De energiedichtheid van de lithium-ionbatterij is hoog. Om veiligheidsredenen wordt het algemene volume niet te groot ontworpen. In plaats daarvan worden een aantal afzonderlijke lithium-ijzerfosfaatcellen via de geleidende connectoren in serie en parallel in een voeding geplaatst en zo een zonne-lithiumbatterijmodule gevormd. Hierbij is echter wel sprake van een consistentieprobleem.
Inconsistentie vanzonne-lithiumbatterijparameters omvatten meestal capaciteit, interne weerstand, inconsistentie van de open circuit spanning, inconsistentie van de prestaties van de batterijcel, gevormd in het productieproces, zal verder worden verergerd in het proces van gebruik, dezelfde batterijpakket binnen de cel, de zwakkere is altijd zwakker en versneld om zwakker te worden en de mate van spreiding van de parameters tussen de monomeercel, met de verdieping van de mate van veroudering en groter worden.
Gerelateerd leesmateriaal: Wat is de consistentie van een zonne-lithiumbatterij?
In dit artikel leggen we uit wat inconsistente cellen zijn als ze in serie of samen worden gebruikt. Ook bespreken we welke schade dit kan toebrengen aan de lithium-ionbatterij en hoe we het probleem van inconsistente zonnelithiumbatterijen moeten aanpakken.
Wat zijn de gevaren van inconsistente zonne-lithiumbatterijen?
Verlies van opslagcapaciteit van zonne-lithiumbatterijpakket
Bij het ontwerp van een lithium-zonnebatterijpakket is de totale capaciteit in overeenstemming met het "vatprincipe". De capaciteit van de slechtste lithium-ijzerfosfaatcel bepaalt de capaciteit van het gehele lithium-zonnebatterijpakket. Om overladen en te diep ontladen te voorkomen, hanteert het batterijbeheersysteem de volgende logica:
Bij het ontladen: wanneer de laagste spanning van een enkele cel de ontlaad-afsnijspanning bereikt, stopt het hele batterijpakket met ontladen;
Tijdens het laden: zodra de hoogste individuele spanning de laad-uitschakelspanning raakt, wordt het laden gestopt.
Bovendien, wanneer de batterijcel met de kleinere capaciteit in serie wordt gebruikt met de batterijcel met de grotere capaciteit, zal de batterijcel met de kleinere capaciteit altijd volledig ontladen zijn, terwijl de batterijcel met de grotere capaciteit altijd een deel van zijn capaciteit zal gebruiken. Dit heeft tot gevolg dat de capaciteit van het gehele batterijpakket altijd een deel van zijn capaciteit heeft in de ruststand.
Verminderde houdbaarheid van zonne-lithiumbatterijpakketten
Op dezelfde manier is de levensduur van eenlithium zonnebatterijDe levensduur is afhankelijk van de lithium-ijzerfosfaatcel met de kortste levensduur. De cel met de kortste levensduur is waarschijnlijk de lithium-ijzerfosfaatcel met de lage capaciteit. De LiFePO4-cel met de lagere capaciteit zal waarschijnlijk als eerste het einde van zijn levensduur bereiken, omdat deze elke keer volledig wordt opgeladen en ontladen. Wanneer een groep lithium-ijzerfosfaatcellen aan het einde van hun levensduur wordt gelast, zal de volledige zonne-lithiumbatterij ook het einde van zijn levensduur bereiken.
Verhoging van de interne weerstand van zonnebatterijpakketten
Wanneer dezelfde stroom door cellen met verschillende interne weerstanden loopt, genereert de LiFePO4-cel met de hogere interne weerstand meer warmte. Dit leidt tot een hoge temperatuur van de zonnecel, wat de veroudering versnelt en de interne weerstand verder verhoogt. Er ontstaat een negatieve terugkoppeling tussen de interne weerstand en de temperatuurstijging, wat de veroudering van cellen met een hoge interne weerstand versnelt.
De bovenstaande drie parameters zijn niet volledig onafhankelijk van elkaar. Sterk verouderde cellen hebben een hogere interne weerstand en meer capaciteitsverlies. Hoewel deze parameters elkaar beïnvloeden, verklaren ze afzonderlijk hun respectievelijke invloedsrichting, wat bijdraagt aan een beter begrip van de schadelijke effecten van inconsistente lithium-zonnebatterijen.
Hoe om te gaan met inconsistenties in lithium-zonnebatterijen?
Thermisch beheer
Als antwoord op het probleem dat lithium-ijzerfosfaatcellen met inconsistente interne weerstand verschillende hoeveelheden warmte genereren, kan een thermisch beheersysteem worden ingebouwd om het temperatuurverschil over de gehele batterij te regelen, zodat het temperatuurverschil binnen een klein bereik blijft. Op deze manier zal de cel die de meeste warmte genereert, zelfs als deze een hoge temperatuurstijging heeft, zich niet van de andere cellen losmaken en zal de mate van verslechtering niet significant verschillen. Veelgebruikte thermische beheersystemen zijn luchtgekoelde en vloeistofgekoelde systemen.
Sorteren
Het doel van sorteren is om verschillende parameters en partijen lithium-ijzerfosfaatbatterijcellen te scheiden door middel van selectie. Zelfs als het om dezelfde partij lithium-ijzerfosfaatbatterijcellen gaat, moeten de parameters van de relatieve concentratie lithium-ijzerfosfaatbatterijcellen in een batterijpakket worden gescreend. Sorteermethoden omvatten statische en dynamische sortering.
Egalisatie
Door de inconsistentie van lithium-ijzerfosfaatcellen loopt de eindspanning van sommige cellen voor op andere cellen en bereikt deze eerder de regeldrempel, waardoor de capaciteit van het hele systeem afneemt. De equalizerfunctie van het batterijbeheersysteem (BMS) kan dit probleem uitstekend oplossen.
Wanneer een lithium-ijzerfosfaat-batterijcel als eerste de laadstroomonderbrekingsspanning bereikt, terwijl de rest van de spanning van de lithium-ijzerfosfaat-batterijcel achterblijft, start het BMS de laadegalisatiefunctie, oftewel de weerstand, om een deel van het vermogen van de hoogspanningslithium-ijzerfosfaat-batterijcel te ontladen of de energie over te brengen naar de laagspanningslithium-ijzerfosfaat-batterijcel. Op deze manier wordt de laadstroomonderbreking opgeheven, begint het laadproces opnieuw en kan de batterij met meer vermogen worden opgeladen.
Plaatsingstijd: 03-09-2024