Litijeve ionske baterije so postale glavna tehnologija za shranjevanje energije zaradi svojih prednosti visoko energijske gostote in dolgo življenjsko dobo cikla. Vendar pa degradacija zmogljivosti in toplotna tveganja, ki jih povzročajo težave z doslednostjo baterije, postanejo ozka grla, ki omejujejo učinkovitost sistema. V skladu s statistiko je hitrost razpadanja zmogljivosti baterijskih paketov 3-5 krat hitrejša kot pri posameznih celicah. Za vsako 1 -odstotno povečanje neskladnosti se učinkovitost sistema zmanjša za približno 2,3%, življenjska doba cikla pa se skrajša za 15%. Zato je izboljšanje doslednosti baterije ključni izziv za obsežno uporabo sistemov za shranjevanje energije.
1 Analiza dejavnikov, ki vplivajo na doslednost baterije
1. odstopanje proizvodnega procesa
Neenakomernost materiala: nihanja deleža nikljevega kobalt mangana v pozitivnem elektronskem materialu (± 0. 5%) lahko privedejo do razlike v zmogljivosti do 3%, medtem ko odstopanja v stopnji grafizacije negativne elektrode (± 2%) lahko povzročijo spremembe v notranjosti 10-15 m} m} m} m}.
Nihanja parametrov procesa: toleranca debeline elektrode (± 1 μm), odstopanje gostote valjarne (± 0. 0 2G\/cm ³), poravnava navitja (± 0,3 mm) itd., Neposredno vplivajo na razprševanje baterijske celice.
Lack of quality inspection: Traditional EIS testing has a long cycle (>30 minut\/celica), kar otežuje zadovoljevanje potreb velike proizvodnje, kar ima za posledico mešanje celic ionske impedance v skupine.
2. okoljski stres med uporabo
Temperaturni gradientni učinek: Ko temperaturna razlika znotraj baterijskega prostora presega 5 stopinj, se stopnja razpadanja zmogljivosti poveča za 2 -krat, letna stopnja rasti notranjega upora pa se poveča za 40%.
Charge discharge rate shock: During high rate (>1C) polnjenje in odvajanje, razlika polarizacije napetosti celice notranje odpornosti lahko doseže 150mV, kar pospešuje zmogljivost.
Akumulirano ciklično staranje: Po 1000 ciklih se je standardni odklon posamezne zmogljivosti baterije povečal z 2% na 8%, kar je povzročilo 20% zmanjšanje razpoložljive zmogljivosti sistema.
3. Nezadostna zmogljivost krmiljenja BMS
Omejitve pasivnega uravnoteženja: Uporno energijo, ki porabi uravnoteženje, ima učinkovitost manj kot 10% in je primerna le za baterije z majhnimi zmogljivostmi, kar ne more izpolniti zahtev za upravljanje doslednosti sistemov 6MWh+.
Pomanjkanje natančnosti spremljanja: Kadar je napaka v vzorčenju napetosti večja od ± 5MV in je napaka zaznavanja temperature večja od ± 2 stopinj, bo povzročila odstopanje ocene SOC, ki presega 5%, kar še poslabša neravnovesje.
2 Pot tehnologije za izboljšanje doslednosti baterije
1. natančen nadzor proizvodnega procesa
Tehnologija disperzije materiala nano lestvice: Z uporabo postopka mešanja planetarja je standardni odklon porazdelitve velikosti elektrod materiala manjši od 5 nm, nihanje gostote stiskanja pa je manjše od 0. 01G\/cm ³.
Optimizacija formule elektrolita: dodajanje 1% VC (etilen karbonat) lahko zmanjša medfazno impedanco za 15% in izboljša kolesarsko stabilnost.
2. Preboj v BMS Active Balancing Technology
Dvosmerna topologija DC\/DC: Nova generacija aktivnih čipov za uravnoteženje sprejema arhitekturo Buck Boost z uravnoteženim tokom 5A in učinkovitostjo pretvorbe 95%. Lahko zmanjša razlika v napetosti 20 baterij s 150mV na 5mV v 1 uri.
Globalno načrtovanje energije: Na podlagi večdimenzionalnih podatkov, kot so SoC, SOH, temperatura itd. Algoritem mehkega ravnotežja PID: kombiniranje mehke logike in PID krmiljenja, dinamično prilagajanje ravnotežnega praga na podlagi stanja baterije, skrajšanje ravnotežnega časa za 30% in zmanjšanje porabe energije za 20%.
Oblikovanje odpuščanja napak: Več odpuščanj, kot so vzorčenje dvojnega toka, samoodcežitev napetostnega vezja, samotestiranje MCU itd., Zagotovite, da zanesljivost uravnoteženega sistema doseže 99,99%.
3. Tehnologija toplotnega upravljanja
Vgrajena hladilna plošča za spreminjanje faz: fazni material (PCM) in tekoči hladilni sistem, ki ga je razvil Inštitut za energijo Guangzhou, Kitajska akademija znanosti. Pod 3C izpustom je najvišja temperatura 39,7 stopinj, temperaturna razlika 4,9 stopinj, poraba črpalke pa se zmanjša za 80,8%.
Oblikovanje mikrokanalnih kanalov: Jinkosolarni modri kitovi tekoči hladilni sistem sprejme žigosane hladne plošče mikrokanal, ki trikrat poveča območje prenosa toplote, nadzoruje temperaturno razliko znotraj omare v 2 stopinj in razširi življenjsko dobo cikla na 10000 -krat.
Toplotno pobeg Opozorilo: integrirani vlakni Bragg Senzor za reševanje, v realnem času spremljanje celičnega temperaturnega gradienta v kombinaciji z algoritmom AI, da se 72 ur vnaprej opozori na tveganje za toplotno pobeg.
4. Inteligenten sistem delovanja in vzdrževanja
Zaznavanje stanja v realnem času: Z računalništvom 5G+rob se zbirajo podatki, kot so napetost, temperatura in notranja odpornost 99000 celic, da se doseže sinhronizacija milisekundne ravni in shranjevanje v oblaku.
Napoved zdravstvenega stanja: Kombinacija podatkov o vozilih z računalniško močjo v oblaku, napaka napovedi SOH je manjša od 3%, natančnost napovedi življenjske dobe pa se izboljša za 20%.
3 Tipična analiza primerov
1. CATL 6MWH+SHONGY SHOMP
Tehnična rešitev: Z uporabo baterijskih celic z veliko zmogljivostjo 1130Ah se enakomernost kosov drog spremlja prek spleta prek upornega merilnika. BMS podpira aktivno izravnavo 104 serijskih baterijskih škatel, s pomočjo tekočega hladilnega sistema pa se temperaturna razlika nadzira v 3 stopnje.
Izboljšanje uspešnosti: Sistem ima življenjsko dobo cikla 12000 -krat, časi cikla pa so 30% višji od povprečja v industriji, kadar je stopnja zadrževanja zmogljivosti 80%.
2. Tehnologija Xeneng aktivno uravnoteži BMS
Tehnološka inovacija: Dva v enem polju z visokonapetostnim poljem podpirata 2- v -1 in 2- v -1 topologiji, kar aktivno zmanjšuje velikost izravnalnega čipa za 40%, kar povečuje izravnalni tok na 5A in doseže doseganje konverzijske učinkovitosti.
Pri projektih za shranjevanje energije se je standardni odklon napetosti baterij zmanjšalo z 120mV na 15mV, kar je povzročilo 8 -odstotno povečanje učinkovitosti sistema in 35 -odstotno zmanjšanje stroškov delovanja in vzdrževanja.
3. Jingke Energy Energy tekočina hladilni sistem za shranjevanje energije
Zasnova toplotnega upravljanja: kombiniranje mikrokanalnih hladnih plošč z materiali za spreminjanje faz, temperaturna razlika se nadzira v 2 stopinji, DC stranska učinkovitost doseže 95%, življenjska doba cikla pa 10000 -krat.
4 industrijski standardi in sistem certificiranja
1. Zahteve mednarodnega standarda
IEEE1725: Določeno je, da je za neskladnost baterijskih celičnih drogov potrebno 1 0 0% odkrivanje rentgenskih žarkov, natančnost testiranja tlaka, ki je neprepustno za ventil, pa je ± 0,7psi, da se zagotovi proizvodna konsistentnost.
UL62133: Require BMS balancing function efficiency>85%, napaka vzorčenja napetosti<± 5mV, temperature detection error<± 1 ℃.
2. Domači regulativni napredek
GB\/T 34131-2023: Določeno je, da morajo BMS za shranjevanje energije imeti aktivno uravnoteženje, uravnoteženje toka, večjega ali enakega 2A, in uravnoteženje učinkovitosti, večje ali enake 85%.
NB\/T 42130-2023: Določena je, da mora biti temperaturna razlika znotraj prostora za baterijo manjša od 5 stopinj, poraba energije pa mora biti manjša od 3%.