V scenarijih, kot so podatkovni centri, komunikacijske osnovne postaje in industrijski nadzor, ki zahtevajo izjemno visoko izkoristek prostora in učinkovitost shranjevanja energije, igrajo litijeve baterije, nameščene na stojalu, pomembno vlogo zaradi svoje modularne zasnove in visoke integracije. V zadnjih letih so z prebojami v znanosti o materialih in inteligentnim nadzorom tehnologije litijeve baterije, nameščene na stojalu, dosegle pomembne izboljšave kazalnikov jedra, kot so gostota energije, življenje cikla in varnostne zmogljivosti, ki so postali pomemben nosilec tehnoloških inovacij na področju shranjevanja energije.
1 materialna inovacija: dvojni preboj v gostoti in varnosti energije
Iteracija pozitivnih elektrod je ključna za izboljšanje zmogljivosti litijevih baterij, nameščenih na stojalu. Čeprav imajo tradicionalni litijev železni fosfatni materiali odlično varnost, je njihov strop gostote energije očiten. Nova generacija materiala litijevega manganovega železovega fosfata (LMFP) uvaja element mangana, ki poveča gostoto energije na več kot 200Wh/kg, hkrati pa ohranja varnost litijevega železovega fosfata, ki je 20% višji od tradicionalnih izdelkov. Litijeva baterija, nameščena na 19-palčni znamki, ki temelji na materialu LMFP, je povečala svojo zmogljivost za shranjevanje energije s 5KWh na 6,2kWh v istem prostoru kabineta in tako ustrezala povpraševanju po shranjevanju energije visoke gostote v podatkovnih centrih.
Prav tako je treba biti pozoren inovacija negativnih elektrod. Negativna elektroda iz silikonskega ogljika je postala pomembna izbira za izboljšanje gostote energije zaradi teoretične specifične zmogljivosti 4200mAh/g (približno 10 -krat večja od grafitne negativne elektrode). S sodelovalnim oblikovanjem delcev nano silicija in ogljikovega matriksa je bil reševan problem širjenja silicijevih materialov (s hitrostjo razširitve do 300% med postopki polnjenja in praznjenja). Litijeva baterija, nameščena s stojalom, opremljena s silikonskim ogljikovim kompozitnim negativnim elektrodo, ima življenjsko dobo cikla več kot 3000 -krat. V preskušanju komunikacijskih baznih postaj se je njegova vzdržljivost izboljšala za 40% v primerjavi s tradicionalnimi baterijami, stopnja degradacije pa počasnejša.
Optimizacija elektrolitov še poveča varnost baterije. Novi plamen-retardanski elektrolit uporablja fosfatne ester topila, ki lahko hitro razpadejo in tvorijo plast plamena, ko temperatura baterije nenormalno dvigne in zavira širjenje toplotnega pobega. V kombinaciji s keramično prevlečenimi membranami lahko vzdržuje strukturno stabilnost pri visokih temperaturah in prepreči kratke vezje med pozitivnimi in negativnimi elektrodami. Preskusni podatki kažejo, da litijeve baterije, nameščene na stojalu, z uporabo te tehnologije nimajo odprtih plamenov ali eksplozij med ekstremnimi testi, kot sta udarce in stiskanje igle, verjetnost termičnega pobega pa se zmanjša za več kot 90%.
2 Strukturna zasnova: globoka integracija modularnosti in integracije
Modularna zasnova litijevih baterij, nameščenih na stojalu, omogoča prilagodljivo uvajanje tehnologije "Plug and Play". Ena sama standardna 19-palčna stojala lahko podpira konfiguracijo zmogljivosti 2-10kWh. Uporabniki lahko povečajo ali zmanjšajo število enot glede na njihove potrebe, kar olajša razširitev ali zmanjšanje zmogljivosti sistema za shranjevanje energije. Podatkovni center za računalništvo v oblaku je v 2 urah nadgradil svojo zmogljivost za shranjevanje energije s 50KWh na 100kWh, tako da je dodal 10 litijevih baterijskih enot, nameščenih z regali. Izpad je bil nadzorovan v 15 minutah, precej nižji od 4-urnih tradicionalnih baterijskih sistemov.
Uporaba integrirane tehnologije s tekočim hlajenjem je rešila problem disipacije toplote pri shranjevanju energije z visoko gostoto. Tradicionalni zračno hlajen sistemi so nagnjeni k lokalnemu pregrevanju, ko gostota moči kabineta presega 5kW. Litijeve baterije, nameščene na tekočem, lahko nadzorujejo temperaturno razliko znotraj omare znotraj ± 2 stopinj, tako da vgradijo hladilne plošče mikrokanal med module akumulatorja in z uporabo vodne raztopine etilen glikola za razprševanje toplote. Pri delovanju pri polni obremenitvi je jedrna temperatura baterije stabilna pri približno 35 stopinjah, kar je 8-10 stopinj nižje od temperature sistema z zračnim hlajenjem, kar ima za 3-odstotno povečanje učinkovitosti proizvodnje energije.
Optimizacija uporabe prostora je temeljna prednost zasnove, nameščene na stojalu. Z natančnim izračunom razporeditve baterijskih modulov se napaka vrzeli nadzira v 0,5 mm. Ena standardna omara 42U lahko sprejme 16 baterijskih modulov z gostoto shranjevanja energije 150Wh/L, ki je 40% višja od tradicionalnih baterijskih omar iste velikosti. Pri uporabi komunikacijskih baznih postaj lahko isti prostor podatkovnega centra razporedi 50% več zmogljivosti za shranjevanje energije in učinkovito reši bolečinsko točko "pomanjkanja prostora" na osnovnih postajah.
3 Inteligentno upravljanje: vloga "nevronskega centra" sistema BMS
Novi generacijski sistem za upravljanje baterij (BMS) sprejme porazdeljeno arhitekturo, pri čemer se vsak modul akumulatorja, opremljen z neodvisno enoto za spremljanje, in frekvenco vzorčenja, ki se je povečala na 1kHz, kar lahko zajame napetost v realnem času in nihanje toka baterijskih celic. Z algoritmom filtriranja Kalmana natančnost ocene SOC (stanje naboja) doseže ± 1%, kar je 50% večje od tradicionalnih centraliziranih BM -jev, pri čemer se izognete pretiranim napolnjenim in pretiravanjem, ki jih povzroča odstopanje ocene moči.
Funkcija napovedi AI podaljša življenjsko dobo baterije. BMS vzpostavlja model napovedovanja zdravstvenega varstva baterije (SOH) z analizo več kot 100 parametrov, kot so zgodovinski podatki o polnjenju in izpustu ter temperaturne krivulje, ki lahko zagotovijo trimesečno zgodnje opozorilo trendov degradacije baterije. Po uporabi te tehnologije v finančnem podatkovnem centru se je cikel nadomestitve baterije razširil s 3 leta na 5 let, stroški obratovanja in vzdrževanja pa so se zmanjšali za 40%. Hkrati sistem podpira povezavo z upravljanjem podatkovnih centrov (DCIM), da samodejno prilagodi strategije polnjenja in odvajanja, ki temeljijo na napovedovanju obremenitve električne energije, doseganju arbitraže za ceno električne energije Peak Valley in povečanja letnih prihodkov do leta 200000 juanov na kabinet.
Funkcije daljinskega spremljanja in nadgradnje OTA so izboljšale operativno učinkovitost. Osebno osebje si lahko ogleda stanje delovanja v realnem času litijevih baterij, nameščenih na stojalu, na različnih mestih po državi in na daljavo diagnosticira napake prek oblačne platforme. Sistem podpira spletno nadgradnjo vdelane programske opreme BMS brez potrebe po demontaži na kraju samem. Z nadgradnjo OTA je določen operater povečal učinkovitost uravnoteženosti baterije 500 osnovnih postaj za 15%, kar je prihranilo več kot milijon juanov stroškov dela.