Η ενεργειακή πυκνότητα της μπαταρίας ιόντων λιθίου είναι υψηλή, για λόγους ασφαλείας ο γενικός όγκος δεν θα σχεδιαστεί πολύ μεγάλος, αλλά ένας αριθμός μεμονωμένων κυψελών φωσφορικού σιδήρου λιθίου μέσω των αγώγιμων συνδετήρων σε σειρά και παράλληλα σε μια παροχή ρεύματος, σχηματίζοντας μια ηλιακή μονάδα μπαταρίας λιθίου, ωστόσο, αυτό πρέπει να αντιμετωπίσει το πρόβλημα συνέπειας.
Ασυνέπεια τουηλιακή μπαταρία λιθίουΟι παράμετροι συνήθως περιλαμβάνουν την χωρητικότητα, την εσωτερική αντίσταση, την ασυνέπεια τάσης ανοιχτού κυκλώματος, την ασυνέπεια της απόδοσης του στοιχείου της μπαταρίας, που σχηματίζεται κατά τη διαδικασία παραγωγής, η οποία θα επιδεινωθεί περαιτέρω κατά τη χρήση. Η ίδια μπαταρία μέσα στο στοιχείο, όσο πιο αδύναμη είναι, τόσο πιο αδύναμη γίνεται και επιταχύνεται η εξασθένηση, ενώ ο βαθμός διασποράς των παραμέτρων μεταξύ του μονομερούς στοιχείου αυξάνεται, με την εμβάθυνση του βαθμού γήρανσης και την αύξηση της.
Σχετική ανάγνωση: Ποια είναι η συνέπεια της μπαταρίας λιθίου ηλιακής ενέργειας;
Αυτό το άρθρο θα παρουσιάσει τα ασυνεπή στοιχεία όταν χρησιμοποιούνται σε σειρά και μαζί, ποια βλάβη θα προκληθεί στη συστοιχία μπαταριών ιόντων λιθίου και πώς θα πρέπει να αντιμετωπίσουμε το πρόβλημα των ασυνεπών ηλιακών μπαταριών λιθίου.
Ποιοι είναι οι κίνδυνοι από τις ασυνεπείς ηλιακές μπαταρίες λιθίου;
Απώλεια χωρητικότητας αποθήκευσης της ηλιακής μπαταρίας λιθίου
Στο σχεδιασμό της ηλιακής μπαταρίας λιθίου, η συνολική χωρητικότητα είναι σύμφωνη με την «αρχή του βαρελιού», η χωρητικότητα του χειρότερου στοιχείου φωσφορικού σιδήρου λιθίου καθορίζει τη χωρητικότητα ολόκληρης της ηλιακής μπαταρίας λιθίου. Προκειμένου να αποφευχθεί η υπερφόρτιση και η υπερβολική εκφόρτιση, το σύστημα διαχείρισης μπαταρίας θα υιοθετήσει την ακόλουθη λογική:
Κατά την εκφόρτιση: όταν η χαμηλότερη τάση ενός στοιχείου φτάσει στην τάση διακοπής εκφόρτισης, ολόκληρη η μπαταρία σταματά να εκφορτίζεται.
Κατά τη διάρκεια της φόρτισης: όταν η υψηλότερη μεμονωμένη τάση αγγίξει την τάση διακοπής φόρτισης, η φόρτιση διακόπτεται.
Επιπλέον, όταν η μπαταρία μικρότερης χωρητικότητας χρησιμοποιείται σε σειρά με την μπαταρία μεγαλύτερης χωρητικότητας, η μπαταρία μικρότερης χωρητικότητας θα είναι πάντα πλήρως αποφορτισμένη, ενώ η μπαταρία μεγαλύτερης χωρητικότητας θα χρησιμοποιεί πάντα μέρος της χωρητικότητάς της, με αποτέλεσμα η χωρητικότητα ολόκληρης της μπαταρίας να βρίσκεται πάντα σε κατάσταση αδράνειας.
Μειωμένη διάρκεια ζωής των ηλιακών μπαταριών λιθίου
Ομοίως, η διάρκεια ζωής ενόςηλιακή μπαταρία λιθίουεξαρτάται από το στοιχείο λιθίου-σιδήρου-φωσφορικού άλατος με τη μικρότερη διάρκεια ζωής. Είναι πιθανό το στοιχείο με τη μικρότερη διάρκεια ζωής να είναι το στοιχείο λιθίου-σιδήρου-φωσφορικού άλατος με χαμηλή χωρητικότητα. Το στοιχείο LiFePO4 χαμηλότερης χωρητικότητας είναι πιθανό να είναι το πρώτο που θα φτάσει στο τέλος της ζωής του, επειδή φορτίζεται και αποφορτίζεται πλήρως κάθε φορά. Όταν συγκολληθεί ως ομάδα στοιχείων λιθίου-σιδήρου-φωσφορικού άλατος στο τέλος της ζωής του, ολόκληρη η ηλιακή μπαταρία λιθίου θα ακολουθήσει επίσης το τέλος της ζωής της.
Αύξηση της εσωτερικής αντίστασης των ηλιακών μπαταριών
Όταν το ίδιο ρεύμα ρέει μέσα από στοιχεία με διαφορετικές εσωτερικές αντιστάσεις, το στοιχείο LiFePO4 με υψηλότερη εσωτερική αντίσταση παράγει περισσότερη θερμότητα. Αυτό οδηγεί σε υψηλή θερμοκρασία του ηλιακού στοιχείου, η οποία επιταχύνει τον ρυθμό φθοράς και αυξάνει περαιτέρω την εσωτερική αντίσταση. Ένα ζεύγος αρνητικών αναδράσεων σχηματίζεται μεταξύ της εσωτερικής αντίστασης και της αύξησης της θερμοκρασίας, γεγονός που επιταχύνει την φθορά των στοιχείων με υψηλή εσωτερική αντίσταση.
Οι παραπάνω τρεις παράμετροι δεν είναι εντελώς ανεξάρτητες και τα πολύ γερασμένα κύτταρα έχουν υψηλότερη εσωτερική αντίσταση και μεγαλύτερη υποβάθμιση της χωρητικότητας. Αν και αυτές οι παράμετροι αλληλοεπηρεάζονται, αλλά εξηγούν ξεχωριστά την αντίστοιχη κατεύθυνση επιρροής τους, βοηθούν στην καλύτερη κατανόηση της βλάβης της ασυνέπειας των ηλιακών μπαταριών λιθίου.
Πώς να αντιμετωπίσετε την ασυνέπεια της ηλιακής μπαταρίας λιθίου;
Θερμική Διαχείριση
Σε απάντηση στο πρόβλημα ότι τα στοιχεία λιθίου-σιδήρου-φωσφορικού άλατος με ασυνεπή εσωτερική αντίσταση παράγουν διαφορετικές ποσότητες θερμότητας, μπορεί να ενσωματωθεί ένα σύστημα θερμικής διαχείρισης για να ρυθμίζει τη διαφορά θερμοκρασίας σε ολόκληρη την μπαταρία, έτσι ώστε η διαφορά θερμοκρασίας να διατηρείται σε μικρό εύρος. Με αυτόν τον τρόπο, ακόμη και αν το στοιχείο που παράγει περισσότερη θερμότητα εξακολουθεί να έχει υψηλή αύξηση θερμοκρασίας, δεν θα απομακρυνθεί από τα άλλα στοιχεία και το επίπεδο φθοράς δεν θα είναι σημαντικά διαφορετικό. Τα συνηθισμένα συστήματα θερμικής διαχείρισης περιλαμβάνουν συστήματα με αερόψυξη και συστήματα με υγρόψυξη.
Ταξινόμηση
Ο σκοπός της διαλογής είναι να διαχωριστούν διαφορετικές παράμετροι και παρτίδες μπαταριών λιθίου-σιδήρου-φωσφορικού μέσω επιλογής, ακόμη και αν πρόκειται για την ίδια παρτίδα μπαταριών λιθίου-σιδήρου-φωσφορικού, αλλά πρέπει επίσης να ελεγχθούν, οι παράμετροι της σχετικής συγκέντρωσης μπαταριών λιθίου-σιδήρου-φωσφορικού σε μια μπαταρία. Οι μέθοδοι διαλογής περιλαμβάνουν στατική διαλογή και δυναμική διαλογή.
Εξίσωση
Λόγω της ασυνέπειας των στοιχείων λιθίου-σιδήρου-φωσφορικού, η τάση των ακροδεκτών ορισμένων στοιχείων θα είναι μπροστά από άλλα στοιχεία και θα φτάσει πρώτα στο όριο ελέγχου, με αποτέλεσμα η χωρητικότητα ολόκληρου του συστήματος να μειώνεται. Η λειτουργία εξισορρόπησης του συστήματος διαχείρισης μπαταριών BMS μπορεί να λύσει αυτό το πρόβλημα πολύ καλά.
Όταν μια μπαταρία λιθίου-σιδήρου-φωσφορικού είναι η πρώτη που φτάνει στην τάση αποκοπής φόρτισης, ενώ η υπόλοιπη τάση της μπαταρίας λιθίου-σιδήρου-φωσφορικού άλατος υστερεί, το BMS θα ξεκινήσει τη λειτουργία εξισορρόπησης φόρτισης ή την πρόσβαση στην αντίσταση, για να αποφορτίσει μέρος της ισχύος της μπαταρίας λιθίου-σιδήρου-φωσφορικού άλατος υψηλής τάσης ή να μεταφέρει την ενέργεια μακριά στην μπαταρία λιθίου-σιδήρου-φωσφορικού άλατος χαμηλής τάσης. Με αυτόν τον τρόπο, η συνθήκη αποκοπής φόρτισης αίρεται, η διαδικασία φόρτισης ξεκινά ξανά και η μπαταρία μπορεί να φορτιστεί με περισσότερη ισχύ.
Ώρα δημοσίευσης: 03 Σεπτεμβρίου 2024