Als das einfachste und praktischste Produkt in der Energiespeicherbranche werden Lithium-Ionen-Batterien von vielen Kunden geliebt und geschätzt. Bei der täglichen Installation und Nutzung kommt es jedoch immer wieder zu Ausfällen. Neben den Auswirkungen der Fertigungsqualität, des Transports und der Lagerung sind die meisten davon auf unsachgemäße Wartung zurückzuführen. In diesem Artikel werden einige häufige Fehlermerkmale, Ursachen und Wartungsmethoden kurz vorgestellt.
Thermischer Fehler - Betriebsumgebung
1. Die Notwendigkeit des Wärmemanagements
Während des Lade- und Entladevorgangs von Lithiumbatterien wird ein Teil der chemischen oder elektrischen Energie in Wärmeenergie umgewandelt. Wenn die Wärmeableitung des Energiespeichersystems nicht gut ist, kann es zu einem thermischen Durchgehen kommen, was Kurzschlüsse, Ausbeulungen und Probleme mit offenen Flammen in der Batterie verursacht, was schließlich zu Sicherheitsunfällen wie Feuer oder Explosion führen kann.
Am 16. April 2021 kamen bei einem Brand und einer Explosion im Dahongmen-Energiespeicherkraftwerk in Peking ein diensthabender Elektriker ums Leben, zwei Feuerwehrleute starben, und ein Feuerwehrmann wurde verletzt.
Am 13. Februar 2022 löste die weltgrößte Lithium-Ionen-Energiespeicheranlage Moss Landing von Vistra Energy in Kalifornien einen Feueralarm aus, weil zehn Batteriepacks vollständig geschmolzen waren.
2. Maßnahmen zur Wärmemanagementlösung
Luftgekühlte Technologie: Es gibt viele verschiedene Konstruktionsschemata für luftgekühlte Wärmemanagementsysteme. Die Struktur des Klimagerätes umfasst einen integrierten Typ für die Bodenmontage, einen integrierten Typ für die Aufbaumontage und einen Split-Typ. Die Art der Luftzufuhr umfasst Luftzufuhr von oben, Luftzufuhr von hinten, Luftzufuhr von unten, usw.
Technologie der Flüssigkeitskühlung: Die Flüssigkeitskühlung bietet erhebliche Vorteile für die Sicherheit des Energiespeichersystems und die Effizienz der Wärmeableitung. Bei der Flüssigkeitskühlung werden Kühlflüssigkeiten wie Wasser, Ethanol und Silikonöl verwendet, um die Wärme durch indirekten Kontakt zwischen den gleichmäßig verteilten Strömungsführungsrillen auf der Flüssigkeitskühlplatte und den Batteriezellen abzuleiten.
Elektrischer Fehler - Überladung oder Überentladung
1. Die Gefahren der Überladung und Überentladung von Batterien
Überladung: Überladung bedeutet, dass bei einer Überladung des Lithium-Ionen-Akkus die Ladespannung die eingestellte Spannung übersteigt, z. B. beträgt die Nennspannung des Akkus 3,7 V und die voll geladene Spannung 4,2±0,05 V. Das heißt, die höchste Spannung beträgt 4,25 V, und es wird als Überladung bezeichnet, wenn sie 4,25 V überschreitet. Bei einer Überladung steigt die Batteriespannung mit zunehmender Polarisierung schnell an, was zu irreversiblen Veränderungen in der Struktur des positiven aktiven Materials und zur Zersetzung des Elektrolyts führt, wobei eine große Menge an Gas entsteht und eine große Menge an Wärme freigesetzt wird, was einen starken Anstieg der Temperatur und des Innendrucks der Batterie verursacht. Das Diaphragma schmilzt oder schrumpft, wodurch die positiven und negativen Materialien miteinander in Kontakt kommen und einen Kurzschluss verursachen, was zu versteckten Gefahren wie Explosion und Verbrennung führt.
Überentladung: Eine Überentladung bedeutet, dass die Entladespannung die Nennspannung erreicht und weiter entladen wird. Die Nennentladespannung einer ternären Lithium-Ionen-Batterie beträgt beispielsweise 3,2 V. Liegt sie unter 3,2 V und entlädt sich weiter, ist sie überentladen. Nachdem der Akku die interne gespeicherte Energie entladen hat und die Spannung einen bestimmten Wert erreicht hat, führt eine weitere Entladung zu einer Überentladung. Eine Überentladung der Batterie kann katastrophale Folgen für die Batterie haben. größer. Im Allgemeinen erhöht eine Überentladung den Innendruck der Batterie, zerstört die Reversibilität der positiven und negativen aktiven Materialien, zersetzt den Elektrolyten, setzt Lithium auf der negativen Elektrode ab und erhöht den Widerstand. Selbst wenn sie geladen wird, kann sie nur teilweise wiederhergestellt werden, und die Kapazität nimmt ebenfalls erheblich ab. .
2. Vorbeugende Maßnahmen gegen Überladung und Überentladung
1) Bei Verwendung einer Lithium-Ionen-Batterie mit einem BMS-Managementsystem kann die Schutzplatine die Batterie vor Überladung oder Überentladung schützen und auch mit dem Wechselrichter kommunizieren, um automatisch die richtigen Werte für die Lade- und Entladeparameter einzustellen, wodurch die Batterie besser geschützt werden kann.
2) Stellen Sie die Schnellladespannung, die Erhaltungsspannung und die Abschaltspannung des Wechselrichters entsprechend den Batterieparametern korrekt ein.
3) Wenn die Batteriespannung die von der Schutzplatine eingestellte Spannung erreicht, unterbricht die Schutzplatine die Stromzufuhr, um die Batterie zu schützen, aber die Lithium-Ionen-Batterie fällt zurück, und die Spannung steigt wieder an, was etwas höher ist als die von der Schutzplatine eingestellte Spannung. Zu diesem Zeitpunkt kann der Akku nicht mehr verwendet werden. Eine wiederholte Verwendung führt zu irreversiblen Schäden an der Batterie.
Mechanisches Versagen - Installationsumgebung
Bevor Sie den Energiespeicher Lithiumbatterie installieren und verwenden, sollten Sie das technische Handbuch und den Installationsplan des Produkts sorgfältig lesen und es wie erforderlich installieren. Achten Sie bei der Installation besonders auf die folgenden Punkte:
1) Der Installationsplan sollte entsprechend dem Standort, dem Gebiet und der Umgebung entworfen werden, wie z. B. Bodenbelastung, Belüftung, Sonneneinstrahlung, Anordnung des Maschinenraums und einfache Wartung. Bei Batterien, die im Freien aufgestellt werden, sollte besonders auf objektive Faktoren wie Wasserdichtigkeit, Sonnenschutz und Staubdichtigkeit geachtet werden.
2) Verschiedene Batterietypen oder Batterien mit unterschiedlichen Kapazitäten dürfen bei der Installation nicht gemischt werden.
3) Überprüfen Sie das Aussehen der Batterie vor der Installation, die Inspektionspunkte sind, ob es ein Leck gibt, ob die Abdeckung beschädigt ist, und ob die Leerlaufspannung normal ist. Achten Sie beim Hantieren mit der Batterie darauf, dass Sie sie nicht anstoßen, und sorgen Sie für einen guten Schutz.
4) Die Batterien werden ab Werk geladen ausgeliefert und müssen vorsichtig gehandhabt werden, um Kurzschlüsse zu vermeiden. Bei der Installation sollten isolierte Werkzeuge und isolierte Handschuhe verwendet werden, um einen elektrischen Schlag zu vermeiden.
5) Vor der Installation und Verwendung sollte die Batterie bei -20-40°C gelagert werden. Die Lagerzeit beträgt 6 Monate (gerechnet ab dem Lieferdatum der Batterie). Wenn sie 6 Monate überschreitet, muss sie 3,25V ℃) Laden mit konstanter Spannung und Strombegrenzung 0,1C10A für 5h.
6) Verbinden Sie die Batteriekabel gemäß dem Installationsplan zwischen den Säulen, Ebenen und Schaltschrankklemmen. Vor der Installation der Plus- und Minusklemmen und dem Anschluss des gesamten Stromsystems sollten Sie die Plus- und Minusklemmen sorgfältig überprüfen, die Systemspannung messen und gleichzeitig die Batterieparameter des Geräts einstellen. Nach Abschluss des Anschlusses ist darauf zu achten, dass die Klemme und die Schutzhülse der Anschlusskupferschiene abgedeckt werden, um einen Kurzschluss zu vermeiden.
7) Wenn der Lithium-Akku angeschlossen ist, müssen die Schrauben angezogen werden, aber es muss auch verhindert werden, dass eine übermäßige Anzugskraft die nachgeschalteten Kupferteile oder die Anschlussklemmen beschädigt. Überprüfen Sie nach Abschluss der Installation erneut die Systemspannung und die positive und negative Richtung der Batterie, um sicherzustellen, dass die Batterie korrekt installiert ist.
8) Verwenden Sie nach der Installation ein sauberes, trockenes, weiches Tuch, um das Batteriegehäuse, die Abdeckung, das Bedienfeld und die Anschlussdrähte zu reinigen. Verwenden Sie keine organischen Lösungsmittel zur Reinigung, um das Batteriegehäuse und andere Komponenten nicht anzugreifen. Reinigen Sie gleichzeitig die Umgebung, in der die Batterie installiert ist, und achten Sie auf Belüftung, Staub- und Wasserdichtigkeit.
Modul-Differenzleistungsverlust - Reihenschaltung von Hochspannungsnetzen
Bei Niederspannungs-Energiespeichersystemen in Haushalten, bei denen neue und alte Lithiumbatterien gemischt werden, variiert der Innenwiderstand der Batterien stark, was zu einer Zirkulation führen kann, und die Temperatur der Batterie steigt, was die Alterung der neuen Batterie beschleunigt.
Bei Hochspannungs-Energiespeichersystemen für Haushalte werden alte und neue Batteriemodule in Reihe geschaltet. Aufgrund des Trommeleffekts kann das neue Batteriemodul nur mit der Kapazität des alten Batteriemoduls verwendet werden, und der Batteriecluster weist eine erhebliche Kapazitätsinkongruenz auf.
Abnormaler Batterie-SOC
① Für die regelmäßige Wartung ist es notwendig, eine SOC-Kalibrierung, eine Kapazitätskalibrierung oder eine Überprüfung des Hauptstromkreises des Akkus durchzuführen.
Wenn das Batteriemodul eine Störung aufweist, verfügt die herkömmliche Lithiumbatterie nicht über eine automatische Ausgleichsfunktion, und das Wartungspersonal muss sich zum manuellen Aufladen vor Ort begeben, was eine schnelle Reaktion auf Kundenbedürfnisse verhindert.
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