O que é consistência da bateria solar de lítio?

Bateria solar de lítioé o componente chave do sistema de armazenamento de energia solar, o desempenho da bateria de lítio é um dos elementos-chave para determinar o desempenho do sistema de armazenamento de energia da bateria.

O desenvolvimento da tecnologia de bateria solar de lítio tem como objetivo controlar custos, melhorar a densidade de energia e a densidade de potência das baterias de lítio, aumentar o uso da segurança, prolongar a vida útil e melhorar a consistência da bateria, etc. e o aprimoramento desses elementos ainda é a bateria de lítio que enfrenta atualmente o maior desafio. Isso se deve principalmente ao grupo de desempenho de célula única e ao uso do ambiente operacional (como temperatura). Existem diferenças, de modo que o desempenho das baterias solares de lítio é sempre inferior ao da pior célula única da bateria.

A inconsistência entre o desempenho de célula única e o ambiente operacional não apenas reduz o desempenho da bateria solar de lítio, mas também afeta a precisão do monitoramento BMS e a segurança da bateria. Então, quais são as razões para a inconsistência da bateria solar de lítio?

O que é consistência da bateria solar de lítio?

A consistência da bateria solar de lítio significa que a tensão, capacidade, resistência interna, vida útil, efeito de temperatura, taxa de autodescarga e outros parâmetros permanecem altamente consistentes sem muita diferença após o mesmo modelo de especificação de células únicas formar uma bateria.

A consistência da bateria solar de lítio é crítica para garantir um desempenho uniforme, reduzir riscos e otimizar a vida útil da bateria.

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O que causa a inconsistência das baterias solares de lítio?

A inconsistência da bateria geralmente causa baterias solares de lítio no processo de ciclagem, como degradação excessiva da capacidade, vida útil mais curta e outros problemas. Existem muitas razões para a inconsistência das baterias solares de lítio, principalmente no processo de fabricação e na utilização do processo.

1. Diferenças nos parâmetros entre baterias individuais de fosfato de ferro-lítio

As diferenças de estado entre as baterias de monômero de fosfato de ferro-lítio incluem principalmente as diferenças iniciais entre as baterias de monômero e as diferenças de parâmetros geradas durante o processo de uso. Há uma variedade de fatores incontroláveis ​​no processo de projeto, fabricação, armazenamento e uso da bateria que podem afetar a consistência da bateria. Melhorar a consistência das células individuais é um pré-requisito para melhorar o desempenho das baterias. A interação dos parâmetros de célula única de fosfato de ferro-lítio, o estado do parâmetro atual é afetado pelo estado inicial e pelo efeito cumulativo do tempo.

Capacidade, tensão e taxa de autodescarga da bateria de fosfato de ferro-lítio

A inconsistência da capacidade da bateria de fosfato de ferro-lítio tornará inconsistente a profundidade de descarga da bateria de cada célula única. Baterias com menor capacidade e pior desempenho atingirão o estado de carga total mais cedo, fazendo com que baterias com grande capacidade e bom desempenho não consigam atingir o estado de carga total. A inconsistência de tensão da bateria de fosfato de ferro-lítio levará a baterias paralelas na célula única carregando umas às outras, a bateria de alta tensão fornecerá o carregamento da bateria de baixa tensão, o que acelerará a degradação do desempenho da bateria, a perda de energia de toda a bateria . Grande taxa de autodescarga da perda de capacidade da bateria, inconsistência na taxa de autodescarga da bateria de fosfato de ferro-lítio levará a diferenças no estado de carga da bateria, tensão, afetando o desempenho da bateria.

Resistência interna de uma única bateria de fosfato de ferro-lítio

No sistema em série, a diferença na resistência interna de uma única bateria de fosfato de ferro-lítio levará à inconsistência na tensão de carregamento de cada bateria, a bateria com grande resistência interna atinge o limite superior de tensão antecipadamente e outras baterias podem não estar totalmente carregadas em desta vez. Baterias com alta resistência interna apresentam alta perda de energia e geram alto calor, e a diferença de temperatura aumenta ainda mais a diferença na resistência interna, levando a um ciclo vicioso.

Sistema paralelo, a diferença de resistência interna levará à inconsistência de cada corrente da bateria, a corrente da tensão da bateria muda rapidamente, de modo que a profundidade de carga e descarga de cada bateria é inconsistente, resultando na capacidade real do sistema é difícil alcançar o valor do projeto. A corrente operacional da bateria é diferente, seu desempenho no uso do processo produzirá diferenças e, em última análise, afetará a vida útil de toda a bateria.

2. Condições de carga e descarga

O método de carregamento afeta a eficiência de carregamento e o estado de carregamento da bateria solar de lítio, a sobrecarga e a descarga excessiva danificarão a bateria e a bateria apresentará inconsistência após muitas vezes de carga e descarga. Atualmente, existem vários métodos de carregamento para baterias de íons de lítio, mas os mais comuns são o carregamento segmentado de corrente constante e o carregamento de corrente constante e tensão constante. O carregamento de corrente constante é a maneira mais ideal de realizar um carregamento completo seguro e eficaz; O carregamento de corrente constante e de tensão constante combina efetivamente as vantagens do carregamento de corrente constante e do carregamento de tensão constante, resolvendo o método geral de carregamento de corrente constante é difícil para o carregamento completo com precisão, evitando o método de carregamento de tensão constante no carregamento do estágio inicial da corrente é muito grande para a bateria causar o impacto da operação da bateria, simples e conveniente.

3. Temperatura operacional

O desempenho das baterias solares de lítio será significativamente degradado sob altas temperaturas e altas taxas de descarga. Isso ocorre porque a bateria de íon de lítio em condições de alta temperatura e uso de alta corrente causará a decomposição do material ativo do cátodo e do eletrólito, que é o processo exotérmico, um curto período de tempo, como a liberação de calor pode levar à própria bateria a temperatura aumenta ainda mais e as temperaturas mais altas aceleram o fenômeno de decomposição, a formação de um círculo vicioso, a decomposição acelerada da bateria para diminuir ainda mais o desempenho. Portanto, se a bateria não for gerenciada adequadamente, haverá perda irreversível de desempenho.

O design da bateria solar de lítio e o uso de diferenças ambientais farão com que a temperatura ambiente da célula única não seja consistente. Conforme mostrado pela lei de Arrhenius, a constante da taxa de reação eletroquímica de uma bateria está exponencialmente relacionada ao grau, e as características eletroquímicas da bateria são diferentes em diferentes temperaturas. A temperatura afeta a operação do sistema eletroquímico da bateria, a eficiência coulombiana, a capacidade de carga e descarga, a potência de saída, a capacidade, a confiabilidade e o ciclo de vida. Atualmente, as principais pesquisas são realizadas para quantificar o efeito da temperatura na inconsistência das baterias.

4. Circuito externo da bateria

Conexões

Em umsistema comercial de armazenamento de energia, as baterias solares de lítio serão montadas em série e paralelo, portanto, haverá muitos circuitos de conexão e elementos de controle entre as baterias e os módulos. Devido ao diferente desempenho e taxa de envelhecimento de cada membro ou componente estrutural, bem como à energia inconsistente consumida em cada ponto de conexão, diferentes dispositivos têm efeitos diferentes na bateria, resultando em um sistema de bateria inconsistente. Inconsistências na taxa de degradação da bateria em circuitos paralelos podem acelerar a deterioração do sistema.

A impedância da peça de conexão também terá impacto na inconsistência da bateria, a resistência da peça de conexão não é a mesma, o pólo para a resistência do circuito de ramificação de célula única é diferente, longe do pólo da bateria devido à peça de conexão é mais longa e a resistência é maior, a corrente é menor, a peça de conexão fará com que a única célula conectada ao poste seja a primeira a atingir a tensão de corte, resultando em redução no aproveitamento de energia, afetando o desempenho do a bateria, e o envelhecimento precoce de uma única célula levará ao carregamento excessivo da bateria conectada, resultando na segurança da bateria. O envelhecimento precoce da célula única levará à sobrecarga da bateria a ela conectada, resultando em riscos potenciais à segurança.

À medida que o número de ciclos da bateria aumenta, a resistência interna ôhmica aumentará, a degradação da capacidade e a relação entre a resistência interna ôhmica e o valor da resistência da peça de conexão mudarão. Para garantir a segurança do sistema, deve ser considerada a influência da resistência da peça de ligação.

Circuito de entrada BMS

O sistema de gerenciamento de bateria (BMS) é a garantia do funcionamento normal das baterias, mas o circuito de entrada do BMS afetará negativamente a consistência da bateria. Os métodos de monitoramento de tensão da bateria incluem divisor de tensão de resistor de precisão, amostragem de chip integrado, etc. Esses métodos não podem evitar a corrente de vazamento sem carga da linha de amostragem devido à presença de caminhos de resistor e placa de circuito, e a impedância de entrada de amostragem de tensão do sistema de gerenciamento de bateria aumentará o inconsistência do estado de carga da bateria (SOC) e afetar o desempenho da bateria.

5. Erro de estimativa do SOC

A inconsistência SOC é causada pela inconsistência da capacidade nominal inicial de uma única célula e pela inconsistência da taxa de decaimento da capacidade nominal de uma única célula durante a operação. Para circuito paralelo, a diferença de resistência interna de célula única causará distribuição desigual de corrente, o que levará à inconsistência do SOC. Os algoritmos SOC incluem método de integração ampere-tempo, método de tensão de circuito aberto, método de filtragem de Kalman, método de rede neural, método de lógica difusa e método de teste de descarga, etc. e a inconsistência da taxa de decaimento da capacidade nominal de célula única durante a operação.

O método de integração ampere-tempo tem melhor precisão quando o SOC do estado de carga inicial é mais preciso, mas a eficiência Coulombic é muito afetada pelo estado de carga, temperatura e corrente da bateria, que é difícil de ser medido com precisão, então é difícil para o método de integração ampere-tempo atender aos requisitos de precisão para a estimativa do estado de carga. Método de tensão de circuito aberto Após um longo período de repouso, a tensão de circuito aberto da bateria tem uma relação funcional definida com o SOC, e o valor estimado do SOC é obtido medindo a tensão terminal. O método da tensão de circuito aberto tem a vantagem da alta precisão de estimativa, mas a desvantagem do longo tempo de repouso também limita seu uso.

Como melhorar a consistência da bateria solar de lítio?

Melhore a consistência das baterias solares de lítio no processo de produção:

Antes da produção de baterias solares de lítio, é necessário classificar as baterias de fosfato de ferro-lítio para garantir que as células individuais no módulo usem especificações e modelos uniformes e para testar a tensão, capacidade, resistência interna, etc. garantir a consistência do desempenho inicial das baterias solares de lítio.

Controle do processo de uso e manutenção

Monitoramento em tempo real da bateria usando BMS:O monitoramento em tempo real da bateria durante o processo de uso pode ser observado em tempo real para a consistência do processo de uso. Tente garantir que a temperatura operacional da bateria solar de lítio seja mantida dentro da faixa ideal, mas também tente garantir a consistência das condições de temperatura entre as baterias, de modo a garantir efetivamente a consistência do desempenho entre as baterias.

Adote uma estratégia de controle razoável:minimizar a profundidade de descarga da bateria tanto quanto possível quando a potência de saída for permitida. No BSLBATT, nossas baterias solares de lítio são geralmente configuradas para uma profundidade de descarga não superior a 90%. Ao mesmo tempo, evitar a sobrecarga da bateria pode prolongar o ciclo de vida da bateria. Fortaleça a manutenção da bateria. Carregue a bateria com pequenas manutenções de corrente em determinados intervalos e preste atenção também à limpeza.

Conclusão Final

As causas da inconsistência da bateria estão principalmente nos dois aspectos da fabricação e uso da bateria, a inconsistência das baterias de íons de lítio geralmente faz com que a bateria de armazenamento de energia tenha uma degradação de capacidade muito rápida e vida útil mais curta durante o processo de ciclagem, por isso é muito importante para garantir a consistência das baterias solares de lítio.

Da mesma forma, também é muito importante escolher fabricantes e fornecedores profissionais de baterias solares de lítio,BSLBATTtestará a tensão, capacidade, resistência interna e outros aspectos de cada bateria LiFePO4 antes de cada produção e manterá cada bateria solar de lítio com alta consistência, controlando-a no processo de produção. Se você estiver interessado em nossos produtos de armazenamento de energia, entre em contato conosco para obter o melhor preço de revendedor.