Күн литий батареясынын ырааттуулугу деген эмне?

Күн литий батареясыкүн энергиясын сактоо системасынын негизги компоненти болуп саналат, литий батареянын аткаруу батареянын энергия сактоо системасынын ишин аныктоо үчүн негизги элементтеринин бири болуп саналат.

күн литий батарея технологиясын иштеп чыгуу, чыгымдарды көзөмөлдөө, литий батарейкалардын энергия тыгыздыгын жана электр тыгыздыгын жакшыртуу, коопсуздукту пайдаланууну жогорулатуу, кызмат мөөнөтүн узартуу жана негизги огу катары батарея пакетинин ырааттуулугун жогорулатуу, ж.б. жана бул элементтерди өркүндөтүү дагы эле литий батареясы учурда эң чоң кыйынчылыкка туш болууда. Бул, негизинен, күн литий батарейкаларынын иштеши батареянын пакетиндеги эң начар бир клеткадан төмөн болушу үчүн, бир клетканын иштеши жана иштөө чөйрөсүн (мисалы, температура сыяктуу) пайдалануу тобуна байланыштуу айырмачылыктар бар.

Бир клетканын иштешинин жана иштөө чөйрөсүнүн ыраатсыздыгы күн литий батареясынын иштешин гана азайтпастан, ошондой эле BMS мониторингинин тактыгына жана батарея топтомунун коопсуздугуна таасирин тийгизет. Ошентип, күн литий батареянын шайкеш эместигинин себептери эмнеде?

Литий Күн батареясынын ырааттуулугу деген эмне?

Литий күн батареясынын батарейка пакетинин ырааттуулугу бир клеткалардын ошол эле спецификация модели батарейканын пакетин түзгөндөн кийин чыңалуу, кубаттуулук, ички каршылык, өмүр бою, температура эффектиси, өзүн-өзү разряддоо ылдамдыгы жана башка параметрлер абдан ырааттуу бойдон кала тургандыгын билдирет.

Литий күн батареясынын ырааттуулугу бирдей иштөөнү камсыз кылуу, тобокелдиктерди азайтуу жана батареянын иштөө мөөнөтүн оптималдаштыруу үчүн абдан маанилүү.

Тиешелүү окуу: дал келбеген литий батарейкалар кандай коркунучтарды алып келиши мүмкүн?

Күн литий батарейкаларынын туура келбегендигине эмне себеп болот?

Батарея топтомунун туура келбегендиги көбүнчө күн литий батарейкаларын велосипед процессинде пайда кылат, мисалы, кубаттуулуктун ашыкча начарлашы, иштөө мөөнөтүн кыскартуу жана башка көйгөйлөр. Негизинен өндүрүш процессинде жана процессти колдонууда күн литий батареяларынын ыраатсыздыгынын көптөгөн себептери бар.

1. Литий-темир фосфат бирдиктүү батарейкаларынын ортосундагы параметрлердеги айырмачылыктар

Литий темир фосфат мономердик батарейкаларынын ортосундагы мамлекеттик айырмачылыктар, негизинен, мономердик батарейкалардын ортосундагы баштапкы айырмачылыктарды жана колдонуу процессинде пайда болгон параметр айырмаларын камтыйт. Батареяны долбоорлоодо, өндүрүүдө, сактоодо жана колдонуу процессинде батареянын ырааттуулугуна таасир этиши мүмкүн болгон ар кандай башкарылбаган факторлор бар. Кээ бир клеткалардын консистенциясын жакшыртуу батарея топтомдорунун иштешин жакшыртуу үчүн зарыл шарт болуп саналат. Литий темир phosphate бир клетка параметрлеринин өз ара аракеттенүү, учурдагы параметр абалы баштапкы абалы жана убакыттын жыйынды таасири менен таасир этет.

Литий темир фосфат батареянын кубаттуулугу, чыңалуу жана өзүн-өзү разряд

Литий темир фосфат батареясынын сыйымдуулугунун шайкеш келбегендиги ар бир клетканын аккумулятордук пакетин разряддын тереңдигине туура келбейт. Кубаттуулугу азыраак жана начар иштеген батареялар толук заряддоо абалына эрте жетет, бул чоң сыйымдуулуктагы жана жакшы өндүрүмдүүлүктөгү батареялар толук заряд абалына жетпей калышына алып келет. Литий-темир фосфат аккумуляторунун чыңалуусунун дал келбеши бир клеткадагы параллелдүү аккумулятордук пакеттердин бири-бирин кубаттоого алып келет, жогорку чыңалуудагы батарейка төмөнкү чыңалуудагы аккумулятордун зарядын берет, бул батареянын иштешинин начарлашын тездетет, бүт батарея пакетинин энергиясын жоготот. . Батареянын кубаттуулугун жоготуунун чоң өзүн-өзү разряд ылдамдыгы, литий-темир фосфаттык аккумулятордун өзүн-өзү разряддоо ылдамдыгынын ыраатсыздыгы батареянын зарядынын абалынын, чыңалуудагы айырмачылыктарга алып келет, батарейканын пакетинин иштешине таасир этет.

Жалгыз литий темир фосфат батареясынын ички каршылыгы

Сериялуу системада бир литий-темир фосфат батареясынын ички каршылыгынын айырмасы ар бир аккумулятордун заряддоо чыңалуусунун ыраатсыздыгына алып келет, чоң ички каршылыгы бар аккумулятор алдын ала жогорку чыңалуу чегине жетет жана башка батареялар толук заряддалбашы мүмкүн. бул жолу. Ички каршылыгы жогору батарейкаларда энергия жоготуулары жогору жана жогорку жылуулук пайда болот, ал эми температуранын айырмасы ички каршылыктын айырмасын андан ары жогорулатып, катаал циклге алып келет.

Параллель система, ички каршылык айырмасы ар бир аккумулятордун агымынын шайкеш келбей калышына алып келет, батарейканын чыңалуусунун агымы тез өзгөрөт, ошондуктан ар бир батареянын зарядынын тереңдиги жана разряды шайкеш келбейт, натыйжада системанын иш жүзүндөгү кубаттуулугу долбоорлоо наркына жетүү кыйын. Батареянын иштөө тогу ар башка, процессти колдонууда анын иштеши айырмачылыктарды жаратат жана акырында бүтүндөй батарея топтомунун иштөө мөөнөтүнө таасир этет.

2. Заряддоо жана заряддоо шарттары

Заряддоо ыкмасы күн литий батареясынын кубаттоо эффективдүүлүгүнө жана кубаттоо абалына таасир этет, ашыкча кубаттоо жана ашыкча кубаттоо батарейканы зыянга учуратат, ал эми батарея пакети көп жолу кубатталып, кубатталып бүткөндөн кийин дал келбестигин көрсөтөт. Азыркы учурда литий-иондук батарейкаларды заряддоонун бир нече ыкмалары бар, бирок жалпылары сегменттелген туруктуу ток кубаттоо жана туруктуу токтун туруктуу чыңалуудагы заряддоо. Туруктуу ток кубаттоо - коопсуз жана эффективдүү толук кубаттоону жүргүзүүнүн эң идеалдуу жолу; туруктуу ток жана туруктуу чыңалуу кубаттоо туруктуу ток кубаттоо жана туруктуу чыңалуу кубаттоо артыкчылыктарын натыйжалуу айкалыштырат, жалпы туруктуу ток кубаттоо ыкмасын так толук кубаттоо кыйынга турат, токтун алгачкы баскычын заряддоодо туруктуу чыңалуу кубаттоо ыкмасынан качуу. батарейканын иштөөсүнө таасир этиши үчүн өтө чоң, жөнөкөй жана ыңгайлуу.

3. Иштөө температурасы

Күн литий батарейкаларынын иштеши жогорку температурада жана разряддын жогорку деңгээлинде бир топ начарлайт. Себеби литий-иондук батарейка жогорку температура шарттарында жана жогорку ток колдонууда катоддук активдүү материалды жана электролиттин ажыроосуна алып келет, бул экзотермикалык процесс, кыска убакыттын ичинде жылуулуктун чыгышы батареянын өздүк температура андан ары көтөрүлөт, ал эми жогорку температуралар ажыроо кубулушун тездетет, бузулган айлананын пайда болушу, батареянын иштешин андан ары төмөндөтүү үчүн тездетилген ажыроо. Ошондуктан, батарейка топтому туура башкарылбаса, ал кайтарылгыс өндүрүмдүүлүктү жоготот.

Күн литий батарейкасынын дизайны жана экологиялык айырмачылыктарды колдонуу бир клетканын температурасы чөйрөсү ырааттуу эмес. Аррениус мыйзамы көрсөткөндөй, батареянын электрохимиялык реакция ылдамдыгы константасы даражага экспоненциалдуу түрдө байланыштуу, ал эми батареянын электрохимиялык мүнөздөмөлөрү ар кандай температурада ар кандай болот. Температура батареянын электрохимиялык системасынын иштешине, кулон эффективдүүлүгүнө, кубаттоо жана разряддоо жөндөмдүүлүгүнө, чыгаруу кубаттуулугуна, кубаттуулугуна, ишенимдүүлүгүнө жана циклдин иштөө мөөнөтүнө таасир этет. Азыркы учурда негизги изилдөөлөр батарейка топтомдорунун шайкеш келбегендигине температуранын таасирин сандык аныктоо үчүн жүргүзүлүүдө.

4. Батареянын тышкы схемасы

Байланыштар

Акоммерциялык энергияны сактоо системасы, литий күн батареялары катар жана параллелдүү чогултулат, ошондуктан батареялар менен модулдардын ортосунда көптөгөн туташтыргыч схемалар жана башкаруу элементтери болот. Ар бир структуралык мүчөнүн же тетиктин ар кандай иштешине жана картаюу ылдамдыгына, ошондой эле ар бир туташуу чекитинде сарпталган энергиянын ыраатсыздыгынан улам, ар кандай түзмөктөр батарейкага ар кандай таасир этет, натыйжада батарея топтом системасы шайкеш келбей калат. Параллелдүү схемалардагы батареянын деградациясынын ылдамдыгынын дал келбестиги системанын начарлашын тездетет.

Туташуу бөлүгүнүн импедансы батарейканын пакетинин ыраатсыздыгына да таасирин тийгизет, туташуу бөлүгүнүн каршылыгы бирдей эмес, бир клетканын бутак чынжырынын каршылыгы башка, туташуу бөлүгүнөн улам батареянын уюлунан алыс узунураак жана каршылык чоңураак болсо, ток кичирейт, туташтыруу бөлүгү уюлга туташтырылган бир клетканы биринчи болуп өчүрүү чыңалуусуна жетет, натыйжада электр энергиясы азаят. энергияны пайдалануу, батареянын иштешине таасир этет жана бир клетканын мөөнөтүнөн мурда эскири туташкан батареянын ашыкча заряддалышына алып келет, натыйжада батареянын коопсуздугу жана коопсуздугу. Жалгыз уячанын эрте картаюу ага туташкан батареянын ашыкча заряддалышына алып келет, натыйжада потенциалдуу коопсуздук коркунучтары пайда болот.

Батареянын циклдеринин саны көбөйгөн сайын, ал омдук ички каршылыктын жогорулашына, кубаттуулуктун начарлашына алып келет жана омдук ички каршылыктын туташтыргыч бөлүгүнүн каршылык маанисине карата катышы өзгөрөт. Системанын коопсуздугун камсыз кылуу үчүн туташтыруучу бөлүктүн каршылыгынын таасирин эске алуу керек.

BMS киргизүү схемасы

Батареяны башкаруу системасы (BMS) батарея топтомдорунун нормалдуу иштешинин кепилдиги болуп саналат, бирок BMS киргизүү схемасы батареянын ырааттуулугуна терс таасирин тийгизет. Батареянын чыңалуусун көзөмөлдөө ыкмаларына тактык резисторунун чыңалуу бөлгүчтөрү, интегралдык чипти тандап алуу ж.б.у.с. кирет. Бул ыкмалар резистордун жана схеманын жолдорунун болушуна байланыштуу үлгүлөрдү алуу линиясынын жүктөн сыртка агып кетүү тогун болтурбай коё албайт жана батареяны башкаруу тутумунун чыңалуусун тандоонун киргизүү импедансы батареянын заряд абалынын (SOC) туура келбегендиги жана батарея топтомунун иштешине таасир этет.

5. SOC баалоо катасы

SOC шайкешсиздиги бир уячанын баштапкы номиналдык сыйымдуулугунун шайкеш келбегендигинен жана иштөө учурунда бир клетканын номиналдык сыйымдуулугунун ажыроо ылдамдыгынын шайкеш келбегендигинен келип чыгат. Параллелдүү чынжыр үчүн бир клетканын ички каршылыгынын айырмасы токтун бирдей эмес бөлүштүрүлүшүн шарттайт, бул SOCтун ыраатсыздыгына алып келет. SOC алгоритмдерине ампер-убакытты интеграциялоо ыкмасы, ачык чынжырлуу чыңалуу ыкмасы, Калман чыпкалоо ыкмасы, нейрондук тармак методу, бүдөмүк логика методу жана разрядды сыноо ыкмасы ж. жана эксплуатация учурунда бир клетканын номиналдык кубаттуулугунун ажыроо ылдамдыгынын дал келбестиги.

Ампер-убакытты интеграциялоо ыкмасы баштапкы заряддын абалынын SOC тагыраак болгондо жакшыраак такка ээ, бирок кулондук эффективдүүлүккө заряддын абалы, батареянын температурасы жана токтун абалы чоң таасир этет, аны так өлчөө кыйын, ошондуктан ампер-убакыт интегралдоо ыкмасы заряд абалын баалоо үчүн тактык талаптарына жооп берүү үчүн кыйын. Ачык чыңалуудагы чыңалуу ыкмасы Узак убакыт тыныгуудан кийин аккумулятордун ачык чынжырлуу чыңалуусу СОК менен белгилүү функционалдык байланышка ээ болот жана СОКтун болжолдуу мааниси терминалдын чыңалуусун өлчөө жолу менен алынат. Ачык чыңалуу ыкмасы жогорку баа тактыгынын артыкчылыгына ээ, бирок узак эс алуу убактысынын кемчилиги да аны колдонууну чектейт.

Литий күн батареясынын ырааттуулугун кантип жакшыртуу керек?

Өндүрүш процессинде күн литий батареяларынын консистенциясын жакшыртуу:

Күн литий батареяларынын пакеттерин өндүрүүдөн мурун, модулдун айрым клеткалары бирдиктүү спецификацияларды жана моделдерди колдонуусун камсыз кылуу үчүн литий-темир фосфат батарейкаларын сорттоо жана жеке клеткалардын чыңалуусун, кубаттуулугун, ички каршылыгын ж.б. күн литий батарея топтомдорунун баштапкы аткаруу ырааттуулугун камсыз кылуу.

Колдонуу жана тейлөө процессин көзөмөлдөө

BMS аркылуу батареянын реалдуу убакыт мониторинги:Колдонуу процессинде батареянын реалдуу убакыт режиминде мониторинги колдонуу процессинин ырааттуулугуна реалдуу убакытта байкоого болот. Күн литий батареясынын иштөө температурасы оптималдуу диапазондо сакталышын камсыз кылууга аракет кылыңыз, бирок ошондой эле батарейкалардын ортосундагы температуралык шарттардын шайкештигин камсыз кылууга аракет кылыңыз.

акылга сыярлык башкаруу стратегиясын кабыл алуу:чыгаруу кубаттуулугуна уруксат берилгенде, батареянын разрядынын тереңдигин мүмкүн болушунча азайтыңыз, BSLBATTте, биздин күн литий батареялары, адатта, 90% дан ашпаган разряд тереңдигине коюлат. Ошол эле учурда, батарейканын ашыкча кубатталышын болтурбоо батареянын циклинин иштөө мөөнөтүн узартат. Батарея пакетин тейлөөнү күчөтүү. Аккумулятордун пакетин белгилүү бир аралыкта аз ток менен кубаттап, тазалоого да көңүл буруңуз.

Корутунду корутунду

Батареянын ыраатсыздыгынын себептери негизинен аккумуляторду өндүрүүнүн жана пайдалануунун эки аспектисинде, Li-ion батареяларынын топтомдорунун дал келбестиги көбүнчө энергия сактоочу батареянын кубаттуулугунун өтө тез бузулушуна жана велосипед тебүү процессинде иштөө мөөнөтүн кыскартууга алып келет, ошондуктан бул абдан күн литий батареяларынын ырааттуулугун камсыз кылуу үчүн маанилүү.

Ошо сыяктуу эле, ошондой эле кесиптик күн литий батарея өндүрүүчүлөрдү жана берүүчүлөрдү тандоо үчүн абдан маанилүү болуп саналат,BSLBATTар бир өндүрүштүн алдында ар бир LiFePO4 батарейканын чыңалуусун, кубаттуулугун, ички каршылыгын жана башка аспектилерин сынайт жана ар бир күн литий батареясын өндүрүш процессинде көзөмөлдөө менен жогорку ырааттуулукта сактайт. Эгерде сиз биздин энергияны сактоочу өнүмдөрүбүзгө кызыксаңыз, эң жакшы дилердик бааны алуу үчүн биз менен байланышыңыз.