Vilka är farorna med inkonsekventa solcellslitiumbatterier?

Litiumjonbatteriers energitäthet är hög, och av säkerhetsskäl kommer den totala volymen inte att vara för stor. Ett antal enskilda litiumjärnfosfatceller kopplas i serie och parallellt till en strömförsörjning via ledande kontakter för att bilda en solcellsmodul för litiumjonbatterier. Detta kräver dock ett konsistensproblem.

Inkonsekvens avsolcells litiumbatteriParametrar inkluderar vanligtvis kapacitet, inre resistans, inkonsekvens i öppen kretsspänning och inkonsekvens i battericellens prestanda. Dessa faktorer som bildas under produktionsprocessen förvärras ytterligare under användningsprocessen. Samma batteripaket i cellen är alltid svagare och desto svagare blir parametrarna mellan monomererna, vilket ökar och desto större blir åldringsgraden.

Relaterad läsning: Vad är konsistensen hos solcellsbatterier med litiumbatterier?

Den här artikeln kommer att introducera inkonsekventa celler när de används i serie och tillsammans, vilka skador litiumjonbatterier kan orsaka och hur vi ska hantera problemet med inkonsekventa solcellsbatterier.

Vilka är farorna med inkonsekventa solcellslitiumbatterier?

Förlust av lagringskapacitet hos solcellsbatterier

Vid utformningen av solcellsbatterier med litiumjonbatterier är den totala kapaciteten i linje med "tunnprincipen", där kapaciteten hos den sämsta litiumjärnfosfatcellen bestämmer kapaciteten hos hela solcellsbatteriet med litiumjonbatterier. För att förhindra överladdning och överurladdning kommer batterihanteringssystemet att använda följande logik:

Vid urladdning: när den lägsta spänningen för en enskild cell når urladdningsgränsspänningen, slutar hela batteripaketet att urladdas;
Under laddning: när den högsta individuella spänningen vidrör laddningsavstängningsspänningen avbryts laddningen.

Dessutom, när battericellen med mindre kapacitet används i serie med battericellen med större kapacitet, kommer battericellen med mindre kapacitet alltid att vara helt urladdad, medan battericellen med större kapacitet alltid kommer att använda en del av sin kapacitet, vilket resulterar i att hela batteripaketets kapacitet alltid har en del av sin kapacitet i viloläge.

Minskad lagringstid för solcellsbatterier med litiumbatterier

På samma sätt är livslängden för enlitium solbatteriberor på litiumjärnfosfatcellen med kortast livslängd. Det är troligt att cellen med kortast livslängd är litiumjärnfosfatcellen med låg kapacitet. LiFePO4-cellen med lägre kapacitet är sannolikt den första som når slutet av sin livslängd eftersom den laddas och urladdas fullt varje gång. När den svetsas samman som en grupp av litiumjärnfosfatceller vid slutet av sin livslängd kommer hela det solcellsbaserade litiumbatteripaketet också att följa slutet av sin livslängd.

Ökning av inre resistans hos solcellsbatterier

När samma ström flyter genom celler med olika inre resistanser genererar LiFePO4-cellen med högre inre resistans mer värme. Detta leder till hög solcellstemperatur, vilket accelererar nedbrytningshastigheten och ytterligare ökar den inre resistansen. Ett par negativa återkopplingar bildas mellan inre resistans och temperaturökning, vilket accelererar nedbrytningen av celler med hög inre resistans.

Ovanstående tre parametrar är inte helt oberoende, och djupt åldrade celler har högre inre resistans och större kapacitetsförsämring. Även om dessa parametrar påverkar varandra, förklarar de separat deras respektive påverkansriktning, vilket bidrar till att bättre förstå skadan av inkonsekvens i solcellsbatterier.

Hur hanterar man inkonsekvens med litium-solbatterier?

Termisk hantering

Som svar på problemet att litiumjärnfosfatceller med inkonsekvent inre resistans genererar olika mängder värme, kan ett värmehanteringssystem integreras för att reglera temperaturskillnaden över hela batteripaketet så att temperaturskillnaden hålls inom ett litet intervall. På så sätt, även om den cell som genererar mer värme fortfarande har en hög temperaturökning, kommer den inte att dra sig loss från de andra cellerna, och försämringsnivån kommer inte att skilja sig signifikant. Vanliga värmehanteringssystem inkluderar luftkylda och vätskekylda system.

Sortering

Syftet med sortering är att separera olika parametrar och batcher av litiumjärnfosfatbattericeller genom urval, även om det är samma batch av litiumjärnfosfatbattericeller, men också behöver screenas, parametrarna för den relativa koncentrationen av litiumjärnfosfatbattericeller i ett batteripaket, batteripaket. Sorteringsmetoder inkluderar statisk sortering och dynamisk sortering.

Utjämning

På grund av inkonsekvensen hos litiumjärnfosfatceller kommer polspänningen för vissa celler att ligga före andra celler och nå kontrolltröskeln först, vilket resulterar i att hela systemets kapacitet blir mindre. Utjämningsfunktionen i batterihanteringssystemet BMS kan lösa detta problem mycket bra.

När ett litiumjärnfosfatbatteri först når laddningsavstängningsspänningen, medan resten av litiumjärnfosfatbatteriets spänning släpar efter, startar BMS:en laddningsutjämningsfunktionen, eller åtkomst till motståndet, för att urladda en del av effekten från högspänningslitiumjärnfosfatbattericellen, eller överföra energin till lågspänningslitiumjärnfosfatbattericellen. På så sätt upphävs laddningsavstängningsläget, laddningsprocessen startar om och batteriet kan laddas med mer effekt.