แบตเตอรี่ลิเธียมพลังงานแสงอาทิตย์ที่ไม่สอดคล้องกันมีอันตรายอะไรบ้าง?

ความหนาแน่นของพลังงานแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนสูง ด้วยเหตุผลด้านความปลอดภัย ปริมาตรทั่วไปจะไม่ได้รับการออกแบบให้ใหญ่เกินไป แต่จะมีเซลล์ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตจำนวนหนึ่งเซลล์ผ่านขั้วต่อนำไฟฟ้าแบบอนุกรมและขนานกับแหล่งจ่ายไฟ ทำให้เกิดโมดูลแบตเตอรี่ลิเธียมแสงอาทิตย์ อย่างไรก็ตาม เรื่องนี้ต้องเผชิญกับปัญหาความสม่ำเสมอ

ความไม่สอดคล้องกันของแบตเตอรี่ลิเธียมพลังงานแสงอาทิตย์พารามิเตอร์มักจะรวมถึงความจุ, ความต้านทานภายใน, ความไม่สอดคล้องกันของแรงดันไฟฟ้าวงจรเปิด, ความไม่สอดคล้องกันของประสิทธิภาพการทำงานของเซลล์แบตเตอรี่, ที่เกิดขึ้นในกระบวนการผลิต, จะรุนแรงขึ้นอีกในกระบวนการใช้งาน, ก้อนแบตเตอรี่เดียวกันภายในเซลล์, ยิ่งอ่อนแอลง อ่อนแอลงและเร่งให้อ่อนแอลงเสมอและระดับการกระจายตัวของพารามิเตอร์ระหว่างเซลล์โมโนเมอร์ด้วยระดับความชราที่ลึกขึ้นและมีขนาดใหญ่ขึ้น

การอ่านที่เกี่ยวข้อง: ความสม่ำเสมอของแบตเตอรี่ลิเธียมแสงอาทิตย์คืออะไร

บทความนี้จะแนะนำเซลล์ที่ไม่สอดคล้องกันเมื่อใช้แบบอนุกรมและร่วมกัน สิ่งที่จะส่งผลเสียต่อชุดแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน และวิธีที่เราควรจัดการกับปัญหาแบตเตอรี่ลิเธียมแสงอาทิตย์ที่ไม่สอดคล้องกัน

อะไรคืออันตรายจากแบตเตอรี่ลิเธียมพลังงานแสงอาทิตย์ที่ไม่สอดคล้องกัน?

การสูญเสียความจุของชุดแบตเตอรี่ลิเธียมพลังงานแสงอาทิตย์

ในการออกแบบชุดแบตเตอรี่ลิเธียมพลังงานแสงอาทิตย์ กำลังการผลิตโดยรวมเป็นไปตาม "หลักการบาร์เรล" ความจุของเซลล์ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตที่แย่ที่สุดจะเป็นตัวกำหนดความจุของชุดแบตเตอรี่ลิเธียมพลังงานแสงอาทิตย์ทั้งหมด เพื่อป้องกันการชาร์จไฟเกินและการคายประจุเกิน ระบบการจัดการแบตเตอรี่จะใช้ตรรกะต่อไปนี้:

เมื่อทำการคายประจุ: เมื่อแรงดันไฟฟ้าเซลล์เดียวต่ำสุดถึงแรงดันตัดการคายประจุ ชุดแบตเตอรี่ทั้งหมดจะหยุดการคายประจุ
ระหว่างการชาร์จ: เมื่อแรงดันไฟฟ้าสูงสุดแตะแรงดันไฟฟ้าตัดการชาร์จ การชาร์จจะหยุดลง

นอกจากนี้ เมื่อใช้เซลล์แบตเตอรี่ที่มีความจุน้อยกว่าต่อเนื่องกันกับเซลล์แบตเตอรี่ที่มีความจุมากกว่า เซลล์แบตเตอรี่ที่มีความจุน้อยกว่าจะถูกคายประจุจนหมดเสมอ ในขณะที่เซลล์แบตเตอรี่ที่มีความจุมากกว่าจะใช้ความจุบางส่วนเสมอ ส่งผลให้ความจุของ ก้อนแบตเตอรี่ทั้งหมดจะมีส่วนหนึ่งของความจุอยู่ในสถานะไม่ได้ใช้งานเสมอ

อายุการเก็บรักษาชุดแบตเตอรี่ลิเธียมพลังงานแสงอาทิตย์ลดลง

ในทำนองเดียวกันอายุขัยของแบตเตอรี่ลิเธียมพลังงานแสงอาทิตย์ขึ้นอยู่กับเซลล์ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตที่มีอายุการใช้งานสั้นที่สุด มีแนวโน้มว่าเซลล์ที่มีอายุการใช้งานสั้นที่สุดคือเซลล์ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตที่มีความจุต่ำ เซลล์ LiFePO4 ที่มีความจุต่ำกว่ามีแนวโน้มที่จะเป็นเซลล์แรกที่หมดอายุการใช้งานเนื่องจากมีการชาร์จและคายประจุจนเต็มทุกครั้ง เมื่อเชื่อมเป็นกลุ่มของเซลล์ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตที่หมดอายุการใช้งาน ชุดแบตเตอรี่ลิเธียมพลังงานแสงอาทิตย์ทั้งหมดก็จะหมดอายุการใช้งานเช่นกัน

เพิ่มความต้านทานภายในของชุดแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์

เมื่อกระแสเดียวกันไหลผ่านเซลล์ที่มีความต้านทานภายในต่างกัน เซลล์ LiFePO4 ที่มีความต้านทานภายในสูงกว่าจะสร้างความร้อนได้มากขึ้น ส่งผลให้อุณหภูมิของเซลล์แสงอาทิตย์สูง ซึ่งเร่งอัตราการเสื่อมสภาพและเพิ่มความต้านทานภายในอีกด้วย การตอบรับเชิงลบเกิดขึ้นระหว่างความต้านทานภายในและการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิ ซึ่งจะช่วยเร่งการเสื่อมสภาพของเซลล์ที่มีความต้านทานภายในสูง

พารามิเตอร์ทั้งสามข้างต้นไม่เป็นอิสระอย่างสมบูรณ์ และเซลล์ที่มีอายุลึกลงไปจะมีความต้านทานภายในสูงกว่าและความจุลดลงมากกว่า แม้ว่าพารามิเตอร์เหล่านี้จะมีผลกระทบต่อกัน แต่แยกกันอธิบายทิศทางอิทธิพลตามลำดับ ช่วยให้เข้าใจถึงอันตรายของความไม่สอดคล้องกันของแบตเตอรี่ลิเธียมแสงอาทิตย์ได้ดีขึ้น

วิธีจัดการกับความไม่สอดคล้องกันของแบตเตอรี่ลิเธียมโซลาร์?

การจัดการความร้อน

เพื่อตอบสนองต่อปัญหาที่เซลล์ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตที่มีความต้านทานภายในไม่สอดคล้องกันทำให้เกิดความร้อนในปริมาณที่แตกต่างกัน สามารถรวมระบบการจัดการความร้อนเพื่อควบคุมอุณหภูมิที่แตกต่างกันของแบตเตอรี่ทั้งหมดได้ เพื่อให้ความแตกต่างของอุณหภูมิถูกเก็บไว้ภายในช่วงเล็กๆ ด้วยวิธีนี้แม้เซลล์ที่สร้างความร้อนมากขึ้นยังคงมีอุณหภูมิสูงขึ้นก็จะไม่ดึงออกจากเซลล์อื่นและระดับการเสื่อมสภาพจะไม่แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญ ระบบการจัดการระบายความร้อนทั่วไปประกอบด้วยระบบระบายความร้อนด้วยอากาศและระบายความร้อนด้วยของเหลว

การเรียงลำดับ

วัตถุประสงค์ของการเรียงลำดับคือการแยกพารามิเตอร์และชุดต่างๆ ของเซลล์แบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตโดยการเลือก แม้ว่าเซลล์แบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตชุดเดียวกัน แต่ยังต้องมีการคัดกรอง พารามิเตอร์ของความเข้มข้นสัมพัทธ์ของแบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟต เซลล์ในชุดแบตเตอรี่, ชุดแบตเตอรี่ วิธีการเรียงลำดับรวมถึงการเรียงลำดับแบบคงที่และการเรียงลำดับแบบไดนามิก

การปรับสมดุล

เนื่องจากความไม่สอดคล้องกันของเซลล์ลิเธียมเหล็กฟอสเฟต แรงดันไฟฟ้าเทอร์มินัลของบางเซลล์จึงอยู่ข้างหน้าเซลล์อื่นและถึงเกณฑ์การควบคุมก่อน ส่งผลให้ความจุของทั้งระบบมีขนาดเล็กลง ฟังก์ชั่นการปรับสมดุลของระบบจัดการแบตเตอรี่ BMS สามารถแก้ปัญหานี้ได้เป็นอย่างดี

เมื่อเซลล์แบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตเป็นเซลล์แรกที่เข้าถึงแรงดันไฟฟ้าตัดการชาร์จ ในขณะที่แรงดันไฟฟ้าเซลล์แบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตส่วนที่เหลือล้าหลัง BMS จะเริ่มฟังก์ชันการปรับสมดุลการชาร์จ หรือเข้าถึงตัวต้านทาน เพื่อคายประจุ ส่วนหนึ่งของพลังงานของเซลล์แบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตแรงดันสูงหรือถ่ายโอนพลังงานออกไปไปยังเซลล์แบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตแรงดันต่ำขึ้นไป ด้วยวิธีนี้ สภาวะการตัดการชาร์จจะถูกยกเลิก กระบวนการชาร์จจะเริ่มต้นอีกครั้ง และก้อนแบตเตอรี่สามารถชาร์จได้ด้วยกำลังไฟมากขึ้น