Tính nhất quán của pin lithium năng lượng mặt trời là gì?

Pin lithium năng lượng mặt trờilà thành phần chính của hệ thống lưu trữ năng lượng mặt trời, hiệu suất của pin lithium là một trong những yếu tố chính quyết định hiệu suất của hệ thống lưu trữ năng lượng pin.

Sự phát triển của công nghệ pin lithium năng lượng mặt trời nhằm kiểm soát chi phí, cải thiện mật độ năng lượng và mật độ năng lượng của pin lithium, tăng cường sử dụng an toàn, kéo dài tuổi thọ và cải thiện tính nhất quán của bộ pin, v.v. làm trục chính, và việc nâng cao các yếu tố này vẫn là thách thức lớn nhất đối với pin lithium hiện nay. Điều này chủ yếu là do hiệu suất của từng tế bào và việc sử dụng môi trường hoạt động (chẳng hạn như nhiệt độ) có sự khác biệt, do đó hiệu suất của pin lithium năng lượng mặt trời luôn thấp hơn tế bào đơn kém nhất trong bộ pin.

Sự không nhất quán giữa hiệu suất của từng tế bào và môi trường hoạt động không chỉ làm giảm hiệu suất của pin lithium năng lượng mặt trời mà còn ảnh hưởng đến độ chính xác của việc giám sát BMS và sự an toàn của bộ pin. Vậy đâu là nguyên nhân dẫn đến sự thiếu nhất quán của pin lithium năng lượng mặt trời?

Tính nhất quán của pin năng lượng mặt trời Lithium là gì?

Tính nhất quán của bộ pin năng lượng mặt trời lithium có nghĩa là điện áp, công suất, điện trở trong, tuổi thọ, hiệu ứng nhiệt độ, tốc độ tự phóng điện và các thông số khác vẫn có tính nhất quán cao mà không có nhiều khác biệt sau khi cùng một mô hình thông số kỹ thuật của các ô đơn tạo thành một bộ pin.

Tính nhất quán của pin năng lượng mặt trời lithium là rất quan trọng để đảm bảo hiệu suất đồng đều, giảm rủi ro và tối ưu hóa tuổi thọ pin.

Bài đọc liên quan: những mối nguy hiểm mà pin lithium không phù hợp có thể mang lại là gì?

Nguyên nhân gây ra sự không nhất quán của pin lithium năng lượng mặt trời?

Sự không nhất quán của bộ pin thường gây ra hiện tượng pin lithium năng lượng mặt trời trong quá trình đạp xe, chẳng hạn như suy giảm công suất quá mức, tuổi thọ ngắn hơn và các vấn đề khác. Có nhiều nguyên nhân dẫn đến sự không nhất quán của pin lithium năng lượng mặt trời, chủ yếu là ở quy trình sản xuất và sử dụng quy trình.

1. Sự khác biệt về thông số giữa các loại pin lithium iron phosphate đơn

Sự khác biệt về trạng thái giữa pin monome lithium iron phosphate chủ yếu bao gồm sự khác biệt ban đầu giữa pin monome và sự khác biệt về thông số được tạo ra trong quá trình sử dụng. Có nhiều yếu tố không thể kiểm soát được trong quá trình thiết kế, sản xuất, bảo quản và sử dụng pin có thể ảnh hưởng đến tính nhất quán của pin. Cải thiện tính nhất quán của từng ô riêng lẻ là điều kiện tiên quyết để cải thiện hiệu suất của bộ pin. Sự tương tác của các thông số tế bào đơn lithium iron phosphate, trạng thái tham số hiện tại bị ảnh hưởng bởi trạng thái ban đầu và hiệu ứng tích lũy của thời gian.

Dung lượng, điện áp và tốc độ tự xả của pin lithium iron phosphate

Dung lượng pin lithium sắt photphat không nhất quán sẽ làm cho độ sâu xả của từng ô pin không nhất quán. Pin có dung lượng nhỏ hơn và hiệu suất kém hơn sẽ đạt trạng thái sạc đầy sớm hơn, khiến pin có dung lượng lớn và hiệu suất tốt không thể đạt đến trạng thái sạc đầy. Sự không nhất quán về điện áp của pin lithium sắt photphat sẽ dẫn đến các bộ pin song song trong một ô sạc lẫn nhau, pin có điện áp cao hơn sẽ cho điện áp sạc pin thấp hơn, điều này sẽ đẩy nhanh quá trình suy giảm hiệu suất của pin, làm mất năng lượng của toàn bộ pin . Tốc độ tự xả lớn do mất dung lượng pin, tốc độ tự xả của pin lithium iron phosphate không nhất quán sẽ dẫn đến sự khác biệt về trạng thái sạc pin, điện áp, ảnh hưởng đến hiệu suất của bộ pin.

Điện trở trong của pin lithium iron phosphate đơn

Trong hệ thống nối tiếp, sự khác biệt về điện trở trong của pin lithium sắt photphat đơn sẽ dẫn đến sự không nhất quán về điện áp sạc của từng pin, pin có điện trở trong lớn sẽ đạt đến giới hạn điện áp trên trước và các pin khác có thể không được sạc đầy tại lần này. Pin có điện trở trong cao sẽ mất nhiều năng lượng và tạo ra nhiệt lượng cao, đồng thời sự chênh lệch nhiệt độ càng làm tăng thêm sự chênh lệch về điện trở trong, dẫn đến một vòng luẩn quẩn.

Hệ thống song song, sự chênh lệch điện trở bên trong sẽ dẫn đến dòng điện của từng ắc quy không đồng nhất, dòng điện của ắc quy thay đổi nhanh khiến độ sâu nạp và xả của từng ắc quy không nhất quán, dẫn đến dung lượng thực tế của hệ thống bị giảm. khó đạt giá trị thiết kế. Dòng điện hoạt động của pin là khác nhau, hiệu suất của nó trong quá trình sử dụng sẽ tạo ra sự khác biệt và cuối cùng sẽ ảnh hưởng đến tuổi thọ của toàn bộ bộ pin.

2. Điều kiện sạc và xả

Phương pháp sạc ảnh hưởng đến hiệu suất sạc và trạng thái sạc của bộ pin lithium năng lượng mặt trời, sạc quá mức và xả quá mức sẽ làm hỏng pin và bộ pin sẽ không nhất quán sau nhiều lần sạc và xả. Hiện tại, có một số phương pháp sạc cho pin lithium-ion, nhưng những phương pháp phổ biến là sạc dòng không đổi và sạc điện áp không đổi dòng không đổi. Sạc dòng điện không đổi là cách lý tưởng hơn để thực hiện sạc đầy an toàn và hiệu quả; Sạc dòng điện không đổi và sạc điện áp không đổi kết hợp hiệu quả các ưu điểm của sạc dòng không đổi và sạc điện áp không đổi, giải quyết phương pháp sạc dòng không đổi nói chung khó sạc đầy chính xác, tránh phương pháp sạc điện áp không đổi khi sạc giai đoạn đầu của dòng điện quá lớn để pin gây ảnh hưởng đến hoạt động của pin, đơn giản và thuận tiện.

3. Nhiệt độ hoạt động

Hiệu suất của pin lithium năng lượng mặt trời sẽ bị suy giảm đáng kể dưới nhiệt độ cao và tốc độ xả cao. Điều này là do pin lithium-ion ở điều kiện nhiệt độ cao và sử dụng dòng điện cao sẽ gây ra sự phân hủy vật liệu hoạt động ở cực âm và chất điện phân, đây là quá trình tỏa nhiệt, trong một khoảng thời gian ngắn, chẳng hạn như giải phóng nhiệt có thể dẫn đến hiện tượng tự hủy hoại của pin. nhiệt độ tăng cao hơn nữa, và nhiệt độ cao hơn sẽ đẩy nhanh hiện tượng phân hủy, hình thành một vòng luẩn quẩn, đẩy nhanh quá trình phân hủy pin và làm giảm hiệu suất hơn nữa. Do đó, nếu bộ pin không được quản lý đúng cách, nó sẽ gây ra hiện tượng giảm hiệu suất không thể khắc phục được.

Thiết kế và sử dụng pin lithium năng lượng mặt trời có sự khác biệt về môi trường sẽ khiến môi trường nhiệt độ của từng tế bào không nhất quán. Như định luật Arrhenius thể hiện, hằng số tốc độ phản ứng điện hóa của pin liên quan theo cấp số nhân với mức độ và các đặc tính điện hóa của pin sẽ khác nhau ở các nhiệt độ khác nhau. Nhiệt độ ảnh hưởng đến hoạt động của hệ thống điện hóa pin, hiệu suất Coulombic, khả năng sạc và xả, công suất đầu ra, công suất, độ tin cậy và vòng đời. Hiện nay, nghiên cứu chính được thực hiện để định lượng ảnh hưởng của nhiệt độ đến tính không nhất quán của bộ pin.

4. Mạch ngoài pin

Kết nối

trong mộthệ thống lưu trữ năng lượng thương mại, pin năng lượng mặt trời lithium sẽ được lắp ráp nối tiếp và song song nên sẽ có nhiều mạch kết nối và các phần tử điều khiển giữa pin và mô-đun. Do hiệu suất và tốc độ lão hóa khác nhau của từng thành phần hoặc bộ phận cấu trúc cũng như năng lượng tiêu thụ không nhất quán tại mỗi điểm kết nối, các thiết bị khác nhau có tác động khác nhau đến pin, dẫn đến hệ thống bộ pin không nhất quán. Sự không nhất quán về tốc độ xuống cấp của pin trong các mạch song song có thể đẩy nhanh sự xuống cấp của hệ thống.

Trở kháng của mảnh kết nối cũng sẽ ảnh hưởng đến tính không đồng nhất của bộ pin, điện trở của mảnh kết nối không giống nhau, điện trở cực của mạch nhánh ô đơn khác nhau, cách xa cực của pin do mảnh kết nối bị lệch. dài hơn và điện trở lớn hơn, dòng điện nhỏ hơn, phần kết nối sẽ làm cho tế bào đơn nối với cực sẽ là tế bào đầu tiên đạt đến điện áp cắt, dẫn đến giảm việc sử dụng năng lượng, ảnh hưởng đến hiệu suất của pin và việc một cell bị lão hóa trước thời hạn sẽ dẫn đến việc sạc pin được kết nối quá mức, dẫn đến sự an toàn và bảo mật của pin. Sự lão hóa sớm của một tế bào sẽ dẫn đến việc sạc quá mức pin kết nối với nó, dẫn đến những mối nguy hiểm tiềm ẩn về an toàn.

Khi số chu kỳ pin tăng lên sẽ làm cho điện trở trong ohmic tăng lên, suy giảm công suất và tỷ lệ giữa điện trở trong ohmic với giá trị điện trở của đoạn kết nối sẽ thay đổi. Để đảm bảo an toàn cho hệ thống phải xét đến ảnh hưởng của điện trở của phần kết nối.

Mạch đầu vào BMS

Hệ thống quản lý pin (BMS) đảm bảo hoạt động bình thường của bộ pin, nhưng mạch đầu vào BMS sẽ ảnh hưởng xấu đến tính nhất quán của pin. Các phương pháp giám sát điện áp pin bao gồm bộ chia điện áp điện trở chính xác, lấy mẫu chip tích hợp, v.v. Các phương pháp này không thể tránh dòng điện rò rỉ không tải trên đường dây lấy mẫu do sự hiện diện của đường dẫn điện trở và bảng mạch, đồng thời trở kháng đầu vào lấy mẫu điện áp của hệ thống quản lý pin sẽ làm tăng trạng thái sạc pin (SOC) không nhất quán và ảnh hưởng đến hiệu suất của bộ pin.

5. Lỗi ước lượng SOC

Sự không nhất quán SOC là do sự không nhất quán về công suất danh nghĩa ban đầu của một ô và sự không nhất quán về tốc độ suy giảm công suất danh nghĩa của một ô trong quá trình hoạt động. Đối với mạch song song, sự chênh lệch điện trở trong của từng cell sẽ gây ra sự phân bố dòng điện không đều, dẫn đến SOC không nhất quán. Các thuật toán SOC bao gồm phương pháp tích hợp ampe-thời gian, phương pháp điện áp mạch hở, phương pháp lọc Kalman, phương pháp mạng nơ-ron, phương pháp logic mờ và phương pháp kiểm tra phóng điện, v.v. Lỗi ước tính SOC là do sự không nhất quán về công suất danh định ban đầu của một ô và sự không nhất quán về tốc độ suy giảm công suất danh nghĩa của một ô trong quá trình hoạt động.

Phương pháp tích phân ampe-thời gian có độ chính xác cao hơn khi SOC của trạng thái sạc khởi động chính xác hơn, tuy nhiên hiệu suất Coulombic bị ảnh hưởng rất lớn bởi trạng thái sạc, nhiệt độ và dòng điện của pin nên khó đo chính xác, do đó phương pháp tích phân ampe-thời gian khó đáp ứng được yêu cầu về độ chính xác để ước tính trạng thái điện tích. Phương pháp điện áp mạch hở Sau một thời gian dài nghỉ ngơi, điện áp mạch hở của pin có mối quan hệ chức năng nhất định với SOC và giá trị ước tính của SOC thu được bằng cách đo điện áp đầu cuối. Phương pháp điện áp hở mạch có ưu điểm là độ chính xác ước lượng cao nhưng nhược điểm là thời gian nghỉ dài cũng hạn chế việc sử dụng.

Làm thế nào để cải thiện tính nhất quán của pin năng lượng mặt trời Lithium?

Cải thiện tính nhất quán của pin lithium năng lượng mặt trời trong quá trình sản xuất:

Trước khi sản xuất các bộ pin lithium năng lượng mặt trời, cần phải phân loại pin lithium iron phosphate để đảm bảo rằng các ô riêng lẻ trong mô-đun sử dụng các thông số kỹ thuật và kiểu dáng thống nhất, đồng thời kiểm tra điện áp, công suất, điện trở trong, v.v. của từng ô để đảm bảo tính nhất quán về hiệu suất ban đầu của bộ pin lithium năng lượng mặt trời.

Kiểm soát quá trình sử dụng và bảo trì

Giám sát pin theo thời gian thực bằng BMS:Việc giám sát thời gian thực của pin trong quá trình sử dụng có thể được quan sát theo thời gian thực về tính nhất quán của quá trình sử dụng. Cố gắng đảm bảo rằng nhiệt độ hoạt động của pin lithium năng lượng mặt trời được giữ trong phạm vi tối ưu, nhưng cũng cố gắng đảm bảo tính nhất quán về điều kiện nhiệt độ giữa các pin, để đảm bảo hiệu quả tính nhất quán về hiệu suất giữa các pin.

Áp dụng chiến lược kiểm soát hợp lý:giảm thiểu độ sâu xả pin càng nhiều càng tốt khi công suất đầu ra được cho phép, trong BSLBATT, pin lithium năng lượng mặt trời của chúng tôi thường được đặt ở độ sâu xả không quá 90%. Đồng thời, tránh sạc pin quá mức có thể kéo dài tuổi thọ của bộ pin. Tăng cường bảo trì bộ pin. Sạc bộ pin với dòng điện nhỏ trong khoảng thời gian nhất định và cũng chú ý đến việc vệ sinh.

Kết luận cuối cùng

Nguyên nhân dẫn đến sự không nhất quán của pin chủ yếu nằm ở hai khía cạnh sản xuất và sử dụng pin, sự không nhất quán của các bộ pin Li-ion thường khiến pin tích trữ năng lượng bị suy giảm dung lượng quá nhanh và tuổi thọ ngắn hơn trong quá trình đạp xe nên rất nguy hiểm. quan trọng để đảm bảo tính nhất quán của pin lithium năng lượng mặt trời.

Tương tự, việc lựa chọn nhà sản xuất và nhà cung cấp pin lithium năng lượng mặt trời chuyên nghiệp cũng rất quan trọng,BSLBATTsẽ kiểm tra điện áp, công suất, điện trở trong và các khía cạnh khác của từng pin LiFePO4 trước mỗi lần sản xuất và giữ cho mỗi pin lithium năng lượng mặt trời có tính nhất quán cao bằng cách kiểm soát nó trong quá trình sản xuất. Nếu bạn quan tâm đến sản phẩm lưu trữ năng lượng của chúng tôi, hãy liên hệ với chúng tôi để có giá đại lý tốt nhất.