რა საფრთხეს უქმნის არათანმიმდევრული მზის ლითიუმის ბატარეები?

ლითიუმ-იონური ბატარეის ენერგიის სიმჭიდროვე მაღალია, უსაფრთხოების მიზეზების გამო, ზოგადი მოცულობა არ იქნება ძალიან დიდი დაპროექტებული, მაგრამ რამდენიმე ლითიუმის რკინის ფოსფატის უჯრედები გამტარ კონექტორების მეშვეობით სერიულად და პარალელურად ელექტრომომარაგებაში, რომლებიც ქმნიან მზის ლითიუმის ბატარეის მოდულს. თუმცა, ამას თანმიმდევრულობის პრობლემა უნდა შეექმნას.

შეუსაბამობამზის ლითიუმის ბატარეაპარამეტრები ჩვეულებრივ მოიცავს სიმძლავრეს, შიდა წინააღმდეგობას, ღია წრეში ძაბვის შეუსაბამობას, ბატარეის ელემენტის მუშაობის შეუსაბამობას, რომელიც წარმოიქმნება წარმოების პროცესში, კიდევ უფრო გამწვავდება გამოყენების პროცესში, იგივე ბატარეის ნაკრები უჯრედში, რაც უფრო სუსტია ყოველთვის სუსტი და აჩქარებული ხდება სუსტი და პარამეტრის დისპერსიის ხარისხი მონომერულ უჯრედს შორის, დაბერების ხარისხის გაღრმავებასთან ერთად და უფრო დიდი ხდება.

დაკავშირებული კითხვა: რა არის მზის ლითიუმის ბატარეის კონსისტენცია?

ამ სტატიაში გაგაცნობთ არათანმიმდევრულ უჯრედებს სერიულად და ერთად გამოყენებისას, რა ზიანი მიადგება ლითიუმ-იონური ბატარეის PACK-ს და როგორ უნდა გავუმკლავდეთ არათანმიმდევრული მზის ლითიუმის ბატარეების პრობლემას.

რა არის არათანმიმდევრული მზის ლითიუმის ბატარეების საფრთხე?

მზის ლითიუმის ბატარეის შენახვის ტევადობის დაკარგვა

მზის ლითიუმის ბატარეის პაკეტის დიზაინში, მთლიანი სიმძლავრე შეესაბამება „ლულის პრინციპს“, ყველაზე ცუდი ლითიუმის რკინის ფოსფატის უჯრედის სიმძლავრე განსაზღვრავს მზის ლითიუმის ბატარეის მთლიანი პაკეტის სიმძლავრეს. გადატვირთვისა და გადატვირთვის თავიდან ასაცილებლად, ბატარეის მართვის სისტემა მიიღებს შემდეგ ლოგიკას:

განმუხტვისას: როდესაც ყველაზე დაბალი ერთუჯრედიანი ძაბვა მიაღწევს გამონადენის გამორთვის ძაბვას, ბატარეის მთელი პაკეტი წყვეტს განტვირთვას;
დატენვის დროს: როდესაც ყველაზე მაღალი ინდივიდუალური ძაბვა ეხება დატენვის გამორთვის ძაბვას, დატენვა ჩერდება.

გარდა ამისა, როდესაც უფრო მცირე ტევადობის ბატარეის ელემენტი გამოიყენება სერიულად უფრო დიდი ტევადობის ბატარეის ელემენტთან, მცირე სიმძლავრის ბატარეის ელემენტი ყოველთვის სრულად იქნება დატვირთული, ხოლო უფრო დიდი ტევადობის ბატარეის ელემენტი ყოველთვის გამოიყენებს თავისი სიმძლავრის ნაწილს, რაც გამოიწვევს სიმძლავრის სიმძლავრეს. მთელი ბატარეის პაკეტს ყოველთვის აქვს თავისი სიმძლავრის ნაწილი უმოქმედო მდგომარეობაში.

მზის ლითიუმის ბატარეების შენახვის ვადა შემცირდა

ანალოგიურად, სიცოცხლის ხანგრძლივობა ალითიუმის მზის ბატარეადამოკიდებულია ლითიუმის რკინის ფოსფატის უჯრედზე უმოკლეს სიცოცხლის ხანგრძლივობით. სავარაუდოა, რომ ყველაზე მოკლე სიცოცხლის ხანგრძლივობის მქონე უჯრედი არის ლითიუმის რკინის ფოსფატის უჯრედი დაბალი ტევადობით. უფრო დაბალი სიმძლავრის LiFePO4 უჯრედი, სავარაუდოდ, პირველი იქნება, ვინც მიაღწევს სიცოცხლის ბოლომდე, რადგან ის ყოველ ჯერზე სრულად დამუხტება და გამორთულია. ლითიუმის რკინის ფოსფატის უჯრედების ჯგუფის სახით შედუღებისას სიცოცხლის ბოლომდე, მზის ლითიუმის ბატარეის მთელი პაკეტი ასევე მოჰყვება სიცოცხლის ბოლომდე.

მზის ბატარეის პაკეტების შიდა წინააღმდეგობის გაზრდა

როდესაც ერთი და იგივე დენი მიედინება სხვადასხვა შიდა წინააღმდეგობის მქონე უჯრედებში, უფრო მაღალი შიდა წინააღმდეგობის მქონე LiFePO4 უჯრედი წარმოქმნის მეტ სითბოს. ეს იწვევს მზის უჯრედის მაღალ ტემპერატურას, რაც აჩქარებს გაუარესების სიჩქარეს და კიდევ უფრო ზრდის შიდა წინააღმდეგობას. წყვილი უარყოფითი გამოხმაურება იქმნება შიდა წინააღმდეგობასა და ტემპერატურის მატებას შორის, რაც აჩქარებს მაღალი შიდა წინააღმდეგობის მქონე უჯრედების გაფუჭებას.

ზემოაღნიშნული სამი პარამეტრი არ არის სრულიად დამოუკიდებელი და ღრმად დაბერებულ უჯრედებს აქვთ უფრო მაღალი შიდა წინააღმდეგობა და მეტი სიმძლავრის დეგრადაცია. მიუხედავად იმისა, რომ ეს პარამეტრები ერთმანეთზე მოქმედებს, მაგრამ ცალკე განმარტავს მათი გავლენის მიმართულებას, ეხმარება უკეთ გავიგოთ მზის ლითიუმის ბატარეის შეუსაბამობის ზიანი.

როგორ გავუმკლავდეთ ლითიუმის მზის ბატარეის შეუსაბამობას?

თერმული მენეჯმენტი

იმ პრობლემის საპასუხოდ, რომ ლითიუმის რკინის ფოსფატის უჯრედები არათანმიმდევრული შიდა წინააღმდეგობით წარმოქმნიან სითბოს სხვადასხვა რაოდენობას, თერმული მართვის სისტემა შეიძლება ჩართული იყოს ტემპერატურის სხვაობის დასარეგულირებლად ბატარეის მთელ პაკეტში ისე, რომ ტემპერატურის სხვაობა შენარჩუნდეს მცირე დიაპაზონში. ამგვარად, იმ შემთხვევაშიც კი, თუ უჯრედს, რომელიც გამოიმუშავებს მეტ სითბოს, მაინც აქვს მაღალი ტემპერატურის მატება, ის არ დაშორდება სხვა უჯრედებს და გაუარესების დონე მნიშვნელოვნად არ იქნება განსხვავებული. საერთო თერმული მართვის სისტემებს მიეკუთვნება ჰაერით გაგრილებული და თხევადი გაგრილების სისტემები.

დახარისხება

დახარისხების მიზანია ლითიუმის რკინის ფოსფატის ბატარეის სხვადასხვა პარამეტრისა და პარტიების გამოყოფა შერჩევის გზით, მაშინაც კი, თუ ლითიუმის რკინის ფოსფატის ბატარეის ერთი და იგივე ჯგუფი, მაგრამ ასევე საჭიროა ლითიუმის რკინის ფოსფატის ბატარეის შედარებითი კონცენტრაციის პარამეტრების სკრინინგი. უჯრედები ბატარეის პაკეტში, ბატარეის პაკეტი. დახარისხების მეთოდები მოიცავს სტატიკურ დახარისხებას და დინამიურ დახარისხებას.

გათანაბრება

ლითიუმის რკინის ფოსფატის უჯრედების შეუსაბამობის გამო, ზოგიერთი უჯრედის ტერმინალური ძაბვა უსწრებს სხვა უჯრედებს და პირველ რიგში მიაღწევს საკონტროლო ზღურბლს, რის შედეგადაც მთელი სისტემის სიმძლავრე უფრო მცირე გახდება. ბატარეის მართვის სისტემის BMS გათანაბრების ფუნქციას შეუძლია ამ პრობლემის გადაჭრა ძალიან კარგად.

როდესაც ლითიუმის რკინის ფოსფატის ბატარეის ელემენტი პირველი აღწევს დამტენის გამორთვის ძაბვას, ხოლო დანარჩენი ლითიუმის რკინის ფოსფატის ელემენტის ძაბვა ჩამორჩება, BMS დაიწყებს დამუხტვის გათანაბრების ფუნქციას, ან რეზისტორზე წვდომას. მაღალი ძაბვის ლითიუმის რკინის ფოსფატის ბატარეის სიმძლავრის ნაწილი, ან გადაიტანეთ ენერგია დაბალი ძაბვის ლითიუმის რკინის ფოსფატის ბატარეის უჯრედში. ამ გზით, დატენვის გამორთვის მდგომარეობა იხსნება, დატენვის პროცესი ხელახლა იწყება და ბატარეის პაკეტის დამუხტვა შესაძლებელია მეტი სიმძლავრით.