Jaka jest spójność baterii litowo-słonecznej?

Słoneczna bateria litowajest kluczowym elementem systemu magazynowania energii słonecznej, wydajność baterii litowej jest jednym z kluczowych elementów określających wydajność systemu magazynowania energii baterii.

Rozwój technologii słonecznych akumulatorów litowych miał na celu kontrolę kosztów, poprawę gęstości energii i gęstości mocy akumulatorów litowych, poprawę bezpieczeństwa użytkowania, wydłużenie żywotności i poprawę konsystencji zestawu akumulatorów itp. jako głównej osi, a udoskonalenie tych elementów nadal największym wyzwaniem stoi obecnie przed baterią litową. Dzieje się tak głównie ze względu na grupę wydajności pojedynczych ogniw i wykorzystanie środowiska pracy (takiego jak temperatura). Istnieją różnice, dzięki czemu wydajność słonecznych baterii litowych jest zawsze niższa niż najgorszej pojedynczej komórki w zestawie baterii.

Niespójność wydajności pojedynczego ogniwa i środowiska operacyjnego nie tylko zmniejsza wydajność słonecznej baterii litowej, ale także wpływa na dokładność monitorowania BMS i bezpieczeństwo pakietu baterii. Jakie są więc przyczyny niespójności słonecznej baterii litowej?

Jaka jest spójność litowej baterii słonecznej?

Spójność zestawu akumulatorów litowo-słonecznych oznacza, że ​​napięcie, pojemność, rezystancja wewnętrzna, żywotność, wpływ temperatury, stopień samorozładowania i inne parametry pozostają bardzo spójne bez większych różnic po tym samym modelu pojedynczych ogniw tworzących zestaw akumulatorów.

Konsystencja litowych baterii słonecznych ma kluczowe znaczenie dla zapewnienia jednolitej wydajności, zmniejszenia ryzyka i optymalizacji żywotności baterii.

Powiązana lektura: Jakie zagrożenia mogą wiązać się z nieodpowiednimi bateriami litowymi?

Co powoduje niespójność słonecznych baterii litowych?

Niespójność zestawu akumulatorów często powoduje, że akumulatory litowo-słoneczne w procesie cyklicznym ulegają nadmiernemu pogorszeniu pojemności, krótszej żywotności i innym problemom. Istnieje wiele przyczyn niespójności słonecznych baterii litowych, głównie w procesie produkcyjnym i stosowaniu tego procesu.

1. Różnice parametrów pomiędzy pojedynczymi akumulatorami litowo-żelazowo-fosforanowymi

Różnice stanu pomiędzy akumulatorami monomerowymi z fosforanem litowo-żelazowym obejmują głównie różnice początkowe pomiędzy akumulatorami monomerowymi oraz różnice parametrów generowane w procesie użytkowania. W procesie projektowania, produkcji, przechowywania i użytkowania akumulatora występuje wiele niekontrolowanych czynników, które mogą mieć wpływ na konsystencję akumulatora. Warunkiem poprawy wydajności pakietów akumulatorowych jest poprawa konsystencji poszczególnych ogniw. Interakcja parametrów pojedynczych ogniw fosforanu litowo-żelazowego, bieżący stan parametrów zależy od stanu początkowego i skumulowanego efektu czasu.

Pojemność, napięcie i stopień samorozładowania akumulatora litowo-żelazowo-fosforanowego

Niespójność pojemności baterii fosforanu litowo-żelazowego spowoduje, że głębokość rozładowania każdego pojedynczego ogniwa będzie nierówna. Baterie o mniejszej pojemności i gorszej wydajności osiągną stan pełnego naładowania wcześniej, co spowoduje, że baterie o dużej pojemności i dobrej wydajności nie osiągną stanu pełnego naładowania. Niespójność napięcia akumulatora litowo-żelazowo-fosforanowego doprowadzi do równoległego ładowania akumulatorów w pojedynczych ogniwach, akumulator o wyższym napięciu zapewni ładowanie akumulatora o niższym napięciu, co przyspieszy pogorszenie wydajności akumulatora i utratę energii całego zestawu akumulatorów . Duży współczynnik samorozładowania w przypadku utraty pojemności akumulatora, niespójność szybkości samorozładowania akumulatora litowo-żelazowo-fosforanowego doprowadzi do różnic w stanie naładowania akumulatora, napięciu, wpływającym na wydajność akumulatora.

Rezystancja wewnętrzna pojedynczej baterii litowo-żelazowo-fosforanowej

W systemie szeregowym różnica w rezystancji wewnętrznej pojedynczego akumulatora litowo-żelazowo-fosforanowego doprowadzi do niespójności napięcia ładowania każdego akumulatora, akumulator o dużej rezystancji wewnętrznej z wyprzedzeniem osiągnie górną granicę napięcia, a inne akumulatory mogą nie być w pełni naładowane przy tym razem. Baterie o dużej rezystancji wewnętrznej powodują duże straty energii i wytwarzają dużo ciepła, a różnica temperatur jeszcze bardziej zwiększa różnicę rezystancji wewnętrznej, co prowadzi do błędnego koła.

W systemie równoległym wewnętrzna różnica rezystancji doprowadzi do niespójności prądu każdego akumulatora, prąd napięcia akumulatora zmienia się szybko, przez co głębokość ładowania i rozładowania każdego pojedynczego akumulatora jest niespójna, co powoduje, że rzeczywista pojemność systemu jest trudno osiągnąć wartość projektową. Prąd roboczy akumulatora jest inny, jego wydajność w procesie spowoduje różnice i ostatecznie wpłynie na żywotność całego akumulatora.

2. Warunki ładowania i rozładowywania

Metoda ładowania wpływa na wydajność ładowania i stan ładowania słonecznego zestawu akumulatorów litowych, przeładowanie i nadmierne rozładowanie spowoduje uszkodzenie akumulatora, a akumulator będzie wykazywał niespójność po wielokrotnym ładowaniu i rozładowywaniu. Obecnie istnieje kilka metod ładowania akumulatorów litowo-jonowych, ale najczęstsze z nich to ładowanie stałym prądem i ładowanie stałym napięciem. Ładowanie prądem stałym jest bardziej idealnym sposobem na bezpieczne i skuteczne pełne ładowanie; ładowanie stałym prądem i stałym napięciem skutecznie łączy w sobie zalety ładowania stałym prądem i stałym napięciem, rozwiązując ogólną metodę ładowania stałym prądem, która jest trudna do dokładnego pełnego ładowania, unikając metody ładowania stałym napięciem podczas ładowania na wczesnym etapie prądu zbyt duży, aby bateria mogła mieć wpływ na działanie baterii, prosta i wygodna.

3. Temperatura pracy

Wydajność słonecznych baterii litowych ulegnie znacznemu pogorszeniu pod wpływem wysokiej temperatury i dużej szybkości rozładowania. Dzieje się tak dlatego, że akumulator litowo-jonowy w warunkach wysokiej temperatury i przy dużym natężeniu prądu powoduje rozkład aktywnego materiału katody i rozkład elektrolitu, co jest procesem egzotermicznym, a krótki okres czasu, taki jak uwolnienie ciepła, może prowadzić do własnego temperatura wzrasta dalej, a wyższe temperatury przyspieszają zjawisko rozkładu, tworzenie się błędnego koła, przyspieszony rozkład akumulatora i dalszy spadek wydajności. Dlatego też, jeśli akumulator nie będzie odpowiednio zarządzany, spowoduje to nieodwracalną utratę wydajności.

Konstrukcja słonecznej baterii litowej i wykorzystanie różnic środowiskowych spowodują, że temperatura otoczenia pojedynczego ogniwa nie będzie spójna. Jak pokazuje prawo Arrheniusa, stała szybkości reakcji elektrochemicznej akumulatora jest wykładniczo powiązana ze stopniem, a właściwości elektrochemiczne akumulatora są różne w różnych temperaturach. Temperatura wpływa na działanie układu elektrochemicznego akumulatora, sprawność kulombowską, zdolność ładowania i rozładowywania, moc wyjściową, pojemność, niezawodność i żywotność. Obecnie główne badania prowadzone są w celu ilościowego określenia wpływu temperatury na niespójność pakietów akumulatorów.

4. Obwód zewnętrzny akumulatora

Znajomości

wkomercyjny system magazynowania energii, litowe baterie słoneczne będą montowane szeregowo i równolegle, dzięki czemu pomiędzy akumulatorami i modułami będzie wiele obwodów łączących i elementów sterujących. Ze względu na różną wydajność i tempo starzenia każdego elementu konstrukcyjnego lub komponentu, a także niespójne zużycie energii w każdym punkcie połączenia, różne urządzenia mają różny wpływ na akumulator, co skutkuje niespójnym systemem akumulatorów. Niespójności w tempie degradacji akumulatora w obwodach równoległych mogą przyspieszyć pogorszenie się stanu systemu.

Impedancja elementu łączącego będzie miała również wpływ na niespójność zestawu akumulatorów, rezystancja elementu łączącego nie jest taka sama, rezystancja między biegunem a odgałęzieniem obwodu pojedynczego ogniwa jest inna, z dala od bieguna akumulatora ze względu na element łączący dłuższy i opór jest większy, prąd jest mniejszy, element łączący sprawi, że pojedyncze ogniwo podłączone do bieguna jako pierwsze osiągnie napięcie odcięcia, co spowoduje zmniejszenie wykorzystania energii, wpływając na wydajność akumulatora, a wcześniejsze starzenie się pojedynczego ogniwa doprowadzi do przeładowania podłączonego akumulatora, co wpłynie na bezpieczeństwo akumulatora. Przedwczesne starzenie się pojedynczego ogniwa doprowadzi do przeładowania podłączonego do niego akumulatora, co może skutkować potencjalnym zagrożeniem bezpieczeństwa.

Wraz ze wzrostem liczby cykli akumulatora spowoduje to wzrost wewnętrznej rezystancji omowej, spadek pojemności i zmieni się stosunek rezystancji wewnętrznej do wartości rezystancji elementu łączącego. Aby zapewnić bezpieczeństwo systemu, należy wziąć pod uwagę wpływ rezystancji łącznika.

Obwód wejściowy BMS

System zarządzania baterią (BMS) jest gwarancją normalnej pracy pakietów akumulatorów, jednak obwód wejściowy BMS będzie miał niekorzystny wpływ na konsystencję akumulatora. Metody monitorowania napięcia akumulatora obejmują precyzyjny dzielnik napięcia rezystora, zintegrowane próbkowanie chipów itp. Metody te nie pozwalają uniknąć prądu upływowego bez obciążenia linii próbkowania ze względu na obecność ścieżek rezystora i płytki drukowanej, a impedancja wejściowa próbkowania napięcia systemu zarządzania akumulatorem zwiększy niespójność stanu naładowania akumulatora (SOC) i wpływać na wydajność zestawu akumulatorów.

5. Błąd oszacowania SOC

Niespójność SOC wynika z niezgodności początkowej pojemności nominalnej pojedynczego ogniwa i niespójności tempa zaniku pojemności nominalnej pojedynczego ogniwa w trakcie pracy. W przypadku obwodu równoległego różnica rezystancji wewnętrznej pojedynczego ogniwa spowoduje nierównomierny rozkład prądu, co doprowadzi do niespójności SOC. Algorytmy SOC obejmują metodę całkowania amperażu, metodę napięcia w obwodzie otwartym, metodę filtrowania Kalmana, metodę sieci neuronowej, metodę logiki rozmytej i metodę testu rozładowania itp. Błąd oszacowania SOC wynika z niespójności początkowej pojemności nominalnej pojedynczego ogniwa oraz niespójność tempa spadku pojemności nominalnej pojedynczego ogniwa podczas pracy.

Metoda całkowania amperażu ma większą dokładność, gdy SOC stanu naładowania początkowego jest dokładniejszy, ale na wydajność kulombowską duży wpływ ma stan naładowania, temperatura i prąd akumulatora, który jest trudny do dokładnego zmierzenia, więc metoda całkowania amperowo-czasowego ma trudności ze spełnieniem wymagań dotyczących dokładności oszacowania stanu ładunku. Metoda napięcia jałowego Po długim okresie spoczynku napięcie jałowe akumulatora ma określony związek funkcjonalny z SOC, a szacunkową wartość SOC uzyskuje się poprzez pomiar napięcia na zaciskach. Metoda napięcia jałowego ma tę zaletę, że charakteryzuje się dużą dokładnością oszacowania, ale wadą związaną z długim czasem spoczynku również ogranicza jej zastosowanie.

Jak poprawić spójność baterii litowo-słonecznej?

Popraw spójność słonecznych baterii litowych w procesie produkcyjnym:

Przed produkcją słonecznych zestawów akumulatorów litowo-jonowych należy posortować akumulatory litowo-żelazowo-fosforanowe, aby upewnić się, że poszczególne ogniwa w module mają jednolite specyfikacje i modele, a także przetestować napięcie, pojemność, rezystancję wewnętrzną itp. poszczególnych ogniw w celu sprawdzenia zapewnić spójność początkowej wydajności słonecznych zestawów akumulatorów litowych.

Kontrola procesu użytkowania i konserwacji

Monitorowanie stanu baterii w czasie rzeczywistym za pomocą BMS:Monitorowanie akumulatora w czasie rzeczywistym podczas procesu użytkowania można obserwować w czasie rzeczywistym pod kątem spójności procesu użytkowania. Staraj się upewnić, że temperatura pracy słonecznej baterii litowej utrzymuje się w optymalnym zakresie, ale staraj się także zapewnić spójność warunków temperaturowych pomiędzy akumulatorami, aby skutecznie zapewnić spójność wydajności pomiędzy akumulatorami.

Przyjmij rozsądną strategię kontroli:minimalizuj głębokość rozładowania baterii tak bardzo, jak to możliwe, gdy dozwolona jest moc wyjściowa, w BSLBATT nasze słoneczne baterie litowe są zwykle ustawione na głębokość rozładowania nie większą niż 90%. Jednocześnie unikanie przeładowania akumulatora może wydłużyć jego żywotność. Wzmocnij konserwację zestawu akumulatorów. Ładuj akumulator niewielkim prądem konserwacyjnym w określonych odstępach czasu, a także zwracaj uwagę na czyszczenie.

Wnioski końcowe

Przyczyny niespójności akumulatorów leżą głównie w dwóch aspektach: produkcji i użytkowaniu akumulatorów. Niespójność zestawów akumulatorów litowo-jonowych często powoduje, że akumulator magazynujący energię ma zbyt szybką degradację pojemności i krótszą żywotność podczas procesu cyklicznego, dlatego jest bardzo ważne, aby zapewnić spójność słonecznych baterii litowych.

Podobnie bardzo ważny jest również wybór profesjonalnych producentów i dostawców baterii litowo-słonecznych,BSLBATTprzetestuje napięcie, pojemność, rezystancję wewnętrzną i inne aspekty każdej baterii LiFePO4 przed każdą produkcją i utrzyma wysoką spójność każdej słonecznej baterii litowej, kontrolując ją w procesie produkcyjnym. Jeśli interesują Cię nasze produkty do magazynowania energii, skontaktuj się z nami, aby uzyskać najlepszą cenę dealerską.