В 6:00 утра батарея может питать дом, но она может быть не готова к зарядке
Аккумулятор LFP может иметь разные ограничения на зарядку и разрядку при одной и той же низкой температуре. Холодные элементы могут все еще разряжаться, в то время как BMS снижает или блокирует зарядку, потому что зарядка при низкой температуре создает другой электрохимический риск, включая осаждение лития в неподходящих условиях. Для установщиков практический вопрос не просто «Работает ли аккумулятор при температуре ниже 0°C?» Это «Какую мощность зарядки и разрядки производитель разрешает при фактической температуре ячейки?»
Эта разница важна для домов, использующих солнечные панели на крыше или короткие тарифы вне пиковых часов. Аккумулятор, который может питать бытовые нагрузки в холодное утро, может все еще не иметь возможности поглотить весь избыток PV или перезарядиться достаточно быстро в течение окна дешевой электроэнергии.
06:00 — Гараж холодный
Предположим, что аккумулятор LFP установлен в неотапливаемом гараже.
За ночь ячейки аккумулятора остыли. Владельцу дома просыпается и видит что-то, что изначально выглядит несоответствующим:
Разряд аккумулятора: доступен
Заряд аккумулятора: ограничен
Противоречия нет.
Зарядка и разрядка перемещают литиевые ионы в противоположные стороны, и низкая температура по-разному влияет на процессы. Во время зарядки холодные условия могут замедлить транспорт литий-ионов и увеличить риск того, что литий осаждается на графитовом аноде, а не правильно интеркалируется.
Вот почему ограничения на зарядку могут стать ограничительными, прежде чем разряд будет полностью отключен.
Точные температурные и токовые порогиспецифичны для продукта. Они должны исходить из документации производителя аккумулятора и стратегии управления BMS, а не из универсального правила интернета.
08:30 — Солнечная энергия доступна, но батарея говорит нет
Система солнечных панелей на крыше теперь производит:
4.5 кВт
Дом потребляет:
1,2 кВт
Потенциальный избыток:
4.5 − 1.2 = 3.3 кВт
В мягкий день аккумулятор может поглотить большую часть или весь этот избыток, если его инвертор и ограничения аккумулятора это позволяют.
Но предположим, что холодный аккумулятор в настоящее время разрешает только1.5 кВт зарядки.
Оставшаяся энергия PV нуждается в другом назначении.
В зависимости от конфигурации системы это может быть:
использовано другим бытовым нагрузкой
экспортировано в сеть
или
сокращено
Вот почему такое заявление в техническом паспорте, как:
Рабочая температура: −20°C до 55°C
само по себе не дает мне достаточно информации о зимней зарядке.
Мне нужна отдельная информация о:
температуре зарядки
температуре разрядки
разрешенном зарядном токе при низкой температуре
разрешенном разрядном токе
доступности подогрева батареи
как BMS изменяет эти пределы по мере изменения температуры ячейки
Общий диапазон рабочих температур не следует интерпретировать как полную мощность зарядки и разрядки на всем этом диапазоне, если производитель явно не поддерживает такую интерпретацию.
10:30 — Температура ячейки, а не температура по погодному приложению
Еще одна ошибка — использовать температуру наружного воздуха так, будто это температура батареи.
Предположим, приложение погоды говорит:
−3°C
Это не доказывает, что ячейки батареи находятся при −3°C.
Батарея может быть:
внутри утепленного гаража
внутри уличного контейнера
подогрета предыдущей работой
оснащена внутренним обогревом
или подвергаться другим местным условиям, чем ближайшая метеостанция.
BMS реагирует на свои собственные измерения температуры и запрограммированные пределы.
Поэтому для проектирования системы мне важны тепловые условияв батарее, а не просто зимняя проектная температура для города.
12:00 — Батарея нагревается, и лимит зарядки меняется
К полудню температура окружающей среды поднялась, и батарея нагрелась.
Предположим, теперь BMS разрешает:
60 А зарядный ток
Для упрощенного расчета с использованием номинальной51,2 Вбатареи:
51.2 В × 60 А = 3.07 кВт
Это3.07 кВт — это производное арифметическое значение, не измеренный результат зарядки. Фактическое напряжение батареи варьируется в зависимости от SoC и условий работы, в то время как ограничения инвертора, логика BMS, температура и другие системные ограничения могут снизить доступную мощность зарядки.
Это различие имеет значение.
Если опубликованные характеристики батареи производителя говорят:
51,2 В номинальное
мощность
60 А разрешенный ток зарядки при соответствующих условиях
мы можем рассчитать приблизительную мощность на основе этих значений.
Мы не должны переименовывать этот результат:
Измеренная мощность зарядки: 3,07 кВт
если кто-то действительно не измерил это.
Это разделение междуопубликованными, выведенными, иизмереннымизначениями делает расчет размера батареи намного проще для аудита позже.
Холодная погода может разрушить тарифную стратегию, не разрядив батарею
Теперь рассмотрим другое домохозяйство.
Оно использует тариф с учетом времени использования с дешевой электроэнергией с:
02:00–04:00
Батарее нужно восстановить8 кВтчдо окончания дешевого окна.
Игнорируя потери для первой проверки:
8 кВтч ÷ 2 ч = 4 кВт
Таким образом, батарее нужно примерно 4 кВт средней мощности зарядки до учета потерь при зарядке.
Но представьте, что управление BMS в холодную погоду ограничивает батарею до:
2 кВт
в течение большей части этого окна.
Даже при идеальной эффективности:
2 кВт × 2 ч = 4 кВтч
Только половина запланированных 8 кВтч может быть добавлена в течение дешевого периода.
Аккумулятор не обязательно неисправен.
Тарифная стратегия и возможность зарядки в холодную погоду просто не совпадают.
Вот почему статьяСколько кВт вам нужно для зарядки домашнего аккумулятора в короткий период низкого тарифа?и проектирование аккумуляторов для холодной погоды тесно связаны: тариф определяет необходимые кВт для зарядки, в то время как температура аккумулятора может определить, сколько из этих кВт фактически доступно.
Обогреватель меняет вопрос
Некоторые аккумуляторные системы используют обогрев или стратегии терморегулирования, чтобы привести ячейки в приемлемый диапазон зарядки.
Если обогрев присутствует, я бы не останавливался на:
Самообогрев: Да
Я бы спросил:
Когда начинается обогрев?
Что его питает — аккумулятор, солнечные панели или сеть?
Сколько энергии он потребляет?
Сколько времени занимает разогрев при ожидаемых условиях?
Становится ли полный зарядный ток доступным сразу после достижения порога?
Эти вопросы важны, потому что обогрев потребляет энергию и время.
Для владельца дома с длинным ночным тарифным окном это может быть легко учесть.
Для кого-то с двухчасовым дешевым окном, потратить часть этого времени на разогрев аккумулятора может существенно снизить доступную энергию для зарядки.
Лимиты разрядки все еще важны
Тот факт, что зарядка при низкой температуре требует более тщательного внимания, не означает, что разряд неограничен.
Холодная температура также может снизить доступную мощность, увеличить внутреннее сопротивление, повлиять на поведение напряжения и вызвать снижение мощности BMS.
Поэтому я никогда бы не утверждал:
Разряд работает ниже нуля
как будто это означает:
Полная номинальная мощность разряда доступна при каждой температуре выше минимальной спецификации.
Для резервного проектирования установщик должен проверить, может ли возможность разряда в холодную погоду поддерживать необходимые:
тепловой насос
насос для колодца
хранение продуктов
освещение
и другие важные нагрузки.
Аккумулятор, содержащий достаточное количество кВтч, все равно может иметь температурно-зависимый предел кВт.
Что я бы проверил перед тем, как оценить батарею для холодного места
Для системы Ruibit/Dawnice Home ESS, установленной в неотапливаемом гараже, техническом помещении или на улице, я бы хотел точную документацию модели для:
| Проверьте | Почему это важно |
|---|---|
| Диапазон температуры зарядки | Определяет границу зарядки |
| Диапазон температуры разрядки | Определяет границу резервного/рабочего состояния |
| Ток зарядки при низкой температуре | Определяет доступную мощность зарядки в кВт |
| Ток разрядки при низкой температуре | Определяет доступную мощность нагрузки |
| Температурное измерение | Показывает, что на самом деле контролирует BMS |
| Система обогрева | Может восстановить возможность зарядки |
| Лимит зарядки инвертора | Может стать следующим узким местом |
| Условия установки | Определяет вероятную температуру ячейки |
Затем сравните эти ограничения с фактической работой, которую аккумулятор должен выполнять.
Для солнечного самопотребления:
Может ли он поглотить ожидаемый зимний избыток солнечной энергии?
Для зарядки по времени использования:
Может ли он пополнить запасы в рамках дешевой тарифной сетки?
Для резервного копирования:
Может ли он обеспечить необходимые нагрузки при ожидаемой зимней температуре батареи?
Это три разных вопроса.
Размеры для холодной погоды требуют как кВтч, так и кВт, зависящих от температуры
Батарея может иметь достаточно накопленной энергии на ночь и все равно заряжаться слишком медленно на следующее утро.
У нее может быть достаточно номинальной мощности инвертора и при этом она может быть ограничена BMS из-за холодных ячеек.
И она все равно может разряжаться, пока зарядка остается ограниченной.
Поэтому я бы не одобрил домашнюю ESS для холодного климата на основе одной строки под названиемРабочая температура.
Проверьте лимиты зарядки и разрядки отдельно, определите, какие значения являются опубликованными спецификациями, а какие являются производными расчетами, затем протестируйте эти лимиты в соответствии с солнечным профилем сайта, тарифной сеткой и резервными нагрузками. В холодную погоду полезная мощность батареи может быть так же важна, как и полезная энергия батареи.
Часто задаваемые вопросы
1. Почему домашняя батарея LFP может разряжаться в холодную погоду, но не может нормально заряжаться?
Низкие температуры по-разному влияют на зарядку и разрядку.Зарядка может быть уменьшена или заблокирована BMS для управления рисками, такими как литиевое осаждение, в то время как некоторые возможности разрядки могут оставаться доступными.
2. Означает ли диапазон рабочей температуры батареи, что полная мощность зарядки доступна на всем этом диапазоне?
Нет. Опубликованный рабочий диапазон не означает автоматически, чтополная мощность зарядки и разрядкидоступна при каждой температуре. Проверьте конкретные для модели лимиты тока и температуры.
3. Как холодная погода может повлиять на зарядку батареи в нерабочие часы?
Если BMS уменьшает мощность зарядки, батарея может не восстановить необходимые кВтч до окончания короткого окна тарифов вне пиковых часов.
4. Решает ли самонагрев батареи проблемы зарядки при низкой температуре?
Это может помочь привести ячейки в приемлемый диапазон зарядки, но установщики должны проверитьмощность обогрева, время разогрева, логику управления и когда станет доступен более высокий зарядный ток.
5. Что должны проверить установщики для домашней батареи в холодном климате?
Проверьтедиапазоны температур зарядки и разрядки, лимиты тока при низкой температуре, температурное сенсирование BMS, возможности обогрева, лимиты инвертора и фактическую среду установки.
