I energilagringssystemer kan inkonsekvent indledende spænding på en enkelt batteri celle have forskellige påvirkninger på batteriets celle, modul, batteripakke og hele energilagringssystemet. Følgende er en detaljeret analyse:
Virkningen på batterikeller
Accelereret aldring:
Inkonsekvent indledende spænding kan resultere i forskellige dybde af ladning og udladning for hver battercelle. Under opladning er celler med lav indledende spænding muligvis ikke fuldt opladet, mens celler med høj indledende spænding muligvis allerede er blevet overopladet. Langvarig anvendelse af denne metode kan fremskynde aldringen af overopladede og overdischarged celler, hvilket reducerer deres cyklusliv. Data viser, at en celle med en indledende spændingsafvigelse på 50 mV kan opleve et 10% højere kapacitetsfald efter 500 cyklusser sammenlignet med en celle med den samme spænding.
Ydelsesnedbrydning:
Inkonsekvent spænding kan forårsage ujævne kemiske reaktioner inde i battercellen, og nogle celler kan opleve fænomener, såsom lithiumaflejring, der påvirker opladnings- og udladningseffektiviteten og interne resistensegenskaber for battercellen. Forskning har vist, at cellernes interne resistens med inkonsekvente indledende spændinger kan stige med 15% -20% sammenlignet med normale celler under brug, hvilket resulterer i øget energitab under opladning og afladning.
Virkningen på modulet
Kapacitetstab:
Et modul er sammensat af flere batterikeller, der er forbundet i serie eller parallelt. I henhold til spandprincippet afhænger modulets samlede kapacitet af batteriets celle med den mindste kapacitet. Inkonsekvent indledende spænding kan få nogle celler til at nå opladning og afladning af afskæringsbetingelser for tidligt, hvilket begrænser modulets samlede tilgængelige kapacitet. Forudsat at et modul består af 10 celler, der er forbundet i serie, hvis en celle har en lavere indledende spænding, kan det reducere modulets samlede kapacitet med 10% -20%.
Problemer med termisk styring:
På grund af de forskellige opladnings- og udledningen af tilstande for hver battericelle, vil varmegenerationssituationen også variere. Celler med høj indledende spænding kan generere mere varme under opladning, hvilket resulterer i ujævn temperaturfordeling inde i modulet. Ujævn temperatur vil yderligere forværre forskellene i batteriercellepræstation og danne en ond cirkel. Når den indledende spændingsafvigelse af battericellerne i modulet er stor, kan forskellen mellem de højeste og laveste temperaturer i modulet nå 5 grader -10 grad.
Virkningen på batteripakker
Konsistensforringelse:
Batteripakken er sammensat af flere moduler, og cellernes indledende spænding inkonsekvens i modulerne akkumuleres på niveauet for batteripakken, hvilket forårsager et fald i konsistensen af batteripakken. Efterhånden som brugstiden øges, øges spændingen og kapacitetsforskellene mellem modulerne inde i batteripakken gradvist, hvilket reducerer batteripakkenes samlede ydelse. Efter 1000 cyklusser kan spændingsforskellen mellem de interne moduler af batteripakker med inkonsekvente indledende spændinger nå 1V -2 V.
Nedsat sikkerhed:
Inkonsekvent indledende spænding kan forårsage overopladning eller overdischarging i visse områder af batteripakken, hvilket øger sikkerhedsrisici såsom termisk løb. Statistikker viser, at batteripakker med inkonsekvente indledende spændinger har en 2-3 gange højere sandsynlighed for at opleve sikkerhedsulykker såsom termisk løb sammenlignet med batteripakker med ensartede spændinger.
Virkningen på energilagringssystemer
Ustabil energiudgang:
Udgangsspændingen og kraften i energilagringssystemet afhænger af batteripakken. Den inkonsekvente indledende spænding af battericellerne i batteripakken kan forårsage udsving i udgangsspændingen og effekten af energilagringssystemet under opladning og afladning, hvilket påvirker systemets stabilitet. I praktiske anvendelser kan energilagringssystemer med inkonsekvente indledende spændinger opleve udsving i udgangseffekten fra 5% til 10%.
Nedsat systemeffektivitet:
På grund af den ujævne opladning og afladning mellem hver battercelle og modul kræver energilagringssystemet mere tid og energi til afbalanceret styring, hvilket reducerer systemets samlede opladning og udledningseffektivitet. Forskning har vist, at energilagringssystemer med inkonsekvente indledende spændinger kan have 10% -15% lavere opladning og udledningseffektivitet end systemer med ensartede spændinger.
Forkortet levetid:
Fra perspektivet af hele energilagringssystemet kan inkonsekvent indledende spænding af battericeller forårsage forskellige grader af aldring i forskellige dele af systemet, fremskynde den samlede aldring af systemet og forkorte dets levetid. Generelt kan energilagringssystemer med inkonsekvente indledende spændinger have en levetid forkortet med 20% -30% sammenlignet med systemer med ensartede spændinger.
