Quais são os perigos das baterias solares de lítio inconsistentes?

A densidade de energia da bateria de íons de lítio é alta. Por razões de segurança, o volume geral não será projetado muito grande, mas várias células de fosfato de ferro-lítio individuais são conectadas em série e paralelo a uma fonte de alimentação por meio de conectores condutores, formando um módulo de bateria de lítio solar. No entanto, isso precisa enfrentar o problema de consistência.

Inconsistência debateria solar de lítioos parâmetros geralmente incluem capacidade, resistência interna, inconsistência de tensão de circuito aberto, inconsistência do desempenho da célula da bateria, formada no processo de produção, será ainda mais agravada no processo de uso, o mesmo pacote de bateria dentro da célula, o mais fraco é sempre mais fraco e acelerado para se tornar mais fraco e o grau de dispersão dos parâmetros entre a célula do monômero, com o aprofundamento do grau de envelhecimento e se torna maior.

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Este artigo apresentará células inconsistentes quando usadas em série e juntas, quais danos serão causados ​​ao pacote de baterias de íons de lítio e como devemos lidar com o problema de baterias solares de lítio inconsistentes.

Quais são os perigos de baterias solares de lítio inconsistentes?

Perda da capacidade de armazenamento da bateria solar de lítio

No projeto da bateria solar de lítio, a capacidade total está em conformidade com o "princípio do barril": a capacidade da pior célula de fosfato de ferro-lítio determina a capacidade de toda a bateria solar de lítio. Para evitar sobrecarga e descarga excessiva, o sistema de gerenciamento da bateria adotará a seguinte lógica:

Ao descarregar: quando a tensão mais baixa da célula individual atinge a tensão de corte de descarga, toda a bateria para de descarregar;
Durante o carregamento: quando a maior tensão individual atinge a tensão de corte de carregamento, o carregamento é interrompido.

Além disso, quando a célula de bateria de menor capacidade é usada em série com a célula de bateria de maior capacidade, a célula de bateria de menor capacidade sempre estará completamente descarregada, enquanto a célula de bateria de maior capacidade sempre usará parte de sua capacidade, resultando na capacidade de todo o conjunto de baterias sempre tendo uma parte de sua capacidade em estado ocioso.

Vida útil de armazenamento reduzida de baterias solares de lítio

Da mesma forma, a vida útil de umbateria solar de lítioDepende da célula de fosfato de ferro-lítio com a vida útil mais curta. É provável que a célula com a vida útil mais curta seja a de fosfato de ferro-lítio com baixa capacidade. A célula de LiFePO4 com menor capacidade provavelmente será a primeira a chegar ao fim de sua vida útil, pois é totalmente carregada e descarregada a cada vez. Quando soldadas como um grupo de células de fosfato de ferro-lítio, o fim da vida útil de todo o conjunto de baterias solares de lítio também ocorrerá.

Aumento da resistência interna dos conjuntos de baterias solares

Quando a mesma corrente flui através de células com resistências internas diferentes, a célula LiFePO4 com maior resistência interna gera mais calor. Isso leva a uma alta temperatura da célula solar, o que acelera a taxa de deterioração e aumenta ainda mais a resistência interna. Um par de feedbacks negativos é formado entre a resistência interna e o aumento da temperatura, o que acelera a deterioração das células com alta resistência interna.

Os três parâmetros acima não são completamente independentes, e células profundamente envelhecidas apresentam maior resistência interna e maior degradação da capacidade. Embora esses parâmetros se afetem mutuamente, eles explicam separadamente suas respectivas direções de influência, o que ajuda a compreender melhor os danos causados ​​pela inconsistência das baterias solares de lítio.

Como lidar com a inconsistência da bateria solar de lítio?

Gestão Térmica

Em resposta ao problema de células de fosfato de ferro-lítio com resistência interna inconsistente gerarem quantidades diferentes de calor, um sistema de gerenciamento térmico pode ser incorporado para regular a diferença de temperatura em toda a bateria, de modo que ela se mantenha dentro de uma pequena faixa. Dessa forma, mesmo que a célula que gera mais calor ainda apresente um grande aumento de temperatura, ela não se afastará das demais, e o nível de deterioração não será significativamente diferente. Os sistemas de gerenciamento térmico comuns incluem sistemas refrigerados a ar e a líquido.

Classificação

O objetivo da triagem é separar diferentes parâmetros e lotes de células de bateria de fosfato de ferro-lítio por meio da seleção, mesmo que se trate do mesmo lote de células de bateria de fosfato de ferro-lítio, mas também é necessário verificar os parâmetros da concentração relativa de células de bateria de fosfato de ferro-lítio em um conjunto de baterias. Os métodos de triagem incluem triagem estática e triagem dinâmica.

Equalização

Devido à inconsistência das células de fosfato de ferro-lítio, a tensão terminal de algumas células estará à frente de outras e atingirá o limite de controle primeiro, resultando na redução da capacidade de todo o sistema. A função de equalização do sistema de gerenciamento de bateria (BMS) pode resolver esse problema muito bem.

Quando uma célula de bateria de fosfato de ferro-lítio é a primeira a atingir a tensão de corte de carga, enquanto o restante da tensão da célula de fosfato de ferro-lítio fica para trás, o BMS inicia a função de equalização de carga, ou acesso ao resistor, para descarregar parte da energia da célula de bateria de fosfato de ferro-lítio de alta tensão ou transferir a energia para a célula de bateria de fosfato de ferro-lítio de baixa tensão. Dessa forma, a condição de corte de carga é suspensa, o processo de carga é reiniciado e a bateria pode ser carregada com mais energia.