Lithium-ion-batteriers energitæthed er høj, og af sikkerhedsmæssige årsager vil det generelle volumen ikke være for stor. Et antal enkeltstående lithium-jernfosfatceller skal forbindes i serie og parallelt med en strømforsyning og danne et solcelle-lithium-batterimodul. Dette skal dog løses med et problem med konsistens.
Uoverensstemmelse afsolcellebatteri med litiumbatteriParametre omfatter normalt kapacitet, intern modstand, uoverensstemmelser i åben kredsløbsspænding og uoverensstemmelser i battericellens ydeevne. Disse parametre, der dannes i produktionsprocessen, forværres yderligere under brug. Den samme batteripakke i cellen er altid svagere, og den bliver hurtigere svagere, og parametrene mellem monomererne bliver mere og mere spredte, og ældningsgraden øges.
Relateret læsning: Hvad er konsistensen af et solcellebatteri med litiumbatteri?
Denne artikel vil introducere inkonsistente celler, når de bruges i serie og sammen, hvilken skade der kan påføres lithium-ion-batteripakken, og hvordan vi skal håndtere problemet med inkonsistente solcelle-lithiumbatterier.
Hvad er farerne ved inkonsistente solcellebatterier?
Tab af lagerkapacitet i et solcellebatteri med litiumbatteripakke
I designet af solcelle-lithiumbatterier er den samlede kapacitet i overensstemmelse med "tøndeprincippet". Kapaciteten af den dårligste lithiumjernfosfatcelle bestemmer kapaciteten af hele solcelle-lithiumbatteriet. For at forhindre overopladning og overafladning vil batteristyringssystemet anvende følgende logik:
Ved afladning: Når den laveste enkeltcellespænding når afladningsafbrydelsesspændingen, stopper hele batteripakken med at aflade;
Under opladning: Når den højeste individuelle spænding rører ladeafbrydelsesspændingen, stoppes opladningen.
Derudover vil battericellen med mindre kapacitet altid være helt afladet, når den battericelle med større kapacitet bruges i serie med den battericelle med større kapacitet, mens battericellen med større kapacitet altid vil bruge en del af sin kapacitet, hvilket resulterer i, at hele batteripakkens kapacitet altid har en del af sin kapacitet i inaktiv tilstand.
Reduceret opbevaringstid for solcellebatteripakker med litiumbatterier
På samme måde er levetiden for enlitium solbatteriafhænger af den lithiumjernfosfatcelle med den korteste levetid. Det er sandsynligt, at cellen med den korteste levetid er lithiumjernfosfatcellen med lav kapacitet. LiFePO4-cellen med lavere kapacitet er sandsynligvis den første, der når slutningen af sin levetid, fordi den oplades og aflades fuldt hver gang. Når den svejses sammen som en gruppe af lithiumjernfosfatceller ved slutningen af levetiden, vil hele solcelle-lithiumbatteripakken også følge med ved slutningen af levetiden.
Forøgelse af den indre modstand i solcellebatteripakker
Når den samme strøm flyder gennem celler med forskellige indre modstande, genererer LiFePO4-cellen med højere indre modstand mere varme. Dette fører til en høj solcelletemperatur, hvilket accelererer nedbrydningshastigheden og yderligere øger den indre modstand. Der dannes et par negative feedback-effekter mellem indre modstand og temperaturstigning, hvilket accelererer nedbrydningen af celler med høj indre modstand.
Ovenstående tre parametre er ikke fuldstændig uafhængige, og ældede celler har højere indre modstand og større kapacitetsforringelse. Selvom disse parametre påvirker hinanden, forklarer de hver især deres respektive påvirkningsretninger og hjælper med bedre at forstå skadevirkningerne af inkonsistens i solcellebatterier.
Hvordan håndterer man inkonsekvens i litium-solbatterier?
Termisk styring
Som svar på problemet med, at lithiumjernfosfatceller med inkonsistent indre modstand genererer forskellige mængder varme, kan et termisk styringssystem indbygges for at regulere temperaturforskellen på tværs af hele batteripakken, så temperaturforskellen holdes inden for et lille område. På denne måde, selvom den celle, der genererer mest varme, stadig har en høj temperaturstigning, vil den ikke trække sig væk fra de andre celler, og forringelsesniveauet vil ikke være signifikant anderledes. Almindelige termiske styringssystemer omfatter luftkølede og væskekølede systemer.
Sortering
Formålet med sortering er at adskille forskellige parametre og partier af lithiumjernfosfat-batterier gennem udvælgelse. Selvom det er den samme batch af lithiumjernfosfat-batterier, skal parametrene for den relative koncentration af lithiumjernfosfat-batterier i en batteripakke også screenes. Sorteringsmetoder omfatter statisk sortering og dynamisk sortering.
Udligning
På grund af inkonsistensen i lithium-jernfosfatceller vil terminalspændingen i nogle celler være foran andre celler og nå kontroltærsklen først, hvilket resulterer i, at hele systemets kapacitet bliver mindre. Udligningsfunktionen i batteristyringssystemet BMS kan løse dette problem meget godt.
Når et litiumjernfosfatbatteri er det første til at nå ladeafbrydelsesspændingen, mens resten af litiumjernfosfatbatteriets spænding halter bagefter, starter BMS'en ladeudligningsfunktionen eller adgangen til modstanden for at aflade en del af strømmen fra højspændingslitiumjernfosfatbatteriets celle eller overføre energien til lavspændingslitiumjernfosfatbatteriets celle. På denne måde ophæves ladeafbrydelsestilstanden, opladningsprocessen starter igen, og batteripakken kan oplades med mere strøm.
Opslagstidspunkt: 3. september 2024