ความสม่ำเสมอของแบตเตอรี่ลิเธียมแสงอาทิตย์คืออะไร?

แบตเตอรี่ลิเธียมพลังงานแสงอาทิตย์เป็นองค์ประกอบสำคัญของระบบจัดเก็บพลังงานแสงอาทิตย์ ประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ลิเธียมเป็นหนึ่งในองค์ประกอบสำคัญในการกำหนดประสิทธิภาพของระบบจัดเก็บพลังงานแบตเตอรี่

การพัฒนาเทคโนโลยีแบตเตอรี่ลิเธียมพลังงานแสงอาทิตย์ได้เพื่อควบคุมต้นทุน ปรับปรุงความหนาแน่นของพลังงานและความหนาแน่นของพลังงานของแบตเตอรี่ลิเธียม เพิ่มการใช้ความปลอดภัย ยืดอายุการใช้งาน และปรับปรุงความสอดคล้องของชุดแบตเตอรี่ ฯลฯ เป็นแกนหลัก และการปรับปรุงองค์ประกอบเหล่านี้ยังคงเป็นแบตเตอรี่ลิเธียมกำลังเผชิญกับความท้าทายที่ยิ่งใหญ่ที่สุด สาเหตุหลักมาจากกลุ่มประสิทธิภาพของเซลล์เดี่ยวและการใช้สภาพแวดล้อมการทำงาน (เช่น อุณหภูมิ) มีความแตกต่าง ดังนั้นประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ลิเธียมแสงอาทิตย์จึงต่ำกว่าเซลล์เดี่ยวที่แย่ที่สุดในชุดแบตเตอรี่เสมอ

ความไม่สอดคล้องกันของประสิทธิภาพเซลล์เดี่ยวและสภาพแวดล้อมการทำงานไม่เพียงแต่ลดประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ลิเธียมแสงอาทิตย์เท่านั้น แต่ยังส่งผลต่อความแม่นยำของการตรวจสอบ BMS และความปลอดภัยของชุดแบตเตอรี่อีกด้วย แล้วอะไรคือสาเหตุของความไม่สอดคล้องกันของแบตเตอรี่ลิเธียมแสงอาทิตย์?

ความสม่ำเสมอของแบตเตอรี่ลิเธียมโซลาร์คืออะไร?

ความสอดคล้องของชุดแบตเตอรี่แบตเตอรี่ลิเธียมโซลาร์เซลล์หมายความว่าแรงดันไฟฟ้า ความจุ ความต้านทานภายใน อายุการใช้งาน ผลกระทบของอุณหภูมิ อัตราการคายประจุเอง และพารามิเตอร์อื่นๆ ยังคงมีความสอดคล้องกันสูงโดยไม่มีความแตกต่างมากนักหลังจากเซลล์เดี่ยวที่มีรูปแบบข้อกำหนดเดียวกันของเซลล์เดี่ยวรวมกันเป็นชุดแบตเตอรี่

ความสม่ำเสมอของแบตเตอรี่ลิเธียมโซลาร์ถือเป็นสิ่งสำคัญเพื่อให้มั่นใจถึงประสิทธิภาพที่สม่ำเสมอ ลดความเสี่ยง และยืดอายุการใช้งานแบตเตอรี่

การอ่านที่เกี่ยวข้อง: แบตเตอรี่ลิเธียมที่ไม่สอดคล้องกันอาจก่อให้เกิดอันตรายอะไรบ้าง

อะไรทำให้เกิดความไม่สอดคล้องกันของแบตเตอรี่ลิเธียมแสงอาทิตย์?

ความไม่สอดคล้องกันของชุดแบตเตอรี่มักทำให้แบตเตอรี่ลิเธียมพลังงานแสงอาทิตย์ในกระบวนการหมุนเวียน เช่น ความจุลดลงมากเกินไป อายุการใช้งานสั้นลง และปัญหาอื่นๆ มีสาเหตุหลายประการที่ทำให้แบตเตอรี่ลิเธียมพลังงานแสงอาทิตย์ไม่สอดคล้องกัน ส่วนใหญ่อยู่ในกระบวนการผลิตและการใช้กระบวนการ

1. ความแตกต่างในพารามิเตอร์ระหว่างแบตเตอรี่เดี่ยวลิเธียมเหล็กฟอสเฟต

ความแตกต่างของสถานะระหว่างแบตเตอรี่โมโนเมอร์ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตส่วนใหญ่รวมถึงความแตกต่างเริ่มต้นระหว่างแบตเตอรี่โมโนเมอร์และความแตกต่างของพารามิเตอร์ที่สร้างขึ้นในระหว่างกระบวนการใช้งาน มีปัจจัยที่ไม่สามารถควบคุมได้หลายประการในกระบวนการออกแบบ การผลิต การจัดเก็บ และการใช้งานแบตเตอรี่ ซึ่งอาจส่งผลต่อความสม่ำเสมอของแบตเตอรี่ การปรับปรุงความสอดคล้องของแต่ละเซลล์เป็นข้อกำหนดเบื้องต้นในการปรับปรุงประสิทธิภาพของชุดแบตเตอรี่ ปฏิสัมพันธ์ของพารามิเตอร์เซลล์เดียวลิเธียมเหล็กฟอสเฟต สถานะพารามิเตอร์ปัจจุบันได้รับผลกระทบจากสถานะเริ่มต้นและผลสะสมของเวลา

ความจุ แรงดันไฟฟ้า และอัตราการคายประจุของแบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟต

ความจุของแบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตไม่สอดคล้องกันจะทำให้ชุดแบตเตอรี่ของความลึกในการคายประจุเซลล์เดี่ยวแต่ละเซลล์ไม่สอดคล้องกัน แบตเตอรี่ที่มีความจุน้อยกว่าและประสิทธิภาพต่ำกว่าจะเข้าสู่สถานะการชาร์จเต็มเร็วขึ้น ส่งผลให้แบตเตอรี่ที่มีความจุสูงและประสิทธิภาพที่ดีไม่สามารถไปถึงสถานะการชาร์จเต็มได้ ความไม่สอดคล้องกันของแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตจะนำไปสู่ชุดแบตเตอรี่แบบขนานในเซลล์เดียวที่ชาร์จซึ่งกันและกัน แบตเตอรี่แรงดันไฟฟ้าที่สูงกว่าจะให้การชาร์จแบตเตอรี่ที่มีแรงดันไฟฟ้าต่ำกว่า ซึ่งจะเร่งการเสื่อมประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ การสูญเสียพลังงานของแบตเตอรี่ทั้งหมด . อัตราการปลดปล่อยตัวเองขนาดใหญ่ของการสูญเสียความจุของแบตเตอรี่ ความไม่สอดคล้องกันของอัตราการปลดปล่อยตัวเองของแบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตจะนำไปสู่ความแตกต่างในสถานะการชาร์จแบตเตอรี่ แรงดันไฟฟ้า ส่งผลต่อประสิทธิภาพของก้อนแบตเตอรี่

ความต้านทานภายในของแบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตเดี่ยว

ในระบบซีรีส์ ความแตกต่างของความต้านทานภายในของแบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตเดี่ยวจะนำไปสู่ความไม่สอดคล้องกันในการชาร์จแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่แต่ละก้อน แบตเตอรี่ที่มีความต้านทานภายในขนาดใหญ่ถึงขีดจำกัดแรงดันไฟฟ้าบนล่วงหน้า และแบตเตอรี่อื่นๆ อาจไม่ได้ชาร์จจนเต็ม คราวนี้. แบตเตอรี่ที่มีความต้านทานภายในสูงจะมีการสูญเสียพลังงานสูงและสร้างความร้อนสูง และความแตกต่างของอุณหภูมิจะเพิ่มความต้านทานภายในที่แตกต่างกันออกไป ซึ่งนำไปสู่วงจรที่เลวร้าย

ระบบขนาน ความแตกต่างของความต้านทานภายในจะนำไปสู่ความไม่สอดคล้องกันของกระแสไฟแบตเตอรี่แต่ละก้อน กระแสไฟของแรงดันไฟแบตเตอรี่เปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว ดังนั้นความลึกของการชาร์จและการคายประจุของแบตเตอรี่แต่ละก้อนจึงไม่สอดคล้องกัน ส่งผลให้ความจุที่แท้จริงของระบบคือ ยากที่จะบรรลุถึงมูลค่าการออกแบบ กระแสไฟในการทำงานของแบตเตอรี่แตกต่างกัน ประสิทธิภาพในการใช้กระบวนการจะทำให้เกิดความแตกต่าง และท้ายที่สุดจะส่งผลต่ออายุการใช้งานของแบตเตอรี่ทั้งหมด

2. สภาวะการชาร์จและการคายประจุ

วิธีการชาร์จส่งผลต่อประสิทธิภาพการชาร์จและสถานะการชาร์จของชุดแบตเตอรี่ลิเธียมแสงอาทิตย์ การชาร์จไฟเกินและการคายประจุมากเกินไปจะทำให้แบตเตอรี่เสียหาย และก้อนแบตเตอรี่จะแสดงความไม่สอดคล้องกันหลังจากชาร์จและคายประจุหลายครั้ง ปัจจุบันมีวิธีการชาร์จแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนหลายวิธี แต่วิธีทั่วไปจะแบ่งการชาร์จแบบกระแสคงที่และการชาร์จแบบแรงดันคงที่แบบกระแสคงที่ การชาร์จด้วยกระแสคงที่เป็นวิธีที่เหมาะกว่าในการชาร์จจนเต็มอย่างปลอดภัยและมีประสิทธิภาพ การชาร์จกระแสคงที่และแรงดันคงที่ผสมผสานข้อดีของการชาร์จกระแสคงที่และการชาร์จแรงดันไฟฟ้าคงที่ได้อย่างมีประสิทธิภาพ การแก้ปัญหาวิธีการชาร์จกระแสคงที่ทั่วไปเป็นเรื่องยากที่จะชาร์จเต็มได้อย่างแม่นยำ หลีกเลี่ยงวิธีการชาร์จแรงดันไฟฟ้าคงที่ในการชาร์จระยะเริ่มต้นของกระแสคือ ใหญ่เกินไปสำหรับแบตเตอรี่ที่จะทำให้เกิดผลกระทบของการทำงานของแบตเตอรี่ ง่ายและสะดวก

3. อุณหภูมิในการทำงาน

ประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ลิเธียมพลังงานแสงอาทิตย์จะลดลงอย่างมากภายใต้อุณหภูมิสูงและอัตราการคายประจุสูง เนื่องจากแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนในสภาวะที่มีอุณหภูมิสูงและใช้กระแสไฟสูงจะทำให้วัสดุแอคทีฟแคโทดและอิเล็กโทรไลต์ซึ่งเป็นกระบวนการคายความร้อนในช่วงเวลาสั้น ๆ เช่นการปล่อยความร้อนสามารถนำไปสู่แบตเตอรี่ได้เอง อุณหภูมิจะสูงขึ้นอีก และอุณหภูมิที่สูงขึ้นจะเร่งให้เกิดปรากฏการณ์การสลายตัว การก่อตัวของวงจรอุบาทว์ เร่งการสลายตัวของแบตเตอรี่ให้ประสิทธิภาพลดลงอีก ดังนั้นหากชุดแบตเตอรี่ไม่ได้รับการจัดการอย่างเหมาะสม จะทำให้ประสิทธิภาพการทำงานลดลงอย่างถาวร

การออกแบบแบตเตอรี่ลิเธียมพลังงานแสงอาทิตย์และการใช้ความแตกต่างด้านสิ่งแวดล้อมจะทำให้สภาพแวดล้อมอุณหภูมิของเซลล์เดียวไม่สอดคล้องกัน ดังที่แสดงไว้ในกฎของอาร์เรเนียส ค่าคงที่อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีไฟฟ้าของแบตเตอรี่มีความสัมพันธ์แบบเอกซ์โพเนนเชียลกับระดับนั้น และคุณลักษณะทางเคมีไฟฟ้าของแบตเตอรี่จะแตกต่างกันที่อุณหภูมิต่างกัน อุณหภูมิส่งผลต่อการทำงานของระบบไฟฟ้าเคมีของแบตเตอรี่ ประสิทธิภาพคูลอมบิก ความสามารถในการชาร์จและการคายประจุ กำลังไฟฟ้าเอาท์พุต ความจุ ความน่าเชื่อถือ และอายุการใช้งานของวงจร ปัจจุบัน การวิจัยหลักกำลังดำเนินการเพื่อหาปริมาณผลกระทบของอุณหภูมิต่อความไม่สอดคล้องกันของชุดแบตเตอรี่

4. วงจรภายนอกของแบตเตอรี่

การเชื่อมต่อ

ในกระบบจัดเก็บพลังงานเชิงพาณิชย์แบตเตอรี่ลิเธียมโซลาร์จะประกอบแบบอนุกรมและขนาน ดังนั้นจะมีวงจรเชื่อมต่อและองค์ประกอบควบคุมมากมายระหว่างแบตเตอรี่และโมดูล เนื่องจากประสิทธิภาพและอัตราการเสื่อมสภาพที่แตกต่างกันของชิ้นส่วนโครงสร้างหรือส่วนประกอบแต่ละรายการ ตลอดจนพลังงานที่ใช้ในแต่ละจุดเชื่อมต่อที่ไม่สอดคล้องกัน อุปกรณ์ที่แตกต่างกันจึงส่งผลต่อแบตเตอรี่ที่แตกต่างกัน ส่งผลให้ระบบชุดแบตเตอรี่ไม่สอดคล้องกัน ความไม่สอดคล้องกันของอัตราการเสื่อมสภาพของแบตเตอรี่ในวงจรขนานสามารถเร่งการเสื่อมสภาพของระบบได้

ความต้านทานของชิ้นส่วนเชื่อมต่อจะมีผลกระทบต่อความไม่สอดคล้องกันของชุดแบตเตอรี่ ความต้านทานของชิ้นส่วนเชื่อมต่อไม่เหมือนกัน ความต้านทานของขั้วกับวงจรสาขาเซลล์เดียวจะแตกต่างกัน ห่างจากขั้วของแบตเตอรี่เนื่องจากชิ้นส่วนเชื่อมต่อคือ นานขึ้นและมีความต้านทานมากขึ้น กระแสไฟฟ้ามีขนาดเล็กลง ชิ้นต่อจะทำให้เซลล์เดี่ยวที่ต่อกับขั้วจะเป็นเซลล์แรกถึงแรงดันไฟตัด ส่งผลให้การใช้พลังงานลดลงส่งผลต่อประสิทธิภาพการทำงานของ แบตเตอรี่และเซลล์เดียวที่เสื่อมสภาพล่วงหน้าจะนำไปสู่การชาร์จแบตเตอรี่ที่เชื่อมต่อมากเกินไป ส่งผลให้แบตเตอรี่มีความปลอดภัยและมั่นคง การเสื่อมสภาพเร็วของเซลล์เดียวจะนำไปสู่การชาร์จแบตเตอรี่ที่เชื่อมต่ออยู่มากเกินไป ส่งผลให้เกิดอันตรายด้านความปลอดภัย

เมื่อจำนวนรอบของแบตเตอรี่เพิ่มขึ้น จะทำให้ความต้านทานภายในของโอห์มมิกเพิ่มขึ้น ความจุลดลง และอัตราส่วนของความต้านทานภายในของโอห์มมิกต่อค่าความต้านทานของชิ้นส่วนที่เชื่อมต่อจะเปลี่ยนไป เพื่อให้มั่นใจในความปลอดภัยของระบบ จะต้องพิจารณาถึงอิทธิพลของความต้านทานของชิ้นส่วนที่เชื่อมต่อด้วย

วงจรอินพุต BMS

ระบบการจัดการแบตเตอรี่ (BMS) คือการรับประกันการทำงานปกติของชุดแบตเตอรี่ แต่วงจรอินพุต BMS จะส่งผลเสียต่อความสม่ำเสมอของแบตเตอรี่ วิธีการตรวจสอบแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่ ได้แก่ ตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าของตัวต้านทานที่มีความแม่นยำ การสุ่มตัวอย่างชิปแบบรวม ฯลฯ วิธีการเหล่านี้ไม่สามารถหลีกเลี่ยงการสุ่มตัวอย่างกระแสรั่วไหลนอกโหลดได้เนื่องจากมีตัวต้านทานและเส้นทางของแผงวงจร และระบบการจัดการแบตเตอรี่ อิมพีแดนซ์อินพุตสุ่มตัวอย่างแรงดันไฟฟ้าของระบบการจัดการแบตเตอรี่จะเพิ่ม ความไม่สอดคล้องกันของสถานะการชาร์จของแบตเตอรี่ (SOC) และส่งผลต่อประสิทธิภาพของก้อนแบตเตอรี่

5. ข้อผิดพลาดในการประมาณ SOC

ความไม่สอดคล้องกันของ SOC เกิดจากความไม่สอดคล้องกันของความจุระบุเริ่มต้นของเซลล์เดียว และความไม่สม่ำเสมอของอัตราการสลายตัวของความจุระบุของเซลล์เดียวระหว่างการทำงาน สำหรับวงจรขนาน ความแตกต่างของความต้านทานภายในของเซลล์เดี่ยวจะทำให้การกระจายกระแสไม่เท่ากัน ซึ่งจะทำให้ SOC ไม่สอดคล้องกัน อัลกอริธึม SOC ประกอบด้วยวิธีการรวมเวลาเป็นแอมแปร์, วิธีแรงดันไฟฟ้าวงจรเปิด, วิธีการกรองคาลมาน, วิธีโครงข่ายประสาทเทียม, วิธีลอจิกแบบคลุมเครือ และวิธีการทดสอบการคายประจุ ฯลฯ ข้อผิดพลาดในการประมาณค่า SOC เกิดจากความไม่สอดคล้องกันของความจุปกติเริ่มต้นของเซลล์เดียว และความไม่สอดคล้องกันของอัตราการสลายตัวของกำลังการผลิตปกติของเซลล์เดี่ยวระหว่างการทำงาน

วิธีการบูรณาการเวลาเป็นแอมแปร์จะมีความแม่นยำมากขึ้นเมื่อ SOC ของสถานะการชาร์จเริ่มต้นแม่นยำยิ่งขึ้น แต่ประสิทธิภาพของคูลอมบิกได้รับผลกระทบอย่างมากจากสถานะการชาร์จ อุณหภูมิ และกระแสไฟฟ้าของแบตเตอรี่ ซึ่งยากต่อการวัดอย่างแม่นยำ ดังนั้น เป็นเรื่องยากสำหรับวิธีการบูรณาการเวลาแอมแปร์เพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดด้านความแม่นยำในการประมาณค่าสถานะประจุ วิธีแรงดันไฟฟ้าวงจรเปิด หลังจากพักเป็นเวลานาน แรงดันไฟฟ้าวงจรเปิดของแบตเตอรี่มีความสัมพันธ์การทำงานที่แน่นอนกับ SOC และได้รับค่าประมาณของ SOC โดยการวัดแรงดันไฟฟ้าที่ขั้วต่อ วิธีใช้แรงดันไฟฟ้าวงจรเปิดมีข้อดีคือมีความแม่นยำในการประมาณค่าสูง แต่ข้อเสียของเวลาพักนานยังจำกัดการใช้งานอีกด้วย

จะปรับปรุงความสม่ำเสมอของแบตเตอรี่ลิเธียมโซลาร์ได้อย่างไร?

ปรับปรุงความสอดคล้องของแบตเตอรี่ลิเธียมพลังงานแสงอาทิตย์ในกระบวนการผลิต:

ก่อนการผลิตชุดแบตเตอรี่ลิเธียมพลังงานแสงอาทิตย์ จำเป็นต้องจัดเรียงแบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตเพื่อให้แน่ใจว่าเซลล์แต่ละเซลล์ในโมดูลใช้ข้อกำหนดและแบบจำลองที่สม่ำเสมอ และเพื่อทดสอบแรงดันไฟฟ้า ความจุ ความต้านทานภายใน ฯลฯ ของแต่ละเซลล์เพื่อ ตรวจสอบความสม่ำเสมอของประสิทธิภาพเริ่มต้นของชุดแบตเตอรี่ลิเธียมพลังงานแสงอาทิตย์

การควบคุมการใช้งานและกระบวนการบำรุงรักษา

การตรวจสอบแบตเตอรี่แบบเรียลไทม์โดยใช้ BMS:การตรวจสอบแบตเตอรี่แบบเรียลไทม์ในระหว่างขั้นตอนการใช้งานสามารถสังเกตได้แบบเรียลไทม์เพื่อความสอดคล้องของกระบวนการใช้งาน พยายามตรวจสอบให้แน่ใจว่าอุณหภูมิในการทำงานของแบตเตอรี่ลิเธียมพลังงานแสงอาทิตย์นั้นอยู่ในช่วงที่เหมาะสม แต่ยังพยายามตรวจสอบให้แน่ใจว่าสภาวะอุณหภูมิระหว่างแบตเตอรี่มีความสม่ำเสมอ เพื่อให้มั่นใจถึงความสม่ำเสมอของประสิทธิภาพระหว่างแบตเตอรี่ได้อย่างมีประสิทธิภาพ

ใช้กลยุทธ์การควบคุมที่สมเหตุสมผล:ลดความลึกของการคายประจุแบตเตอรี่ให้เหลือน้อยที่สุดเมื่ออนุญาตให้มีกำลังไฟเอาต์พุต ใน BSLBATT แบตเตอรี่ลิเธียมแสงอาทิตย์ของเรามักจะตั้งค่าไว้ที่ความลึกการคายประจุไม่เกิน 90% ในเวลาเดียวกัน การหลีกเลี่ยงการชาร์จแบตเตอรี่มากเกินไปสามารถยืดอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ได้ เสริมสร้างการบำรุงรักษาชุดแบตเตอรี่ ชาร์จก้อนแบตเตอรี่ด้วยการบำรุงรักษากระแสไฟเล็กน้อยในช่วงเวลาหนึ่ง และใส่ใจกับการทำความสะอาดด้วย

บทสรุปสุดท้าย

สาเหตุของความไม่สอดคล้องกันของแบตเตอรี่ส่วนใหญ่เกิดจากการผลิตและการใช้งานแบตเตอรี่สองด้าน ความไม่สอดคล้องกันของชุดแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนมักทำให้แบตเตอรี่เก็บพลังงานมีความจุลดลงเร็วเกินไปและมีอายุการใช้งานสั้นลงในระหว่างกระบวนการปั่นจักรยาน ดังนั้นจึงเป็นอย่างมาก สิ่งสำคัญคือต้องมั่นใจในความสอดคล้องของแบตเตอรี่ลิเธียมพลังงานแสงอาทิตย์

ในทำนองเดียวกันการเลือกผู้ผลิตและซัพพลายเออร์แบตเตอรี่ลิเธียมพลังงานแสงอาทิตย์ระดับมืออาชีพเป็นสิ่งสำคัญมากBSLBATจะทดสอบแรงดันไฟฟ้า ความจุ ความต้านทานภายใน และด้านอื่นๆ ของแบตเตอรี่ LiFePO4 แต่ละก้อนก่อนการผลิตแต่ละครั้ง และเก็บแบตเตอรี่ลิเธียมพลังงานแสงอาทิตย์แต่ละก้อนให้มีความสม่ำเสมอสูงโดยการควบคุมในกระบวนการผลิต หากคุณสนใจผลิตภัณฑ์กักเก็บพลังงานของเรา ติดต่อเราเพื่อขอราคาตัวแทนจำหน่ายที่ดีที่สุด