Quali sono i rischi delle batterie solari al litio incoerenti?

La densità energetica della batteria agli ioni di litio è elevata, per motivi di sicurezza il volume generale non sarà progettato troppo grande, ma un certo numero di singole celle al litio ferro fosfato attraverso connettori conduttivi in ​​serie e in parallelo in un alimentatore, formando un modulo batteria solare al litio, tuttavia, questo deve affrontare il problema della consistenza.

Incoerenza dibatteria solare al litioI parametri solitamente includono capacità, resistenza interna, incoerenza della tensione a circuito aperto, incoerenza delle prestazioni della cella della batteria, formata nel processo di produzione, sarà ulteriormente aggravata nel processo di utilizzo, lo stesso pacco batteria all'interno della cella, il più debole è sempre più debole e accelerato per diventare più debole e il grado di dispersione dei parametri tra la cella monomerica, con l'approfondimento del grado di invecchiamento e diventano più grandi.

Letture correlate: Che cos'è la consistenza delle batterie solari al litio?

In questo articolo illustreremo le celle incoerenti quando vengono utilizzate in serie e insieme, quali danni vengono arrecati al pacco batterie agli ioni di litio e come dovremmo affrontare il problema delle batterie solari al litio incoerenti.

Quali sono i rischi delle batterie solari al litio non compatibili?

Perdita di capacità di accumulo del pacco batterie al litio solare

Nella progettazione del pacco batteria al litio solare, la capacità complessiva è in linea con il "principio del barile": la capacità della cella al litio-ferro-fosfato con la capacità più bassa determina la capacità dell'intero pacco batteria al litio solare. Per evitare sovraccarichi e sovrascariche, il sistema di gestione della batteria adotterà la seguente logica:

Durante la scarica: quando la tensione minima di una singola cella raggiunge la tensione di interruzione della scarica, l'intero pacco batteria smette di scaricarsi;
Durante la carica: quando la tensione individuale più alta tocca la tensione di interruzione della carica, la carica si interrompe.

Inoltre, quando la cella della batteria di capacità inferiore viene utilizzata in serie con la cella della batteria di capacità superiore, la cella della batteria di capacità inferiore sarà sempre completamente scarica, mentre la cella della batteria di capacità superiore utilizzerà sempre parte della sua capacità, con il risultato che l'intero pacco batteria avrà sempre una parte della sua capacità in stato di inattività.

Riduzione della durata di conservazione dei pacchi batteria solari al litio

Allo stesso modo, la durata della vita di unbatteria solare al litioDipende dalla cella al litio-ferro-fosfato con la durata più breve. È probabile che la cella con la durata più breve sia quella al litio-ferro-fosfato con bassa capacità. La cella LiFePO4 con capacità inferiore è probabilmente la prima a raggiungere la fine della sua vita utile, poiché viene caricata e scaricata completamente ogni volta. Una volta saldate a fine vita un gruppo di celle al litio-ferro-fosfato, anche l'intero pacco batteria solare al litio seguirà la fine della sua vita utile.

Aumento della resistenza interna dei pacchi batteria solari

Quando la stessa corrente attraversa celle con diverse resistenze interne, la cella LiFePO4 con resistenza interna più elevata genera più calore. Questo porta a un'elevata temperatura della cella solare, che accelera il tasso di deterioramento e aumenta ulteriormente la resistenza interna. Si forma una coppia di feedback negativi tra la resistenza interna e l'aumento di temperatura, accelerando il deterioramento delle celle con elevata resistenza interna.

I tre parametri sopra menzionati non sono completamente indipendenti e le celle profondamente invecchiate presentano una maggiore resistenza interna e una maggiore degradazione della capacità. Sebbene questi parametri influenzino a vicenda, spiegarne separatamente la rispettiva direzione di influenza aiuta a comprendere meglio i danni causati dall'incoerenza delle batterie al litio solari.

Come gestire l'incoerenza delle batterie solari al litio?

Gestione termica

In risposta al problema delle celle al litio-ferro-fosfato con resistenza interna non uniforme che generano quantità di calore diverse, è possibile integrare un sistema di gestione termica per regolare la differenza di temperatura nell'intero pacco batteria, in modo da mantenerla entro un intervallo limitato. In questo modo, anche se la cella che genera più calore presenta comunque un aumento di temperatura elevato, non si allontanerà dalle altre celle e il livello di deterioramento non sarà significativamente diverso. I sistemi di gestione termica più comuni includono sistemi raffreddati ad aria e a liquido.

Ordinamento

Lo scopo della selezione è separare diversi parametri e lotti di celle per batterie al litio-ferro-fosfato attraverso la selezione, anche se lo stesso lotto di celle per batterie al litio-ferro-fosfato deve essere sottoposto a screening, in base ai parametri della concentrazione relativa delle celle al litio-ferro-fosfato in un pacco batteria. I metodi di selezione includono la selezione statica e la selezione dinamica.

Equalizzazione

A causa dell'incoerenza delle celle al litio-ferro-fosfato, la tensione terminale di alcune celle sarà più alta rispetto ad altre e raggiungerà prima la soglia di controllo, con conseguente riduzione della capacità dell'intero sistema. La funzione di equalizzazione del sistema di gestione della batteria (BMS) può risolvere egregiamente questo problema.

Quando una cella della batteria al litio-ferro-fosfato raggiunge per prima la tensione di interruzione della carica, mentre la tensione delle altre celle è in ritardo, il BMS avvia la funzione di equalizzazione della carica, o accesso al resistore, per scaricare parte dell'energia della cella ad alta tensione della batteria al litio-ferro-fosfato, oppure trasferisce l'energia alla cella a bassa tensione della batteria al litio-ferro-fosfato. In questo modo, la condizione di interruzione della carica viene annullata, il processo di carica riprende e il pacco batteria può essere caricato con maggiore potenza.