Apa bahayanya baterai lithium surya yang tidak konsisten?

Kepadatan energi baterai lithium-ion tinggi, karena alasan keamanan, volume umum tidak akan dirancang terlalu besar, tetapi sejumlah sel lithium besi fosfat tunggal melalui konektor konduktif secara seri dan paralel menjadi catu daya, membentuk modul baterai lithium surya, namun, ini perlu menghadapi masalah konsistensi.

Ketidakkonsistenanbaterai lithium suryaParameter biasanya meliputi kapasitas, resistansi internal, ketidakkonsistenan tegangan sirkuit terbuka, ketidakkonsistenan kinerja sel baterai, yang terbentuk dalam proses produksi, akan semakin diperburuk dalam proses penggunaan, paket baterai yang sama di dalam sel, yang lebih lemah selalu lebih lemah dan dipercepat menjadi lebih lemah dan tingkat dispersi parameter antara sel monomer, dengan semakin dalam tingkat penuaan dan menjadi lebih besar.

Bacaan terkait: Apa itu Konsistensi Baterai Lithium Surya?

Artikel ini akan memperkenalkan sel yang tidak konsisten saat digunakan secara seri dan bersama-sama, kerusakan apa yang akan terjadi pada PAKET baterai lithium-ion dan bagaimana kita harus menangani masalah baterai lithium surya yang tidak konsisten.

Apa Bahayanya Baterai Litium Surya yang Tidak Konsisten?

Hilangnya kapasitas penyimpanan paket baterai lithium surya

Dalam desain paket baterai lithium surya, kapasitas keseluruhan sejalan dengan "prinsip barel", kapasitas sel lithium besi fosfat terburuk menentukan kapasitas seluruh paket baterai lithium surya. Untuk mencegah pengisian daya berlebih dan pengosongan daya berlebih, sistem manajemen baterai akan mengadopsi logika berikut:

Saat pengosongan daya: saat tegangan sel tunggal terendah mencapai tegangan batas pengosongan daya, seluruh paket baterai berhenti mengeluarkan daya;
Selama pengisian daya: ketika tegangan individu tertinggi menyentuh tegangan batas pengisian daya, pengisian daya dihentikan.

Selain itu, bila sel baterai berkapasitas lebih kecil dipakai secara seri dengan sel baterai berkapasitas lebih besar, maka sel baterai berkapasitas lebih kecil itu akan selalu benar-benar kosong dayanya, sedangkan sel baterai berkapasitas lebih besar akan selalu memakai sebagian kapasitasnya, yang mengakibatkan kapasitas keseluruhan kemasan baterai selalu ada sebagian kapasitasnya dalam keadaan tidak aktif.

Berkurangnya masa penyimpanan baterai lithium surya

Demikian pula dengan umur hidup seseorangbaterai surya litiumtergantung pada sel litium besi fosfat dengan masa pakai terpendek. Kemungkinan besar sel dengan masa pakai terpendek adalah sel litium besi fosfat dengan kapasitas rendah. Sel LiFePO4 berkapasitas lebih rendah kemungkinan akan menjadi yang pertama mencapai akhir masa pakainya karena terisi penuh dan dikosongkan setiap saat. Ketika dilas sebagai kelompok sel litium besi fosfat yang akan berakhir masa pakainya, seluruh paket baterai litium surya juga akan berakhir masa pakainya.

Peningkatan resistansi internal pada paket baterai surya

Ketika arus yang sama mengalir melalui sel dengan resistansi internal yang berbeda, sel LiFePO4 dengan resistansi internal yang lebih tinggi menghasilkan lebih banyak panas. Hal ini menyebabkan suhu sel surya menjadi tinggi, yang mempercepat laju kerusakan dan selanjutnya meningkatkan resistansi internal. Sepasang umpan balik negatif terbentuk antara resistansi internal dan kenaikan suhu, yang mempercepat kerusakan sel dengan resistansi internal yang tinggi.

Ketiga parameter di atas tidak sepenuhnya independen, dan sel yang sangat tua memiliki resistansi internal yang lebih tinggi dan penurunan kapasitas yang lebih besar. Meskipun parameter ini saling memengaruhi, namun masing-masing menjelaskan arah pengaruhnya secara terpisah, membantu memahami lebih baik bahaya ketidakkonsistenan baterai lithium surya.

Bagaimana Mengatasi Ketidakkonsistenan Baterai Surya Litium?

Manajemen Termal

Sebagai respons terhadap masalah bahwa sel litium besi fosfat dengan resistansi internal yang tidak konsisten menghasilkan jumlah panas yang berbeda, sistem manajemen termal dapat digabungkan untuk mengatur perbedaan suhu di seluruh paket baterai sehingga perbedaan suhu tetap dalam kisaran yang kecil. Dengan cara ini, meskipun sel yang menghasilkan lebih banyak panas masih mengalami kenaikan suhu yang tinggi, sel tersebut tidak akan terpisah dari sel lainnya, dan tingkat kerusakannya tidak akan jauh berbeda. Sistem manajemen termal yang umum mencakup sistem berpendingin udara dan sistem berpendingin cairan.

Penyortiran

Tujuan dari penyortiran adalah untuk memisahkan berbagai parameter dan kelompok sel baterai litium besi fosfat melalui pemilihan, meskipun kelompok sel baterai litium besi fosfat yang sama, tetapi juga perlu disaring, parameter konsentrasi relatif sel baterai litium besi fosfat dalam satu kemasan baterai, Kemasan baterai. Metode penyortiran meliputi penyortiran statis dan penyortiran dinamis.

Hal menyamakan

Karena ketidakkonsistenan sel litium besi fosfat, tegangan terminal beberapa sel akan lebih cepat dari sel lainnya dan mencapai ambang batas kontrol terlebih dahulu, sehingga mengakibatkan kapasitas seluruh sistem menjadi lebih kecil. Fungsi pemerataan BMS sistem manajemen baterai dapat mengatasi masalah ini dengan sangat baik.

Bila sel baterai litium besi fosfat menjadi yang pertama mencapai tegangan batas pengisian, sementara tegangan sel baterai litium besi fosfat lainnya tertinggal, BMS akan memulai fungsi pemerataan pengisian, atau mengakses resistor, untuk melepaskan sebagian daya sel baterai litium besi fosfat tegangan tinggi, atau mentransfer energi ke sel baterai litium besi fosfat tegangan rendah. Dengan cara ini, kondisi batas pengisian terangkat, proses pengisian dimulai lagi, dan paket baterai dapat diisi dengan daya yang lebih besar.