan adalah lebih panjang dan resistansi lebih besar, arus lebih kecil, bagian sambungan akan membuat sel tunggal yang terhubung ke kutub akan menjadi yang pertama mencapai tegangan cut-off, sehingga mengurangi pemanfaatan energi, mempengaruhi kinerja baterai, dan penuaan sel tunggal sebelumnya akan menyebabkan pengisian daya yang berlebihan pada baterai yang terhubung, sehingga mengakibatkan keselamatan dan keamanan baterai. Penuaan dini pada sel tunggal akan menyebabkan pengisian daya yang berlebihan pada baterai yang terhubung dengannya, yang mengakibatkan potensi bahaya keselamatan.

Seiring bertambahnya jumlah siklus baterai, hal ini akan menyebabkan resistansi internal ohmik meningkat, penurunan kapasitas, dan rasio resistansi internal ohmik terhadap nilai resistansi bagian penghubung akan berubah. Untuk menjamin keamanan sistem, pengaruh resistansi bagian penghubung harus dipertimbangkan.

Sirkuit Masukan BMS

Sistem manajemen baterai (BMS) adalah jaminan pengoperasian normal paket baterai, namun sirkuit input BMS akan berdampak buruk pada konsistensi baterai. Metode pemantauan tegangan baterai mencakup pembagi tegangan resistor presisi, pengambilan sampel chip terintegrasi, dll. Metode ini tidak dapat menghindari kebocoran arus off-load jalur pengambilan sampel karena adanya jalur resistor dan papan sirkuit, dan impedansi masukan pengambilan sampel tegangan sistem manajemen baterai akan meningkatkan ketidakkonsistenan status pengisian daya baterai (SOC) dan mempengaruhi kinerja paket baterai.

5. Kesalahan estimasi SOC

Inkonsistensi SOC disebabkan oleh ketidakkonsistenan kapasitas nominal awal sel tunggal dan ketidakkonsistenan laju peluruhan kapasitas nominal sel tunggal selama operasi. Untuk rangkaian paralel, perbedaan resistansi internal sel tunggal akan menyebabkan distribusi arus tidak merata, yang akan menyebabkan ketidakkonsistenan SOC. Algoritma SOC meliputi metode integrasi ampere-waktu, metode tegangan rangkaian terbuka, metode penyaringan Kalman, metode jaringan saraf, metode logika fuzzy, dan metode uji pelepasan, dll. Kesalahan estimasi SOC disebabkan oleh ketidakkonsistenan kapasitas nominal awal sel tunggal dan inkonsistensi tingkat peluruhan kapasitas nominal sel tunggal selama operasi.

Metode integrasi ampere-waktu memiliki akurasi yang lebih baik ketika SOC status pengisian awal lebih akurat, namun efisiensi Coulomb sangat dipengaruhi oleh status pengisian, suhu, dan arus baterai, yang sulit diukur secara akurat, sehingga sulit bagi metode integrasi ampere-waktu untuk memenuhi persyaratan akurasi untuk memperkirakan status muatan. Metode tegangan rangkaian terbuka Setelah masa istirahat yang lama, tegangan rangkaian terbuka baterai memiliki hubungan fungsional yang pasti dengan SOC, dan nilai perkiraan SOC diperoleh dengan mengukur tegangan terminal. Metode tegangan rangkaian terbuka mempunyai keunggulan akurasi estimasi yang tinggi, namun kelemahan waktu istirahat yang lama juga membatasi penggunaannya.

Bagaimana Cara Meningkatkan Konsistensi Baterai Lithium Solar?

Meningkatkan konsistensi baterai lithium surya dalam proses produksi:

Sebelum produksi paket baterai litium surya, baterai litium besi fosfat perlu disortir untuk memastikan bahwa masing-masing sel dalam modul menggunakan spesifikasi dan model yang seragam, dan untuk menguji voltase, kapasitas, resistansi internal, dll. memastikan konsistensi kinerja awal paket baterai litium surya.

Kontrol penggunaan dan proses pemeliharaan

Pemantauan baterai secara real-time menggunakan BMS:Pemantauan baterai secara real-time selama proses penggunaan dapat diamati secara real time hingga konsistensi proses penggunaan. Usahakan untuk memastikan bahwa suhu pengoperasian baterai lithium surya tetap berada dalam kisaran optimal, tetapi usahakan juga untuk memastikan konsistensi kondisi suhu antar baterai, sehingga secara efektif memastikan konsistensi kinerja antar baterai.

Mengadopsi strategi pengendalian yang masuk akal:meminimalkan kedalaman pengosongan baterai sebanyak mungkin ketika daya keluaran diperbolehkan, di BSLBATT, baterai litium surya kami biasanya disetel ke kedalaman pengosongan tidak lebih dari 90%. Pada saat yang sama, menghindari pengisian daya baterai yang berlebihan dapat memperpanjang masa pakai baterai. Perkuat pemeliharaan paket baterai. Isi daya baterai dengan perawatan arus kecil pada interval tertentu, dan perhatikan juga pembersihannya.

Kesimpulan Akhir

Penyebab ketidakkonsistenan baterai terutama terletak pada dua aspek pembuatan dan penggunaan baterai, ketidakkonsistenan paket baterai Li-ion sering kali menyebabkan baterai penyimpan energi mengalami penurunan kapasitas yang terlalu cepat dan masa pakai yang lebih pendek selama proses perputaran, sehingga sangat penting untuk memastikan konsistensi baterai lithium surya.

Demikian pula, sangat penting juga untuk memilih produsen dan pemasok baterai lithium surya profesional,BSLBATTakan menguji voltase, kapasitas, resistansi internal, dan aspek lain dari setiap baterai LiFePO4 sebelum setiap produksi, dan menjaga setiap baterai litium surya dengan konsistensi tinggi dengan mengontrolnya dalam proses produksi. Jika Anda tertarik dengan produk penyimpanan energi kami, hubungi kami untuk mendapatkan harga dealer terbaik.