일관성 없는 태양열 리튬 배터리의 위험성은 무엇입니까?

리튬이온 배터리는 에너지 밀도가 높기 때문에 안전성을 이유로 일반적으로 부피를 너무 크게 설계하지 않지만, 여러 개의 단일 리튬철인산셀을 전도성 커넥터를 통해 직렬 및 병렬로 연결하여 전원 공급장치로 구성하여 태양광 리튬 배터리 모듈을 형성합니다. 그러나 이는 일관성 문제에 직면하게 됩니다.

불일치태양열 리튬 배터리매개변수에는 일반적으로 용량, 내부 저항, 개방 회로 전압 불일치, 배터리 셀 성능 불일치가 포함되며, 생산 공정에서 형성되고 사용 과정에서 더욱 심화됩니다. 동일한 배터리 팩 내의 셀은 더 약해지고 가속화되어 약해지고 단량체 셀 간의 매개변수 분산 정도가 심화되고 노화 정도가 심화됩니다.

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이 글에서는 일관성이 없는 셀을 직렬로 또는 함께 사용할 경우 리튬 이온 배터리 팩에 어떤 피해가 발생하는지, 그리고 일관성이 없는 태양열 리튬 배터리 문제를 어떻게 처리해야 하는지 소개합니다.

일관성 없는 태양열 리튬 배터리의 위험성은 무엇입니까?

태양광 리튬 배터리 팩의 저장 용량 손실

태양광 리튬 배터리 팩 설계에서 전체 용량은 "배럴 원리"에 따라 결정됩니다. 즉, 가장 성능이 떨어지는 리튬-철-인산 셀의 용량이 전체 태양광 리튬 배터리 팩의 용량을 결정합니다. 과충전 및 과방전을 방지하기 위해 배터리 관리 시스템은 다음과 같은 논리를 사용합니다.

방전 시: 가장 낮은 단일 셀 전압이 방전 차단 전압에 도달하면 전체 배터리 팩의 방전이 중단됩니다.
충전 중: 가장 높은 개별 전압이 충전 차단 전압에 도달하면 충전이 중단됩니다.

또한, 작은 용량의 배터리 셀을 큰 용량의 배터리 셀과 직렬로 사용할 경우, 작은 용량의 배터리 셀은 항상 완전히 방전되는 반면, 큰 용량의 배터리 셀은 항상 용량의 일부를 사용하게 되어, 전체 배터리 팩의 용량은 항상 일부 용량이 유휴 상태에 있게 됩니다.

태양광 리튬 배터리 팩의 저장 수명 단축

마찬가지로, 수명은리튬 태양 전지수명이 가장 짧은 리튬-철-인산 셀에 따라 달라집니다. 수명이 가장 짧은 셀은 용량이 낮은 리튬-철-인산 셀일 가능성이 높습니다. 용량이 낮은 LiFePO4 셀은 매번 완전히 충전되고 방전되기 때문에 가장 먼저 수명이 다할 가능성이 높습니다. 리튬-철-인산 셀들을 모아 용접하면, 전체 태양광 리튬 배터리 팩도 수명이 다하게 됩니다.

태양전지 팩의 내부 저항 증가

내부 저항이 다른 셀에 동일한 전류가 흐를 때, 내부 저항이 높은 LiFePO4 셀은 더 많은 열을 발생시킵니다. 이로 인해 태양 전지 온도가 상승하여 열화 속도가 빨라지고 내부 저항이 더욱 증가합니다. 내부 저항과 온도 상승 사이에 한 쌍의 음의 되먹임이 형성되어 내부 저항이 높은 셀의 열화가 가속화됩니다.

위의 세 가지 매개변수는 완전히 독립적이지 않으며, 노화가 심한 셀은 내부 저항이 더 높고 용량 저하가 더 심합니다. 이러한 매개변수는 서로 영향을 미치지만, 각각의 영향 방향을 개별적으로 설명하여 태양전지 리튬 배터리의 불일치로 인한 피해를 더 잘 이해하는 데 도움이 됩니다.

리튬 태양 전지의 불일치를 어떻게 처리하나요?

열 관리

내부 저항이 일정하지 않은 리튬 철 인산화물 셀이 서로 다른 양의 열을 발생시키는 문제에 대응하기 위해, 열 관리 시스템을 통합하여 배터리 팩 전체의 온도 차이를 조절하여 온도 차이가 작은 범위 내로 유지되도록 할 수 있습니다. 이렇게 하면 더 많은 열을 발생시키는 셀의 온도 상승이 여전히 크더라도 다른 셀과 분리되지 않아 열화 수준도 크게 달라지지 않습니다. 일반적인 열 관리 시스템에는 공랭식과 수랭식이 있습니다.

정렬

분류의 목적은 선택을 통해 리튬 인산철 배터리 셀의 다양한 매개변수와 배치를 분리하는 것입니다. 동일한 배치의 리튬 인산철 배터리 셀일지라도, 배터리 팩 내 리튬 인산철 배터리 셀의 상대 농도 매개변수를 선별해야 합니다. 분류 방법에는 정적 분류와 동적 분류가 있습니다.

평준화

리튬 인산철 셀의 불일치로 인해 일부 셀의 단자 전압이 다른 셀보다 먼저 제어 임계값에 도달하여 전체 시스템 용량이 감소하게 됩니다. 배터리 관리 시스템(BMS)의 균등화 기능은 이러한 문제를 매우 효과적으로 해결할 수 있습니다.

리튬 인산철 배터리 셀이 먼저 충전 종료 전압에 도달하고 나머지 셀 전압이 뒤처지면, BMS는 충전 균등화 기능(저항 접근)을 시작하여 고전압 리튬 인산철 배터리 셀의 전력 일부를 방전하거나, 에너지를 저전압 리튬 인산철 배터리 셀로 전달합니다. 이렇게 하면 충전 종료 조건이 해제되고 충전 과정이 다시 시작되어 배터리 팩을 더 많은 전력으로 충전할 수 있습니다.