Conhecimento Dyness | Falhas comuns e métodos de manutenção de baterias de armazenamento de energia domésticas (1)

Como o produto mais simples e conveniente na indústria de armazenamento de energia, muitos clientes adoram e respeitam as baterias de iões de lítio. No entanto, haverá algumas falhas no processo diário de instalação e utilização. Além do impacto da qualidade de fabrico, transporte e armazenamento, a maioria delas é causada por manutenção inadequada. Este artigo irá apresentar brevemente algumas características comuns de falhas, causas e métodos de manutenção.

Falha térmica - ambiente operacional

1. A necessidade da gestão térmica

Durante o processo de carregamento e descarregamento das baterias de lítio, parte da energia química ou elétrica será convertida em energia térmica. Se o efeito de dissipação de calor do sistema de armazenamento de energia não for bom, isso pode levar a um descontrole térmico, o que causará curtos-circuitos, inchaço e problemas de chamas abertas na bateria, o que pode eventualmente levar a acidentes de segurança, como incêndios ou explosões.

Em 16 de abril de 2021, um incêndio e uma explosão na Central Elétrica de Armazenamento de Energia de Dahongmen, em Pequim, mataram um eletricista em serviço, dois bombeiros morreram e um bombeiro ficou ferido.

Em 13 de fevereiro de 2022, a maior estação de armazenamento de energia de iões de lítio do mundo, localizada em Moss Landing e pertencente à Vistra Energy, na Califórnia, acionou um alarme de incêndio devido ao derretimento total de 10 baterias.

2. Medidas de solução de gestão térmica

Tecnologia de refrigeração a ar: Existem muitos esquemas de design estrutural diferentes para sistemas de gestão térmica refrigerados a ar. A estrutura do ar condicionado inclui um tipo integrado montado no chão, um tipo integrado montado na parte superior e um tipo dividido. O modo de fornecimento de ar inclui fornecimento de ar superior, fornecimento de ar traseiro, fornecimento de ar inferior, etc.

Tecnologia de refrigeração líquida: A solução de refrigeração líquida apresenta vantagens significativas e abrangentes na garantia da segurança do sistema de armazenamento de energia e na eficiência da dissipação de calor. O esquema de refrigeração líquida utiliza líquidos refrigerantes, como água, etanol e óleo de silicone, para dissipar o calor através do contacto indireto entre as ranhuras de orientação do fluxo distribuídas uniformemente na placa de refrigeração líquida e as células da bateria.

Falha elétrica - sobrecarga ou descarga excessiva

1. Os riscos da sobrecarga e descarga excessiva da bateria

Sobrecarga: Sobrecarga significa que, quando a bateria de iões de lítio está sobrecarregada, a tensão de carga excede a tensão definida, como por exemplo, a tensão nominal da bateria é de 3,7 V e a tensão totalmente carregada é de 4,2 ± 0,05 V. Ou seja, a tensão mais alta é de 4,25 V e é chamada de sobrecarga se exceder 4,25 V. Quando há sobrecarga, a tensão da bateria aumenta rapidamente com o aumento da polarização, o que causará alterações irreversíveis na estrutura do material ativo positivo e a decomposição do eletrólito, uma grande quantidade de gás aparecerá e uma grande quantidade de calor será liberada, o que causará um aumento acentuado na temperatura e na pressão interna da bateria. O diafragma derrete ou encolhe, fazendo com que os materiais positivos e negativos entrem em contacto e causem um curto-circuito, e há perigos ocultos, como explosão e combustão.

Descarga excessiva: Descarga excessiva significa que a tensão de descarga atinge a tensão nominal e continua a descarregar. Por exemplo, a tensão de descarga nominal de uma bateria de iões de lítio ternário é de 3,2 V. Se for inferior a 3,2 V e continuar a descarregar, está a ocorrer uma descarga excessiva. Depois de a bateria descarregar a energia armazenada internamente e a tensão atingir um determinado valor, continuar a descarregar causará uma descarga excessiva. A descarga excessiva da bateria pode trazer consequências desastrosas para a bateria. De modo geral, a descarga excessiva aumentará a pressão interna da bateria, destruirá a reversibilidade dos materiais ativos positivos e negativos, decomporá o eletrólito, depositará lítio no elétrodo negativo e aumentará a resistência. Mesmo que seja carregada, ela só poderá ser parcialmente recuperada, e a capacidade também diminuirá significativamente.

2. Medidas preventivas contra sobrecarga e descarga excessiva

1) Utilizando uma bateria de iões de lítio com um sistema de gestão BMS, a placa de proteção pode proteger a bateria contra sobrecarga ou descarga excessiva e também pode comunicar com o inversor para definir automaticamente os valores corretos dos parâmetros de carga e descarga, o que pode proteger melhor a bateria.

2) Defina corretamente a tensão de carregamento rápido, a tensão flutuante e a tensão de corte do inversor de acordo com os parâmetros da bateria.

3) Quando a tensão da bateria atinge a tensão definida pela placa de proteção, a placa de proteção corta a energia para proteger a bateria, mas a bateria de iões de lítio recua e a tensão aumenta, ficando um pouco mais alta do que a tensão definida pela placa de proteção. Nesse momento, ela não pode mais ser usada. O uso repetido causará danos irreversíveis à bateria.

Falha mecânica - ambiente de instalação

Antes de instalar e utilizar a bateria de lítio para armazenamento de energia, deve ler atentamente o manual técnico do produto e o diagrama de instalação e instalá-la conforme necessário. Ao instalar, preste especial atenção aos seguintes pontos:

1) O plano de instalação deve ser concebido de acordo com a localização, área e ambiente circundante, tais como carga no solo, ambiente de ventilação, exposição à luz solar, disposição da sala das máquinas e facilidade de manutenção. No caso de baterias colocadas no exterior, deve ser dada especial atenção a fatores objetivos, tais como impermeabilização, proteção solar e proteção contra poeira.

2) Não se devem misturar diferentes tipos de baterias ou baterias com capacidades diferentes durante a instalação.

3) Verifique a aparência da bateria antes da instalação. Os itens a serem inspecionados são: se há vazamento, se a tampa está danificada e se a tensão do circuito aberto está normal. Ao manusear a bateria, tome cuidado para não bater nela e proteja-a bem.

4) As baterias são enviadas da fábrica carregadas e devem ser manuseadas com cuidado para evitar curtos-circuitos. Devem ser utilizadas ferramentas isoladas e luvas isoladas durante a instalação para evitar choques elétricos.

5) Antes da instalação e utilização, a bateria deve ser armazenada a uma temperatura entre -20 e 40 °C. O período de armazenamento é de 6 meses (calculado a partir da data de entrega da bateria). Se exceder 6 meses, deve ser carregada a 3,25 V ℃) com tensão constante e limitação de corrente 0,1 C10 A durante 5 horas.

6) De acordo com o diagrama de instalação, conecte os cabos da bateria entre as colunas, camadas e terminais do painel. Antes de instalar os conectores positivos e negativos do terminal e conduzir todo o sistema de energia, deve verificar cuidadosamente os positivos e negativos, medir a tensão do sistema e definir as configurações dos parâmetros da bateria do dispositivo ao mesmo tempo. Após a conclusão da conexão, preste atenção para cobrir o terminal e a manga protetora da barra de cobre de conexão para evitar um curto-circuito.

7) Quando a bateria de lítio de armazenamento de energia estiver conectada, os parafusos devem ser apertados, mas também é necessário evitar que uma força de aperto excessiva danifique as peças de cobre embutidas ou os terminais de saída. No final da instalação, verifique novamente a tensão do sistema e a direção positiva e negativa da bateria para garantir que ela esteja instalada corretamente.

8) Após a instalação, use um pano macio, limpo e seco para limpar a caixa da bateria, a tampa, o painel e os fios de conexão. Não use solventes orgânicos para limpar, para não corroer a tampa da caixa da bateria e outros componentes. Ao mesmo tempo, limpe o ambiente ao redor onde a bateria está instalada, preste atenção à ventilação, à proteção contra poeira e à impermeabilização.

Perda de capacidade de diferença do módulo - ligação em série do sistema de alta tensão

Nos sistemas domésticos de armazenamento de energia de baixa tensão, onde se misturam baterias de lítio novas e antigas, a resistência interna das baterias varia muito, o que pode causar circulação, e a temperatura da bateria aumentará, o que acelerará o envelhecimento da bateria nova.

Nos sistemas domésticos de armazenamento de energia de alta tensão, os módulos de bateria antigos e novos são misturados em série. Devido ao efeito barril, o novo módulo de bateria só pode ser usado com a capacidade do módulo de bateria antigo, e o conjunto de baterias terá uma grave incompatibilidade de capacidade.

SOC da bateria anormal

① Para manutenção regular, é necessário realizar a calibração SOC, a calibração da capacidade ou a inspeção do circuito principal da bateria.

②Quando o módulo da bateria está com defeito, a bateria de lítio convencional não possui a função de equalização automática, e a equipa de manutenção precisa ir ao local para recarregar manualmente a energia, o que não permite responder rapidamente às necessidades do cliente.