I energilagringssystem kan inkonsekvent initialspänning av en enda battericell ha olika effekter på battericellen, modulen, batteripaketet och hela energilagringssystemet. Följande är en detaljerad analys:
Påverkan på batterisceller
Accelererat åldrande:
Inkonsekvent initialspänning kan resultera i olika djup av laddning och urladdning för varje battericell. Under laddning kan till exempel celler med låg initialspänning inte vara fulladdat, medan celler med hög initialspänning redan kan ha överladdats. Långvarig användning av denna metod kan påskynda åldrandet av överladdade och överdrivna celler, vilket minskar deras cykelliv. Data visar att en cell med en initial spänningsavvikelse på 50mV kan uppleva ett 10% högre kapacitet förfall efter 500 cykler jämfört med en cell med samma spänning.
Prestandaförstöring:
Inkonsekvent spänning kan orsaka ojämna kemiska reaktioner inuti battericellen, och vissa celler kan uppleva fenomen såsom litiumavlagring, vilket påverkar laddning och urladdningseffektivitet och inre resistensegenskaper hos battericellen. Forskning har visat att det inre resistensen hos celler med inkonsekventa initiala spänningar kan öka med 15% -20% jämfört med normala celler under användning, vilket resulterar i ökad energiförlust under laddning och urladdning.
Påverkan på modulen
Kapacitetsförlust:
En modul består av flera battericeller anslutna i serie eller parallella. Enligt hinkprincipen beror modulens övergripande kapacitet på battericellen med den minsta kapaciteten. Inkonsekvent initialspänning kan få vissa celler att nå de laddnings- och urladdningsförhållandena för tidigt, vilket begränsar modulens totala tillgängliga kapacitet. Förutsatt att en modul består av 10 celler anslutna i serie, om en cell har en lägre initialspänning, kan det minska modulens totala kapacitet med 10% -20%.
Problem med termisk hantering:
På grund av de olika laddnings- och urladdningstillstånden för varje batterifall kommer värmeproduktionssituationen också att variera. Celler med hög initialspänning kan generera mer värme under laddningen, vilket resulterar i ojämn temperaturfördelning inuti modulen. Ojämn temperatur kommer ytterligare att förvärra skillnaderna i battericellens prestanda och bilda en ond cykel. När den initiala spänningsavvikelsen för battericellerna i modulen är stor kan skillnaden mellan de högsta och lägsta temperaturerna i modulen nå 5 grader -10 grad.
Påverkan på batteripaket
Konsistensförsämring:
Batteripaketet består av flera moduler, och den initiala spänningskonsekvensen hos cellerna i modulerna kommer att ackumuleras vid batteripaketets nivå, vilket orsakar en minskning av batteriets konsistens. När användningstiden ökar kommer spännings- och kapacitetsskillnaderna mellan modulerna inuti batteripaketet gradvis att öka, vilket minskar batteripaketets totala prestanda. Efter 1000 cykler kan spänningsskillnaden mellan de interna modulerna för batteripaket med inkonsekventa initiala spänningar nå 1V -2 V.
Minskad säkerhet:
Inkonsekvent initialspänning kan orsaka överladdning eller överdrivning i vissa områden i batteripaketet, vilket ökar säkerhetsriskerna såsom termisk språng. Statistik visar att batteripaket med inkonsekventa initiala spänningar har en 2-3 gånger högre sannolikhet för att uppleva säkerhetsolyckor såsom termisk språng jämfört med batteripaket med konsekventa spänningar.
Påverkan på energilagringssystem
Instabil energiutgång:
Utgångsspänningen och kraften för energilagringssystemet beror på tillståndet för batteripaketet. Den inkonsekventa initiala spänningen för batterifattcellerna i batteripaketet kan orsaka fluktuationer i utgångsspänningen och kraften i energilagringssystemet under laddning och urladdning, vilket påverkar systemets stabilitet. I praktiska tillämpningar kan energilagringssystem med inkonsekventa initiala spänningar uppleva fluktuationer i utgångseffekten från 5% till 10%.
Minskad systemeffektivitet:
På grund av den ojämna laddningen och urladdningen mellan varje battericell och modul kräver energilagringssystemet mer tid och energi för balanserad hantering, vilket minskar systemets övergripande laddning och urladdning. Forskning har visat att energilagringssystem med inkonsekventa initiala spänningar kan ha 10% -15% lägre laddning och urladdningseffektivitet än system med konsekventa spänningar.
Förkortad livslängd:
Ur perspektivet av hela energilagringssystemet kan inkonsekvent initialspänning av battericeller orsaka olika åldrande grader i olika delar av systemet, påskynda systemets totala åldrande och förkorta dess livslängd. Generellt sett kan energilagringssystem med inkonsekventa initiala spänningar ha en livslängd förkortad med 20% -30% jämfört med system med konsekventa spänningar.
