Ličio jonų akumuliatoriai tapo pagrindine energijos kaupimo technologija dėl jų didelio energijos tankio ir ilgo ciklo gyvenimo pranašumų .. Tačiau talpos skaidymas ir šiluminė bėgimo rizika, kurią sukelia akumuliatoriaus nuoseklumo problemos, tapo kliūtimis, kurios riboja sistemos efektyvumą {}}, o ne pagal baterijų pakuotes. Ląstelės . Kiekvienam 1% nesuderinamumo padidėjimui sistemos efektyvumas sumažėja maždaug 2 . 3%, o ciklo tarnavimo laikas sutrumpėja 15% ., todėl pagerinti akumuliatoriaus nuoseklumą yra pagrindinis iššūkis didelio masto energijos kaupimo sistemų taikymui.
1 Veiksnių, turinčių įtakos akumuliatoriaus nuoseklumui, analizė
1. gamybos proceso nuokrypis
Medžiagos nevienodumas: Nikelio kobalto mangano, esančio teigiamos elektrodų medžiagoje, svyravimai (± 0 . 5%) gali sukelti talpos skirtumą iki 3%, o neigiamo elektrodų grafitizacijos laipsnio nuokrypiai (± 2%) gali sukelti vidinės atsparumo pokyčius10-15 m ω.
Proceso parametrų svyravimai: elektrodų dangos storio tolerancija (± 1 μm), ritininių tankinimo tankio nuokrypis (± 0 . 02G/cm ³), apvijos suderinimas (± 0 . 3mm) ir tt, tiesiogiai paveikti akumuliatoriaus langelio našumo sklaidą.
Lack of quality inspection: Traditional EIS testing has a long cycle (>30 minučių/ląstelė), todėl sunku patenkinti didelio masto gamybos poreikius, todėl jonų varžos skirtumo ląstelės sumaišo į grupes .
2. aplinkos stresas naudojimo metu
Temperatūros gradiento efektas: Kai temperatūros skirtumas akumuliatoriaus skyriuje viršija 5 laipsnius, talpos skilimo greitis padidėja 2 kartus, o vidinio pasipriešinimo metinis augimo greitis padidėja 40%.
Charge discharge rate shock: During high rate (>1c) Įkrovimas ir iškrovimas, vidinio pasipriešinimo skirtumo ląstelės poliarizacijos įtampos skirtumas gali pasiekti 150mV, pagreitinančios talpos skilimo .
Sukauptas ciklinis senėjimas: po 1000 ciklų, standartinis atskiros akumuliatoriaus talpos nuokrypis padidėjo nuo 2% iki 8%, todėl turima sistemos talpos . sumažėjo 20%.
3. nepakankama BMS valdymo galimybė
Pasyvaus balansavimo apribojimai: Atsparumo energijos vartojimo balansavimo efektyvumas yra mažesnis nei 10% ir yra tinkamas tik mažoms talpos akumuliatorių pakuotėms, kurios negali atitikti 6MWH+sistemų nuoseklumo valdymo reikalavimų . nuoseklumo valdymo reikalavimus
Stebėjimo tikslumo trūkumas: Kai įtampos mėginių ėmimo paklaida yra didesnė nei ± 5mV, o temperatūros aptikimo paklaida yra didesnė nei ± 2 laipsnis, tai lems SOC įvertinimo nuokrypį, viršijantį 5%, padidinant disbalansą .
2 akumuliatoriaus nuoseklumo tobulinimo technologijos kelias
1. Tikslus gamybos proceso valdymas
Nano mastelio medžiagos dispersijos technologija: Naudojant planetų maišymo procesą, elektrodų medžiagos dalelių dydžio pasiskirstymo standartinis nuokrypis yra mažesnis nei 5 nm, o tankinimo tankio svyravimas yra mažesnis nei 0 . 01g/cm ³.
Elektrolitų formulės optimizavimas: 1% VC (etileno karbonato) pridėjimas gali sumažinti tarpfazinį varžą 15% ir pagerinti dviračių stabilumą .
2. proveržis į BMS aktyvią balansavimo technologiją
Dvikryptė DC/DC topologija: Naujos kartos aktyvių balansavimo lustų karta priima „Buck Boost“ architektūrą, o subalansuota 5A srovė ir konversijos efektyvumas yra 95%.
Visuotinis energijos planavimas: Remiantis daugialypiais duomenimis, tokiais kaip SOC, SOH, Temperatūra ir tt ., dinamiškai sureguliuokite balanso prioritetą, kad būtų pasiektas energijos perdavimas per modulius ir klasterius, ir pagerinti sistemos balanso efektyvumą 40%{2}}} neryški pusiausvyros pusiausvyros algoritm. būsena, sutrumpindama pusiausvyros laiką 30% ir sumažinant energijos suvartojimą 20% .
Gedimų atleidimo iš darbo dizainas: daugybiniai atleidimai, tokie kaip dvigubos srovės mėginiai, įtampos grandinės savaime diagnozė, MCU savarankiškas testas ir tt ., įsitikinkite, kad subalansuotos sistemos patikimumas pasiekia 99 . 99%.
3. šiluminio valdymo technologijos
Įterpta fazės keitimo aušinimo plokštė: fazės keitimo medžiaga (PCM) ir skysčio aušinimo kompozicinė sistema, kurią sukūrė Guangdžou Energijos institutas, Kinijos mokslų akademija ., esant 3C išleidimui, aukščiausia temperatūra yra 39 . 7 laipsniai, o temperatūros skirtumas yra 4,9 laipsnio, o siurblio sunaudojimas sumažėja 80,8%.
Mikrokanalų kanalo dizainas: „Jinkosolar“ mėlynojo banginio skysčio aušinimo sistema priima antspauduotas mikrokanalų šaltas plokšteles, o tai padidina šilumos perdavimo plotą tris kartus, kontroliuoja temperatūros skirtumą spintelės viduje per 2 laipsnius ir prailgina ciklo tarnavimo laiką iki 10000 kartų .
Šilumos bėgimo įspėjimas: integruotas pluošto Bragg grotelių jutiklis, realiojo laiko ląstelių temperatūros gradiento stebėjimas, kartu su AI algoritmu, kad įspėtų apie šiluminės bėgimo riziką 72 valandas iš anksto .
4. intelektuali veikimo ir priežiūros sistema
Realaus laiko būsenos suvokimas: per 5G+kraštų skaičiavimą, norint pasiekti milisekundės lygio sinchronizaciją ir debesies laikymą ., renkami duomenys, tokie kaip įtampa, temperatūra ir vidinė varža .
Sveikatos būklės prognozė: Derinant transporto priemonių duomenis su debesų kompiuterijos galia, SOH prognozavimo paklaida yra mažesnė nei 3%, o gyvybės numatymo tikslumas pagerinamas 20%.
3 Tipiška atvejo analizė
1. CATL 6MWH+Energijos kaupimo sistema
Techninis sprendimas: Naudojant 1130AH didelės talpos akumuliatoriaus elementus, stulpų gabalų vienodumas stebimas internete per polių atsparumo poliso matuoklį . BMS palaiko aktyvų 104 serijos akumuliatorių dėžučių balansavimą, o naudojant skysčio aušinimo sistemą, temperatūros skirtumas kontroliuojamas 3 laipsnių ....
Veiklos tobulinimas: Sistemos ciklo tarnavimo laikas yra 12000 kartų, o ciklo laikas yra 30% didesnis nei pramonės vidurkis, kai talpos išlaikymo procentas yra 80% .
2. „Xieneng“ technologija aktyviai subalansuoja BMS
Technological innovation: The two in one high-voltage box supports a 2-in-1 and 2-in-1 topology, actively reducing the size of the balancing chip by 40%, increasing the balancing current to 5A, and achieving a conversion efficiency of 95%.
Energijos kaupimo projektuose standartinis akumuliatorių pakuotės įtampos nuokrypis sumažėjo nuo 120mV iki 15mV, todėl sistemos efektyvumas padidėjo 8% ir sumažėjo 35% eksploatavimo ir priežiūros išlaidų . sumažėjimas
3. „Jingke Energy Liquid“ aušintos energijos kaupimo sistema
Šilumos valdymo dizainas: Derinant mikrokanalų šaltas plokšteles su fazių keitimo medžiagomis, temperatūros skirtumas kontroliuojamas per 2 laipsnius, DC šoninis efektyvumas siekia 95%, o ciklo tarnavimo laikas viršija 10000 kartų .
4 pramonės standartai ir sertifikavimo sistema
1. tarptautiniai standartiniai reikalavimai
IEEE1725: Nustatyta, kad norint sutinkant akumuliatoriaus ląstelių polius, reikia 100% rentgeno spindulių aptikimo, o sprogimui atsparaus vožtuvo plyšimo slėgio slėgio bandymas yra ± 0 . 7PSI tikslumas, kad būtų užtikrintas gamybos nuostatas.
UL62133: Require BMS balancing function efficiency>85%, įtampos mėginių ėmimo paklaida<± 5mV, temperature detection error<± 1 ℃.
2. vidaus reguliavimo pažanga
GB/T 34131-2023: Nurodyta, kad energijos kaupimas BMS turi turėti aktyvią balansavimo funkciją, subalansuoti srovę didesnę arba lygi 2a arba lygi 2a, ir balansavimo efektyvumas didesnis arba lygus 85%.
NB/T 42130-2023: nustatoma, kad temperatūros skirtumas akumuliatoriaus skyriuje turėtų būti mažesnis nei 5 laipsnis, o šiluminio valdymo sistemos energijos suvartojimas turėtų būti mažesnis nei 3%.