असंगत सौर लिथियम बैटरी के खतरे क्या हैं?

लिथियम-आयन बैटरी ऊर्जा घनत्व उच्च है, सुरक्षा कारणों से सामान्य मात्रा बहुत बड़ी नहीं बनाई जाएगी, लेकिन श्रृंखला में प्रवाहकीय कनेक्टर के माध्यम से एकल लिथियम लौह फॉस्फेट कोशिकाओं की एक संख्या और समानांतर एक बिजली की आपूर्ति में, एक सौर लिथियम बैटरी मॉड्यूल का गठन, हालांकि, यह स्थिरता की समस्या का सामना करने की जरूरत है।

असंगततासौर लिथियम बैटरीमापदंडों में आम तौर पर क्षमता, आंतरिक प्रतिरोध, ओपन-सर्किट वोल्टेज असंगतता, बैटरी सेल के प्रदर्शन की असंगतता शामिल होती है, जो उत्पादन प्रक्रिया में बनती है, उपयोग की प्रक्रिया में और भी बढ़ जाएगी, सेल के भीतर एक ही बैटरी पैक, कमजोर हमेशा कमजोर होता है और कमजोर होने के लिए त्वरित होता है और मोनोमर सेल के बीच मापदंडों के फैलाव की डिग्री, उम्र बढ़ने की डिग्री की गहराई के साथ और बड़ी हो जाती है।

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यह लेख श्रृंखला में और एक साथ उपयोग किए जाने पर असंगत कोशिकाओं का परिचय देगा, लिथियम-आयन बैटरी पैक को क्या नुकसान होगा और हमें असंगत सौर लिथियम बैटरी की समस्या से कैसे निपटना चाहिए।

असंगत सौर लिथियम बैटरियों के खतरे क्या हैं?

सौर लिथियम बैटरी पैक की भंडारण क्षमता का नुकसान

सौर लिथियम बैटरी पैक के डिजाइन में, समग्र क्षमता "बैरल सिद्धांत" के अनुरूप है, सबसे खराब लिथियम आयरन फॉस्फेट सेल की क्षमता पूरे सौर लिथियम बैटरी पैक की क्षमता निर्धारित करती है। ओवरचार्जिंग और ओवर-डिस्चार्जिंग को रोकने के लिए, बैटरी प्रबंधन प्रणाली निम्नलिखित तर्क को अपनाएगी:

डिस्चार्ज करते समय: जब सबसे कम एकल सेल वोल्टेज डिस्चार्ज कट-ऑफ वोल्टेज तक पहुंच जाता है, तो पूरा बैटरी पैक डिस्चार्ज होना बंद हो जाता है;
चार्जिंग के दौरान: जब उच्चतम व्यक्तिगत वोल्टेज चार्जिंग कट-ऑफ वोल्टेज को छूता है, तो चार्जिंग रोक दी जाती है।

इसके अलावा, जब छोटी क्षमता वाली बैटरी सेल को बड़ी क्षमता वाली बैटरी सेल के साथ श्रृंखला में उपयोग किया जाता है, तो छोटी क्षमता वाली बैटरी सेल हमेशा पूरी तरह से डिस्चार्ज हो जाएगी, जबकि बड़ी क्षमता वाली बैटरी सेल हमेशा अपनी क्षमता का कुछ हिस्सा उपयोग करेगी, जिसके परिणामस्वरूप पूरे बैटरी पैक की क्षमता का एक हिस्सा हमेशा निष्क्रिय अवस्था में रहेगा।

सौर लिथियम बैटरी पैक का भंडारण जीवन कम हो गया

इसी प्रकार, एक का जीवनकाललिथियम सौर बैटरीसबसे कम जीवनकाल वाले लिथियम आयरन फॉस्फेट सेल पर निर्भर करता है। यह संभावना है कि सबसे कम जीवनकाल वाला सेल कम क्षमता वाला लिथियम आयरन फॉस्फेट सेल है। कम क्षमता वाला LiFePO4 सेल अपने जीवन के अंत तक पहुँचने वाला पहला सेल होने की संभावना है क्योंकि यह हर बार पूरी तरह से चार्ज और डिस्चार्ज होता है। जब लिथियम आयरन फॉस्फेट कोशिकाओं के एक समूह के रूप में वेल्डेड किया जाता है, तो पूरा सौर लिथियम बैटरी पैक भी जीवन के अंत का पालन करेगा।

सौर बैटरी पैक के आंतरिक प्रतिरोध में वृद्धि

जब एक ही धारा अलग-अलग आंतरिक प्रतिरोधों वाली कोशिकाओं से होकर बहती है, तो उच्च आंतरिक प्रतिरोध वाली LiFePO4 सेल अधिक गर्मी उत्पन्न करती है। इससे सौर सेल का तापमान अधिक हो जाता है, जो क्षय दर को तेज करता है और आंतरिक प्रतिरोध को और बढ़ाता है। आंतरिक प्रतिरोध और तापमान वृद्धि के बीच नकारात्मक प्रतिक्रिया की एक जोड़ी बनती है, जो उच्च आंतरिक प्रतिरोध वाली कोशिकाओं के क्षय को तेज करती है।

उपरोक्त तीन पैरामीटर पूरी तरह से स्वतंत्र नहीं हैं, और गहरी उम्र वाली कोशिकाओं में उच्च आंतरिक प्रतिरोध और अधिक क्षमता में गिरावट होती है। हालाँकि ये पैरामीटर एक-दूसरे को प्रभावित करते हैं, लेकिन अलग-अलग उनके संबंधित प्रभाव दिशा की व्याख्या करते हैं, सौर लिथियम बैटरी असंगति के नुकसान को बेहतर ढंग से समझने में मदद करते हैं।

लिथियम सौर बैटरी असंगतता से कैसे निपटें?

थर्मल प्रबंधन

इस समस्या के जवाब में कि असंगत आंतरिक प्रतिरोध वाले लिथियम आयरन फॉस्फेट सेल अलग-अलग मात्रा में गर्मी उत्पन्न करते हैं, पूरे बैटरी पैक में तापमान अंतर को विनियमित करने के लिए एक थर्मल प्रबंधन प्रणाली को शामिल किया जा सकता है ताकि तापमान अंतर को एक छोटी सी सीमा के भीतर रखा जा सके। इस तरह, भले ही अधिक गर्मी उत्पन्न करने वाले सेल में अभी भी उच्च तापमान वृद्धि हो, यह अन्य कोशिकाओं से दूर नहीं जाएगा, और गिरावट का स्तर काफी अलग नहीं होगा। आम थर्मल प्रबंधन प्रणालियों में एयर-कूल्ड और लिक्विड-कूल्ड सिस्टम शामिल हैं।

छंटाई

छंटाई का उद्देश्य चयन के माध्यम से लिथियम आयरन फॉस्फेट बैटरी कोशिकाओं के विभिन्न मापदंडों और बैचों को अलग करना है, भले ही लिथियम आयरन फॉस्फेट बैटरी कोशिकाओं का एक ही बैच हो, लेकिन एक बैटरी पैक में लिथियम आयरन फॉस्फेट बैटरी कोशिकाओं के सापेक्ष एकाग्रता के मापदंडों को भी जांचना होगा, बैटरी पैक। छंटाई के तरीकों में स्थैतिक छंटाई और गतिशील छंटाई शामिल हैं।

समीकरण

लिथियम आयरन फॉस्फेट कोशिकाओं की असंगतता के कारण, कुछ कोशिकाओं का टर्मिनल वोल्टेज अन्य कोशिकाओं से आगे होगा और पहले नियंत्रण सीमा तक पहुंच जाएगा, जिसके परिणामस्वरूप पूरे सिस्टम की क्षमता छोटी हो जाएगी। बैटरी प्रबंधन प्रणाली बीएमएस का समतुल्यकरण कार्य इस समस्या को बहुत अच्छी तरह से हल कर सकता है।

जब लिथियम आयरन फॉस्फेट बैटरी सेल चार्जिंग कट-ऑफ वोल्टेज तक पहुंचने वाला पहला होता है, जबकि लिथियम आयरन फॉस्फेट बैटरी सेल का बाकी वोल्टेज पीछे रह जाता है, तो BMS चार्जिंग इक्वलाइजेशन फंक्शन शुरू कर देगा, या रेसिस्टर तक पहुंच कर हाई-वोल्टेज लिथियम आयरन फॉस्फेट बैटरी सेल की पावर का कुछ हिस्सा डिस्चार्ज कर देगा, या ऊर्जा को लो-वोल्टेज लिथियम आयरन फॉस्फेट बैटरी सेल में ट्रांसफर कर देगा। इस तरह, चार्जिंग कट-ऑफ कंडीशन हटा दी जाती है, चार्जिंग प्रक्रिया फिर से शुरू हो जाती है, और बैटरी पैक को अधिक पावर से चार्ज किया जा सकता है।