რა საფრთხეს უქმნის არასტაბილურ მზის ლითიუმის ბატარეებს?

ლითიუმ-იონური ბატარეის ენერგიის სიმკვრივე მაღალია, უსაფრთხოების მიზნით, მისი საერთო მოცულობა არ იქნება ძალიან დიდი, მაგრამ რამდენიმე ცალკეული ლითიუმის, რკინის ფოსფატის უჯრედი გამტარი კონექტორების მეშვეობით მიმდევრობით და პარალელურად უკავშირდება კვების წყაროს და ქმნის მზის ლითიუმის ბატარეის მოდულს, თუმცა, ამან უნდა გაუმკლავდეს თანმიმდევრულობის პრობლემას.

შეუსაბამობამზის ლითიუმის ბატარეაპარამეტრები, როგორც წესი, მოიცავს ტევადობას, შიდა წინააღმდეგობას, ღია წრედის ძაბვის შეუსაბამობას, ბატარეის უჯრედის მუშაობის შეუსაბამობას, რომელიც წარმოიქმნება წარმოების პროცესში, რაც კიდევ უფრო გამწვავდება გამოყენების პროცესში. იგივე ბატარეის პაკეტი უჯრედის შიგნით, რაც უფრო სუსტია, მით უფრო სუსტი ხდება და აჩქარებულია მისი დასუსტება, ხოლო პარამეტრების დისპერსიის ხარისხი იზრდება მონომერულ უჯრედებს შორის, დაბერების ხარისხის გაღრმავებასთან ერთად და უფრო დიდი ხდება.

დაკავშირებული საკითხავი: როგორია მზის ენერგიის ლითიუმ-იონური ბატარეის თანმიმდევრულობა?

ეს სტატია გაგაცნობთ არათანმიმდევრულ ელემენტებს სერიულად და ერთად გამოყენებისას, რა ზიანს მიაყენებს ლითიუმ-იონური ბატარეის პაკეტს და როგორ უნდა გავუმკლავდეთ არასტაბილური მზის ლითიუმის ელემენტების პრობლემას.

რა საფრთხეს შეიცავს შეუსაბამო მზის ლითიუმის ბატარეები?

მზის ენერგიის ლითიუმის ბატარეის ბლოკის შენახვის მოცულობის დაკარგვა

მზის ენერგიაზე მომუშავე ლითიუმის აკუმულატორის კონსტრუქციისას, საერთო სიმძლავრე შეესაბამება „ლულის პრინციპს“, ყველაზე ცუდი ლითიუმ-რკინის ფოსფატის უჯრედის სიმძლავრე განსაზღვრავს მთელი მზის ენერგიაზე მომუშავე ლითიუმის აკუმულატორის სიმძლავრეს. გადატვირთვისა და გადატვირთვის თავიდან ასაცილებლად, აკუმულატორის მართვის სისტემა გამოიყენებს შემდეგ ლოგიკას:

განმუხტვისას: როდესაც ერთი უჯრედის ყველაზე დაბალი ძაბვა მიაღწევს განმუხტვის გათიშვის ძაბვას, მთელი აკუმულატორი წყვეტს განმუხტვას;
დატენვის დროს: როდესაც ყველაზე მაღალი ინდივიდუალური ძაბვა შეეხება დატენვის გათიშვის ძაბვას, დატენვა წყდება.

გარდა ამისა, როდესაც მცირე ტევადობის აკუმულატორი გამოიყენება დიდი ტევადობის აკუმულატორთან ერთად, მცირე ტევადობის აკუმულატორი ყოველთვის სრულად დაიცლება, ხოლო დიდი ტევადობის აკუმულატორი ყოველთვის გამოიყენებს თავისი ტევადობის ნაწილს, რის შედეგადაც მთელი აკუმულატორის ტევადობის ნაწილი ყოველთვის უმოქმედო მდგომარეობაში იქნება.

მზის ლითიუმის ელემენტების შენახვის შემცირებული ვადა

ანალოგიურად, სიცოცხლის ხანგრძლივობალითიუმის მზის ბატარეადამოკიდებულია ყველაზე მოკლე სიცოცხლის ხანგრძლივობის მქონე ლითიუმის, რკინის, ფოსფატის უჯრედზე. სავარაუდოა, რომ ყველაზე მოკლე სიცოცხლის ხანგრძლივობის მქონე უჯრედი არის დაბალი ტევადობის ლითიუმის, რკინის, ფოსფატის უჯრედი. უფრო დაბალი ტევადობის LiFePO4 უჯრედი, სავარაუდოდ, პირველი მიაღწევს თავისი სიცოცხლის ხანგრძლივობის დასასრულს, რადგან ის ყოველ ჯერზე სრულად იტენება და იცლება. როდესაც ლითიუმის, რკინის, ფოსფატის უჯრედების ჯგუფად შედუღდება, მთელი მზის ლითიუმის აკუმულატორის ბლოკიც მიჰყვება სიცოცხლის ხანგრძლივობის დასასრულს.

მზის ბატარეების შიდა წინააღმდეგობის ზრდა

როდესაც ერთი და იგივე დენი გადის სხვადასხვა შიდა წინაღობის მქონე უჯრედებში, უფრო მაღალი შიდა წინაღობის მქონე LiFePO4 უჯრედი მეტ სითბოს გამოიმუშავებს. ეს იწვევს მზის უჯრედის მაღალ ტემპერატურას, რაც აჩქარებს გაუარესების სიჩქარეს და კიდევ უფრო ზრდის შიდა წინააღმდეგობას. შიდა წინააღმდეგობასა და ტემპერატურის მატებას შორის წარმოიქმნება უარყოფითი უკუკავშირის წყვილი, რაც აჩქარებს მაღალი შიდა წინაღობის მქონე უჯრედების გაუარესებას.

ზემოთ ჩამოთვლილი სამი პარამეტრი სრულიად დამოუკიდებელი არ არის და ღრმად დაბერებულ უჯრედებს უფრო მაღალი შიდა წინააღმდეგობა და ტევადობის დეგრადაცია ახასიათებთ. მიუხედავად იმისა, რომ ეს პარამეტრები ერთმანეთზე მოქმედებს, ისინი ცალ-ცალკე განმარტავენ თავიანთი გავლენის შესაბამის მიმართულებას და ხელს უწყობენ მზის ლითიუმის ბატარეის შეუსაბამობის ზიანის უკეთ გაგებას.

როგორ გავუმკლავდეთ ლითიუმის მზის ბატარეის შეუსაბამობას?

თერმული მართვა

იმ პრობლემის საპასუხოდ, რომ არასტაბილური შიდა წინაღობის მქონე ლითიუმის რკინის ფოსფატის უჯრედები წარმოქმნიან სხვადასხვა რაოდენობის სითბოს, შესაძლებელია თერმული მართვის სისტემის ინტეგრირება მთელ აკუმულატორულ ბლოკზე ტემპერატურის სხვაობის დასარეგულირებლად ისე, რომ ტემპერატურის სხვაობა მცირე დიაპაზონში შენარჩუნდეს. ამ გზით, მაშინაც კი, თუ უჯრედს, რომელიც მეტ სითბოს გამოიმუშავებს, მაინც აქვს ტემპერატურის მაღალი მატება, ის არ დაშორდება სხვა უჯრედებს და გაუარესების დონე მნიშვნელოვნად არ განსხვავდება. თერმული მართვის გავრცელებული სისტემები მოიცავს ჰაერით გაგრილებულ და სითხით გაგრილებულ სისტემებს.

დახარისხება

დახარისხების მიზანია ლითიუმ-რკინის ფოსფატის ბატარეის ელემენტების სხვადასხვა პარამეტრებისა და პარტიების გამოყოფა შერჩევის გზით, მაშინაც კი, თუ ლითიუმ-რკინის ფოსფატის ბატარეის ელემენტების ერთი და იგივე პარტიაა, მაგრამ ასევე საჭიროა სკრინინგის ჩატარება, ლითიუმის-რკინის ფოსფატის ბატარეის უჯრედების ფარდობითი კონცენტრაციის პარამეტრების მიხედვით აკუმულატორულ პაკეტში. დახარისხების მეთოდები მოიცავს სტატიკურ დახარისხებას და დინამიურ დახარისხებას.

გათანაბრება

ლითიუმის რკინის ფოსფატის უჯრედების არათანმიმდევრულობის გამო, ზოგიერთი ელემენტის ტერმინალური ძაბვა სხვა ელემენტებზე წინ იქნება და პირველი მიაღწევს მართვის ზღურბლს, რაც მთელი სისტემის სიმძლავრის შემცირებას გამოიწვევს. ბატარეის მართვის სისტემის BMS-ის გათანაბრების ფუნქციას ამ პრობლემის გადაჭრა ძალიან კარგად შეუძლია.

როდესაც ლითიუმის რკინის ფოსფატის აკუმულატორი პირველი მიაღწევს დატენვის გათიშვის ძაბვას, მაშინ როდესაც ლითიუმის რკინის ფოსფატის აკუმულატორის დანარჩენი ძაბვა ჩამორჩება, BMS დაიწყებს დატენვის გათანაბრების ფუნქციას, ანუ რეზისტორზე წვდომას, რათა განმუხტოს მაღალი ძაბვის ლითიუმის რკინის ფოსფატის აკუმულატორის სიმძლავრის ნაწილი, ან გადასცეს ენერგია დაბალი ძაბვის ლითიუმის რკინის ფოსფატის აკუმულატორის უჯრედზე. ამ გზით, დატენვის გათიშვის პირობა მოიხსნება, დატენვის პროცესი თავიდან იწყება და აკუმულატორის პაკეტი შეიძლება დაიტენოს მეტი სიმძლავრით.