Orkuþéttleiki litíum-jón rafhlöðunnar er hár, og af öryggisástæðum er heildarmagn hönnunarinnar ekki of stórt. Fjöldi litíum-járnfosfatrafhlöður er settur í röð og samsíða í aflgjafa í gegnum leiðandi tengi og myndar þannig sólarrafhlöðueiningu. Hins vegar þarf þetta að takast á við samræmisvandamál.
Ósamræmi ísólar litíum rafhlöðuFæribreytur innihalda venjulega afkastagetu, innri viðnám, ósamræmi í opnu spennu og ósamræmi í afköstum rafhlöðunnar. Þessir eiginleikar myndast í framleiðsluferlinu og verða enn verri við notkun. Rafhlöðupakkinn innan rafhlöðunnar eykst stöðugt og því veikari sem hann verður, því veikari sem breyturnar milli einliða verða og því dreifðari sem þær dýpka öldrunina.
Tengd lesning: Hver er samkvæmni sólarlitíumrafhlöðu?
Þessi grein fjallar um ósamræmanlegar rafhlöður þegar þær eru notaðar í röð og saman, hvaða skaða litíum-jón rafhlöðupakkann getur valdið og hvernig við ættum að takast á við vandamálið með ósamræmanlegar sólarrafhlöður úr litíum.
Hverjar eru hætturnar af ósamræmdum sólarlitíumrafhlöðum?
Tap á geymslurými sólar litíum rafhlöðupakka
Við hönnun sólarrafhlöðupakka fyrir litíum er heildarafkastagetan í samræmi við „tunnuregluna“, þar sem afkastageta verstu litíum járnfosfat rafhlöðunnar ákvarðar afkastagetu allrar sólarrafhlöðupakka fyrir litíum. Til að koma í veg fyrir ofhleðslu og ofhleðslu mun rafhlöðustjórnunarkerfið nota eftirfarandi rökfræði:
Við afhleðslu: þegar lægsta spenna einstakra rafhlöðu nær afhleðsluspennunni hættir allur rafgeymirinn að afhlaðast;
Við hleðslu: Þegar hæsta einstaka spenna snertir hleðslulokspennuna hættir hleðslan.
Þar að auki, þegar rafhlöðuhella með minni afkastagetu er notuð í röð við rafhlöðuhella með stærri afkastagetu, mun sú með minni afkastagetu alltaf tæmast að fullu, en sú með stærri afkastagetu mun alltaf nota hluta af afkastagetu sinni, sem leiðir til þess að afkastageta allrar rafhlöðupakkans hefur alltaf hluta af afkastagetu sinni í óvirku ástandi.
Minnkuð geymsluþol sólarrafhlöðu litíumrafhlöðupakka
Á sama hátt er líftími alitíum sólar rafhlöðufer eftir því hvaða litíum-járnfosfat rafhlöðu endist styst. Líklega er sú rafhlöðu sem endist styst sú sem hefur litla afkastagetu, litíum-járnfosfat rafhlöðuna. Líklega er LiFePO4 rafhlöðurnar með minni afkastagetu fyrstar til að ná endalokum líftíma síns því þær eru fullhlaðnar og tæmdar í hvert skipti. Þegar þær eru soðnar saman sem hópur af litíum-járnfosfat rafhlöðum mun öll sólarrafhlöðupakkningin einnig fylgja endalokum líftíma síns.
Aukning á innri viðnámi sólarrafhlöðupakka
Þegar sami straumur fer í gegnum frumur með mismunandi innri viðnám, myndar LiFePO4 fruman með hærri innri viðnám meiri hita. Þetta leiðir til mikils hitastigs sólarsellunnar, sem hraðar hnignunarhraða og eykur enn frekar innri viðnámið. Neikvæð afturvirkni myndast milli innri viðnáms og hitastigshækkunar, sem hraðar hnignun frumna með háa innri viðnám.
Ofangreindar þrjár breytur eru ekki alveg óháðar hvor annarri og djúpt eldaðar rafhlöður hafa hærri innri viðnám og meiri afkastagetu. Þó að þessar breytur hafi áhrif hver á aðra, þá útskýra þær áhrifastefnu hver fyrir sig, sem hjálpar til við að skilja betur skaðsemi ósamræmis í sólarlitíumrafhlöðum.
Hvernig á að takast á við ósamræmi í litíum sólarrafhlöðum?
Hitastjórnun
Til að bregðast við því vandamáli að litíum járnfosfat rafhlöður með ójöfnu innra viðnámi mynda mismunandi magn af hita, er hægt að fella inn hitastjórnunarkerfi til að stjórna hitamismuninum yfir alla rafhlöðupakkann þannig að hitamismunurinn haldist innan lítils bils. Á þennan hátt, jafnvel þótt hitinn í rafhlöðunni sem myndar meiri hita hækki enn mikið, mun hún ekki losna frá hinum rafhlöðunum og hnignunarstigið verður ekki marktækt frábrugðið. Algeng hitastjórnunarkerfi eru meðal annars loftkæld og vökvakæld kerfi.
Röðun
Tilgangur flokkunar er að aðgreina mismunandi breytur og lotur af litíum járnfosfat rafhlöðum með því að velja. Jafnvel þótt um sama lotu af litíum járnfosfat rafhlöðum sé að ræða, þarf einnig að skima breytur fyrir hlutfallslegan styrk litíum járnfosfat rafhlöðufrumna í rafhlöðupakkanum. Flokkunaraðferðir fela í sér kyrrstæða flokkun og breytilega flokkun.
Jöfnun
Vegna ósamræmis í litíum-járnfosfat rafhlöðum verður spenna á tengipunkti sumra rafhlöðu á undan öðrum og nær fyrst stjórnþröskuldinum, sem leiðir til þess að afkastageta alls kerfisins minnkar. Jöfnunarvirkni rafhlöðustjórnunarkerfisins BMS getur leyst þetta vandamál mjög vel.
Þegar litíum-járnfosfat rafhlöðuhóll nær fyrst hleðslulokunarspennunni, en restin af spennunni er á eftir, mun BMS kerfið hefja hleðslujöfnunaraðgerðina, eða aðgang að viðnáminu, til að tæma hluta af afli háspennu litíum-járnfosfat rafhlöðuhóllunnar, eða flytja orkuna yfir í lágspennu litíum-járnfosfat rafhlöðuhóllinn. Á þennan hátt er hleðslulokunarástandinu aflétt, hleðsluferlið hefst aftur og hægt er að hlaða rafhlöðuna með meiri afli.
Birtingartími: 3. september 2024