Quais são os perigos de baterias solares de lítio inconsistentes?

A densidade de energia da bateria de íon de lítio é alta, por razões de segurança o volume geral não será projetado muito grande, mas uma série de células únicas de fosfato de ferro-lítio através dos conectores condutores em série e paralelo em uma fonte de alimentação, formando um módulo de bateria solar de lítio , no entanto, isso precisa enfrentar o problema de consistência.

Inconsistência debateria solar de lítioOs parâmetros geralmente incluem capacidade, resistência interna, inconsistência de tensão de circuito aberto, inconsistência no desempenho da célula da bateria, formada no processo de produção, será ainda mais agravada no processo de uso, a mesma bateria dentro da célula, mais fraca é sempre mais fraco e acelerado para se tornar mais fraco e o grau de dispersão dos parâmetros entre a célula monomérica, com o aprofundamento do grau de envelhecimento e tornar-se maior.

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Este artigo apresentará células inconsistentes quando usadas em série e em conjunto, quais danos serão causados ​​​​ao PACK de baterias de íons de lítio e como devemos lidar com o problema de baterias solares de lítio inconsistentes.

Quais são os perigos das baterias solares de lítio inconsistentes?

Perda de capacidade de armazenamento da bateria solar de lítio

No projeto da bateria solar de lítio, a capacidade geral está de acordo com o “princípio do barril”, a capacidade da pior célula de fosfato de ferro-lítio determina a capacidade de toda a bateria solar de lítio. Para evitar sobrecarga e descarga excessiva, o sistema de gerenciamento de bateria adotará a seguinte lógica:

Ao descarregar: quando a tensão mais baixa de uma única célula atinge a tensão de corte de descarga, toda a bateria para de descarregar;
Durante o carregamento: quando a tensão individual mais alta atinge a tensão de corte de carregamento, o carregamento é interrompido.

Além disso, quando a célula de bateria de menor capacidade é usada em série com a célula de bateria de maior capacidade, a célula de bateria de menor capacidade estará sempre totalmente descarregada, enquanto a célula de bateria de maior capacidade utilizará sempre parte da sua capacidade, resultando na capacidade de toda a bateria sempre tendo uma parte de sua capacidade em estado inativo.

Vida útil de armazenamento reduzida de baterias solares de lítio

Da mesma forma, a vida útil de umbateria solar de lítiodepende da célula de fosfato de ferro-lítio com vida útil mais curta. É provável que a célula com menor vida útil seja a célula de fosfato de ferro-lítio com baixa capacidade. A célula LiFePO4 de menor capacidade provavelmente será a primeira a chegar ao fim de sua vida útil porque está sempre totalmente carregada e descarregada. Quando soldado como um grupo de células de fosfato de ferro-lítio no fim da vida útil, toda a bateria solar de lítio também seguirá o fim da vida útil.

Aumento na resistência interna de baterias solares

Quando a mesma corrente flui através de células com diferentes resistências internas, a célula LiFePO4 com maior resistência interna gera mais calor. Isto leva a uma alta temperatura da célula solar, o que acelera a taxa de deterioração e aumenta ainda mais a resistência interna. Um par de feedbacks negativos é formado entre a resistência interna e o aumento da temperatura, o que acelera a deterioração das células com alta resistência interna.

Os três parâmetros acima não são completamente independentes e as células profundamente envelhecidas apresentam maior resistência interna e maior degradação da capacidade. Embora esses parâmetros afetem uns aos outros, mas expliquem separadamente sua respectiva direção de influência, ajudam a entender melhor os danos da inconsistência da bateria solar de lítio.

Como lidar com a inconsistência da bateria solar de lítio?

Gestão Térmica

Em resposta ao problema de que células de fosfato de ferro-lítio com resistência interna inconsistente geram diferentes quantidades de calor, um sistema de gerenciamento térmico pode ser incorporado para regular a diferença de temperatura em toda a bateria, de modo que a diferença de temperatura seja mantida dentro de uma pequena faixa. Desta forma, mesmo que a célula que gera mais calor ainda tenha um grande aumento de temperatura, ela não se afastará das demais células e o nível de deterioração não será significativamente diferente. Os sistemas de gerenciamento térmico comuns incluem sistemas refrigerados a ar e refrigerados a líquido.

Classificando

O objetivo da classificação é separar diferentes parâmetros e lotes de células de bateria de fosfato de ferro-lítio por meio da seleção, mesmo que o mesmo lote de células de bateria de fosfato de ferro-lítio, mas também precise ser selecionado, os parâmetros da concentração relativa de bateria de fosfato de ferro-lítio células em uma bateria, bateria. Os métodos de classificação incluem classificação estática e classificação dinâmica.

Equalização

Devido à inconsistência das células de fosfato de ferro-lítio, a tensão terminal de algumas células estará à frente de outras células e atingirá primeiro o limite de controle, resultando na capacidade de todo o sistema se tornando menor. A função de equalização do sistema de gerenciamento de bateria BMS pode resolver esse problema muito bem.

Quando uma célula de bateria de fosfato de ferro-lítio é a primeira a atingir a tensão de corte de carga, enquanto o restante da tensão da célula de bateria de fosfato de ferro-lítio fica para trás, o BMS iniciará a função de equalização de carga, ou acesso ao resistor, para descarregar parte da energia da célula da bateria de fosfato de ferro-lítio de alta tensão ou transferir a energia para a célula da bateria de fosfato de ferro-lítio de baixa tensão. Desta forma, a condição de corte de carregamento é eliminada, o processo de carregamento é reiniciado e a bateria pode ser carregada com mais energia.