Aká je konzistencia solárnej lítiovej batérie?

Solárna lítiová batériaje kľúčovou súčasťou systému skladovania solárnej energie, výkon lítiovej batérie je jedným z kľúčových prvkov na určenie výkonu systému skladovania energie batérie.

Vývoj technológie solárnych lítiových batérií bol zameraný na kontrolu nákladov, zlepšenie hustoty energie a hustoty výkonu lítiových batérií, zlepšenie používania bezpečnosti, predĺženie životnosti a zlepšenie konzistencie batérie atď. ako hlavnej osi, a vylepšenie týchto prvkov je stále lítiová batéria, ktorá momentálne čelí najväčšej výzve. Je to hlavne kvôli skupine jednočlánkového výkonu a využitia prevádzkového prostredia (ako je teplota) existujú rozdiely, takže výkon solárnych lítiových batérií je vždy nižší ako najhorší jednočlánok v batériovom bloku.

Nekonzistentnosť výkonu jednotlivých článkov a prevádzkového prostredia nielenže znižuje výkon solárnej lítiovej batérie, ale ovplyvňuje aj presnosť monitorovania BMS a bezpečnosť batérie. Aké sú teda dôvody nekonzistentnosti solárnej lítiovej batérie?

Aká je konzistencia lítiovej solárnej batérie?

Konzistencia lítiovej solárnej batérie znamená, že napätie, kapacita, vnútorný odpor, životnosť, teplotný efekt, rýchlosť samovybíjania a ďalšie parametre zostávajú vysoko konzistentné bez veľkého rozdielu po rovnakom špecifikačnom modeli jednotlivých článkov z batérie.

Konzistencia lítiovej solárnej batérie je rozhodujúca pre zabezpečenie jednotného výkonu, zníženie rizika a optimalizáciu životnosti batérie.

Súvisiace čítanie: aké riziká môžu priniesť nekonzistentné lítiové batérie?

Čo spôsobuje nekonzistentnosť solárnych lítiových batérií?

Nekonzistentnosť batérie často spôsobuje solárne lítiové batérie v procese cyklovania, ako je nadmerná degradácia kapacity, kratšia životnosť a iné problémy. Existuje mnoho dôvodov pre nekonzistentnosť solárnych lítiových batérií, najmä vo výrobnom procese a použití procesu.

1. Rozdiely v parametroch medzi jednotlivými batériami s fosforečnanom lítnym

Stavové rozdiely medzi lítium-železofosfátovými monomérnymi batériami zahŕňajú najmä počiatočné rozdiely medzi monomérnymi batériami a rozdiely parametrov generované počas procesu používania. V procese navrhovania, výroby, skladovania a používania batérie existuje množstvo nekontrolovateľných faktorov, ktoré môžu ovplyvniť konzistenciu batérie. Zlepšenie konzistencie jednotlivých článkov je predpokladom pre zlepšenie výkonu batériových blokov. Interakcia jednobunkových parametrov fosforečnanu lítneho, aktuálny stav parametra je ovplyvnený počiatočným stavom a kumulatívnym účinkom času.

Kapacita lítium-železofosfátovej batérie, napätie a rýchlosť samovybíjania

Nekonzistentnosť kapacity lítium-železofosfátovej batérie spôsobí, že hĺbka vybitia každého jednotlivého článku bude nekonzistentná. Batérie s menšou kapacitou a slabším výkonom dosiahnu stav plného nabitia skôr, čo spôsobí, že batérie s veľkou kapacitou a dobrým výkonom nedosiahnu stav plného nabitia. Nekonzistentnosť napätia lítium-železofosfátovej batérie povedie k tomu, že sa navzájom nabíjajú paralelné batérie v jednom článku, čím vyššie napätie batérie umožní nabíjanie batérie s nižším napätím, čo urýchli degradáciu výkonu batérie, stratu energie celej batérie. . Veľká miera samovybíjania pri strate kapacity batérie, nekonzistentnosť rýchlosti samovybíjania lítium-železofosfátovej batérie povedie k rozdielom v stave nabitia batérie, napätí, čo ovplyvní výkon batérie.

Vnútorný odpor jednej lítium-železofosfátovej batérie

V sériovom systéme povedie rozdiel vo vnútornom odpore jednej lítium-železofosfátovej batérie k nekonzistentnosti nabíjacieho napätia každej batérie, batéria s veľkým vnútorným odporom dosiahne hornú hranicu napätia vopred a iné batérie sa nemusia úplne nabiť pri tentoraz. Batérie s vysokým vnútorným odporom majú vysoké straty energie a vytvárajú vysoké teplo a teplotný rozdiel ďalej zvyšuje rozdiel vo vnútornom odpore, čo vedie k začarovanému cyklu.

Paralelný systém, rozdiel vnútorného odporu povedie k nekonzistentnosti prúdu každej batérie, prúd napätia batérie sa rýchlo mení, takže hĺbka nabitia a vybitia každej jednej batérie je nekonzistentná, čo vedie k tomu, že skutočná kapacita systému je je ťažké dosiahnuť konštrukčnú hodnotu. Prevádzkový prúd batérie je odlišný, jeho výkon pri používaní procesu spôsobí rozdiely a v konečnom dôsledku ovplyvní životnosť celej batérie.

2. Podmienky nabíjania a vybíjania

Spôsob nabíjania ovplyvňuje účinnosť nabíjania a stav nabíjania solárnej lítiovej batérie, prebitie a nadmerné vybitie poškodí batériu a batéria bude po mnohonásobnom nabíjaní a vybíjaní vykazovať nekonzistentnosť. V súčasnosti existuje niekoľko spôsobov nabíjania lítium-iónových batérií, ale bežné sú segmentované nabíjanie konštantným prúdom a nabíjanie konštantným prúdom konštantným napätím. Nabíjanie konštantným prúdom je ideálnejší spôsob, ako vykonať bezpečné a efektívne plné nabíjanie; nabíjanie konštantným prúdom a konštantným napätím efektívne kombinuje výhody nabíjania konštantným prúdom a nabíjania konštantným napätím, riešenie všeobecnej metódy nabíjania konštantným prúdom je náročné na presné plné nabíjanie, vyhýbanie sa metóde nabíjania konštantným napätím pri nabíjaní počiatočného štádia prúdu je príliš veľké na to, aby batéria spôsobila vplyv prevádzky batérie, jednoduché a pohodlné.

3. Prevádzková teplota

Výkon solárnych lítiových batérií sa pri vysokej teplote a vysokej rýchlosti vybíjania výrazne zníži. Je to preto, že lítium-iónová batéria v podmienkach vysokej teploty a vysokej spotrebe prúdu spôsobí rozklad aktívneho materiálu katódy a elektrolytu, čo je exotermický proces, krátke časové obdobie, ako je uvoľnenie tepla, môže viesť k vlastnej batérii. teplota ďalej stúpa a vyššie teploty urýchľujú jav rozkladu, vytváranie začarovaného kruhu, zrýchlený rozklad batérie až po ďalší pokles výkonu. Ak teda nie je batéria správne spravovaná, spôsobí to nezvratnú stratu výkonu.

Konštrukcia solárnej lítiovej batérie a použitie environmentálnych rozdielov spôsobí, že teplotné prostredie jedného článku nebude konzistentné. Ako ukazuje Arrheniusov zákon, rýchlostná konštanta elektrochemickej reakcie batérie exponenciálne súvisí so stupňom a elektrochemické charakteristiky batérie sú rôzne pri rôznych teplotách. Teplota ovplyvňuje činnosť elektrochemického systému batérie, Coulombovu účinnosť, schopnosť nabíjania a vybíjania, výstupný výkon, kapacitu, spoľahlivosť a životnosť cyklu. V súčasnosti sa hlavný výskum vykonáva na kvantifikáciu vplyvu teploty na nekonzistentnosť batériových jednotiek.

4. Vonkajší obvod batérie

Spojenia

V akomerčný systém skladovania energielítiové solárne batérie sa budú montovať sériovo a paralelne, takže medzi batériami a modulmi bude veľa spojovacích obvodov a ovládacích prvkov. V dôsledku rôzneho výkonu a rýchlosti starnutia každého konštrukčného prvku alebo komponentu, ako aj nekonzistentnej energie spotrebovanej v každom bode pripojenia majú rôzne zariadenia na batériu rôzne účinky, čo vedie k nekonzistentnému systému batériových jednotiek. Nezrovnalosti v rýchlosti degradácie batérie v paralelných obvodoch môžu urýchliť zhoršovanie stavu systému.

Impedancia prípojky bude mať tiež vplyv na nekonzistentnosť batérie, odpor prípojky nie je rovnaký, odpor pólu k jednočlánkovej vetve obvodu je odlišný, ďaleko od pólu batérie v dôsledku prípojky je dlhšie a odpor je väčší, prúd je menší, spojovací kus spôsobí, že jeden článok pripojený k pólu ako prvý dosiahne medzné napätie, čo má za následok zníženie spotreby energie, čo ovplyvňuje výkon batérie a predčasné starnutie jedného článku povedie k nadmernému nabitiu pripojenej batérie, čo vedie k bezpečnosti a ochrane batérie. Predčasné starnutie jedného článku povedie k prebitiu batérie, ktorá je k nemu pripojená, čo má za následok potenciálne bezpečnostné riziká.

So zvyšujúcim sa počtom cyklov batérie sa zvýši ohmický vnútorný odpor, zníži sa kapacita a zmení sa pomer ohmického vnútorného odporu k hodnote odporu spojky. Pre zaistenie bezpečnosti systému je potrebné zvážiť vplyv odporu spojovacieho kusu.

Vstupný obvod BMS

Systém správy batérie (BMS) je zárukou normálnej prevádzky batériových jednotiek, ale vstupný obvod BMS nepriaznivo ovplyvní konzistenciu batérie. Metódy monitorovania napätia batérie zahŕňajú presný delič napätia rezistora, integrované vzorkovanie čipu atď. Tieto metódy sa nedokážu vyhnúť vzorkovaciemu prúdu pri zaťažení zvodového prúdu v dôsledku prítomnosti rezistora a dráh obvodovej dosky a vstupná impedancia vzorkovania napätia systému riadenia batérie zvýši nekonzistentnosť stavu nabitia batérie (SOC) a ovplyvniť výkon batérie.

5. Chyba odhadu SOC

Nekonzistentnosť SOC je spôsobená nekonzistentnosťou počiatočnej nominálnej kapacity jedného článku a nekonzistentnosťou rýchlosti poklesu nominálnej kapacity jedného článku počas prevádzky. Pre paralelný obvod spôsobí rozdiel vnútorného odporu jedného článku nerovnomerné rozloženie prúdu, čo povedie k nekonzistentnosti SOC. Algoritmy SOC zahŕňajú ampér-časovú integračnú metódu, metódu otvoreného napätia, Kalmanovu filtračnú metódu, metódu neurónovej siete, metódu fuzzy logiky a metódu testovania vybíjania atď. Chyba odhadu SOC je spôsobená nekonzistentnosťou počiatočnej nominálnej kapacity jedného článku a nekonzistentnosť rýchlosti poklesu nominálnej kapacity jedného článku počas prevádzky.

Metóda ampérčasovej integrácie má lepšiu presnosť, keď je SOC stavu počiatočného nabitia presnejšia, ale Coulombická účinnosť je výrazne ovplyvnená stavom nabitia, teplotou a prúdom batérie, ktoré je ťažké presne zmerať, takže pre metódu ampérčasovej integrácie je ťažké splniť požiadavky na presnosť odhadu stavu nabitia. Metóda napätia naprázdno Po dlhej dobe pokoja má napätie naprázdno batérie jednoznačný funkčný vzťah s SOC a odhadovaná hodnota SOC sa získa meraním svorkového napätia. Metóda napätia naprázdno má výhodu vysokej presnosti odhadu, ale nevýhoda dlhej doby pokoja tiež obmedzuje jej použitie.

Ako zlepšiť konzistenciu lítiovej solárnej batérie?

Zlepšite konzistenciu solárnych lítiových batérií vo výrobnom procese:

Pred výrobou solárnych lítiových batériových modulov je potrebné triediť lítium-železofosfátové batérie, aby sa zabezpečilo, že jednotlivé články v module používajú jednotné špecifikácie a modely, a otestovať napätie, kapacitu, vnútorný odpor atď. zabezpečiť konzistentnosť počiatočného výkonu solárnych lítiových batérií.

Kontrola používania a procesu údržby

Monitorovanie batérie v reálnom čase pomocou BMS:Monitorovanie batérie v reálnom čase počas procesu používania je možné sledovať v reálnom čase až do konzistencie procesu používania. Pokúste sa zabezpečiť, aby sa prevádzková teplota solárnej lítiovej batérie udržiavala v optimálnom rozsahu, ale tiež sa snažte zabezpečiť konzistentnosť teplotných podmienok medzi batériami, aby ste efektívne zabezpečili konzistentnosť výkonu medzi batériami.

Prijmite rozumnú stratégiu kontroly:minimalizujte hĺbku vybitia batérie čo najviac, keď je povolený výstupný výkon, v BSLBATT sú naše solárne lítiové batérie zvyčajne nastavené na hĺbku vybitia nie viac ako 90 %. Zabránenie prebíjaniu batérie môže zároveň predĺžiť životnosť batérie. Posilnite údržbu batérie. V určitých intervaloch nabíjajte akumulátor s malým prúdom a venujte pozornosť aj čisteniu.

Záverečný záver

Príčiny nekonzistentnosti batérií sú hlavne v dvoch aspektoch výroby a používania batérií, nekonzistentnosť lítium-iónových batérií často spôsobuje, že batéria na ukladanie energie má príliš rýchlu degradáciu kapacity a kratšiu životnosť počas procesu cyklovania, takže je veľmi dôležité na zabezpečenie konzistencie solárnych lítiových batérií.

Podobne je tiež veľmi dôležité vybrať si profesionálnych výrobcov a dodávateľov solárnych lítiových batérií,BSLBATTotestuje napätie, kapacitu, vnútorný odpor a ďalšie aspekty každej LiFePO4 batérie pred každou výrobou a udrží každú solárnu lítiovú batériu s vysokou konzistenciou tým, že ju bude kontrolovať vo výrobnom procese. Ak máte záujem o naše produkty na skladovanie energie, kontaktujte nás pre najlepšiu predajnú cenu.