Літійні іонні батареї стали основною технологією зберігання енергії через їх переваги високої щільності енергії та тривалого терміну експлуатації циклу. Однак деградація потужностей та термічні ризики, спричинені проблемами консистенції акумулятора, стали вузькими місцями, що обмежують ефективність системи. Відповідно до статистики, швидкість розпаду ємності акумуляторних пакетів 3-5 разів швидше, ніж у окремих комірок. За кожне 1% збільшення невідповідності ефективність системи знижується приблизно на 2,3%, а термін експлуатації циклу скорочується на 15%. Тому вдосконалення консистенції акумулятора є ключовим завданням для масштабного застосування систем зберігання енергії.
1 Аналіз факторів, що впливають на консистенцію акумулятора
1. Відхилення від виробничих процесів
Матеріал нерівномірності: коливання частки нікельського кобальту марганцю в позитивному електродному матеріалі (± 0. 5%) можуть призвести до різниці потужностей до 3%, тоді як відхилення у ступені графітизації негативного електрода (± 2%) може спричинити зміни внутрішнього стійкості 10-15 m}.
Коливання параметрів процесу: толерантність до товщини покриття електрода (± 1 мкм), відхилення щільності роликів (± 0. 0 2 г\/см ³), обмотка вирівнювання (± 0,3 мм) тощо.
Lack of quality inspection: Traditional EIS testing has a long cycle (>30 хвилин\/клітина), що ускладнює задоволення потреб масштабного виробництва, що призводить до змішування клітин різниці іонів іонів у групи.
2. Екологічний стрес під час використання
Ефект градієнта температури: Коли різниця температури всередині відсіку акумулятора перевищує 5 градусів, швидкість розпаду ємності збільшується на 2 рази, а річний темп зростання внутрішнього опору збільшується на 40%.
Charge discharge rate shock: During high rate (>1c) зарядка та розрядження, різниця напруги поляризації клітини різниці внутрішньої опору може досягати 150 мВ, прискорення ємності.
Накопичене циклічне старіння: після 1000 циклів стандартне відхилення окремої ємності акумулятора збільшилося з 2% до 8%, що призводить до зменшення наявної ємності системи на 20%.
3. Недостатня здатність контролю BMS
Обмеження пасивного балансування: Балансування енергії, що споживає опір, має ефективність менше 10% і підходить лише для акумуляторних пакетів невеликої ємності, які не можуть відповідати вимогам управління послідовністю 6 МВт.
Дефіцит точності моніторингу: Коли помилка вибірки напруги перевищує ± 5 МВ, а похибка виявлення температури перевищує ± 2 градуси, це призведе до відхилення оцінки СОК, що перевищує 5%, посилюючи дисбаланс.
2 Шлях технології покращення консистенції акумулятора
1. Точний контроль виробничого процесу
Технологія дисперсії матеріалу наношкала: Використання планетарного процесу перемішування, стандартне відхилення розподілу розміру матеріалу електродів менше 5 нм, а коливання щільності ущільнення менше, ніж 0. 01 г\/см ³.
Оптимізація формули електроліту: додавання 1% ВК (етилен карбонат) може знизити міжфазний імпеданс на 15% та покращити стабільність циклу.
2. Прорив технології активного балансування BMS
Біднаційна топологія постійного струму\/постійного струму: нове покоління активних балансувальних мікросхем приймає архітектуру Buck Boost, з збалансованим струмом 5A та ефективністю перетворення 95%. Це може зменшити різницю напруги на 20 акумуляторних пакетів від 150 МВ до 5 МВ протягом 1 години.
Глобальне планування енергії: на основі багатовимірних даних, таких як SOC, SOH, температура тощо, динамічно коригуйте пріоритет балансу для досягнення передачі енергії через модулі та кластери та підвищення ефективності балансу систем на 40%. Нечіткий алгоритм рівноваги PID: поєднання нечіткої логіки та управління PID, динамічно регулюючи рівноважний поріг на основі стану акумулятора, скорочуючи час рівноваги на 30% та зменшуючи споживання енергії на 20%.
Дизайн надмірності несправностей: Кілька надмірностей, таких як відбір проб подвійного струму, само діагностика ланцюга напруги, самотестування MCU тощо, забезпечують надійність збалансованої системи, досягає 99,99%.
3. Технологія термічного управління
Вбудована фазова зміна охолодження: матеріал для зміни фаз (PCM) та композитна система рідкої охолодження, розроблена Інститутом енергетики Гуанчжоу, Китайської академії наук. За 3С розрядом найвища температура становить 39,7 градусів, з різницею температури 4,9 градуса, а споживання насоса знижується на 80,8%.
Дизайн мікроканальних каналів: Система охолодження рідкого охолодження Jinkosolar Blue Whale приймає штамповані мікроканальні холодні пластини, що збільшує площу теплопередачі на три рази, контролює різницю температури всередині шафи протягом 2 градусів, і продовжує термін експлуатації циклу до 10000 разів.
Теплове втікаче попередження: інтегрований датчик решітки волокна, моніторинг градієнта температури в режимі реального часу в режимі реального часу в поєднанні з алгоритмом AI, щоб попередити про термічний ризик утікачів за 72 години до цього.
4. Інтелектуальна система експлуатації та обслуговування
Сприйняття стану в режимі реального часу: Через 5G+крайові обчислення, такі як напруга, температура та внутрішня стійкість 99000 клітин збираються для досягнення синхронізації рівня мілісекунд та зберігання хмар.
Прогнозування стану здоров’я: Поєднання даних транспортних засобів з потужністю хмарних обчислень, помилка прогнозування SOH становить менше 3%, а точність прогнозування життя покращується на 20%.
3 Типовий аналіз випадків
1. CATL 6MWH+СИСТЕМА ЗБЕРІГАННЯ ЕНЕРГІЇ
Технічне рішення: Використовуючи акумулятор великої ємності 1130AH, рівномірність шматочків полюсів контролюється в Інтернеті за допомогою лічильника опору на полюс. BMS підтримує активне врівноваження акумуляторних ящиків 104 серій, а за допомогою системи рідини охолодження різниця температури контролюється в межах 3 градусів.
Поліпшення продуктивності: Система має тривалість циклу в 12000 разів, а час циклу на 30% вищий, ніж середній показник галузі, коли рівень утримання потужностей становить 80%.
2. Xieneng Technology активно врівноважує BMS
Технологічні інновації: Двоє в одному високому напрузі підтримують 2- в -1 та 2- в -1 топології, активно знижуючи розмір балансуючої мікросхеми на 40%, збільшуючи балансування струму до 5A та досягнення ефективності конверсії 95%.
У проектах зберігання енергії стандартне відхилення напруги акумулятора було зменшено з 120 МВ до 15 МВ, що призвело до підвищення ефективності системи на 8% та зменшення витрат на експлуатацію та обслуговування на 35%.
3. Система зберігання енергії Jingke Energy Energy
Дизайн теплового управління: Поєднання мікроканальних холодних пластин з матеріалами зміни фаз, різниця температури контролюється в межах 2 градусів, ефективність постійного струму досягає 95%, а термін експлуатації циклу перевищує 10000 разів.
4 Промислові стандарти та система сертифікації
1. Міжнародні стандартні вимоги
IEEE1725: Зазначено, що 1 0 0% Рентгенівського виявлення необхідне для нерівності полюсів клітин акумуляторних комірок, а точність випробування тиску на розрив клапана вибуху становить ± 0,7PSI для забезпечення консистенції виробництва.
UL62133: Require BMS balancing function efficiency>85%, помилка вибірки напруги<± 5mV, temperature detection error<± 1 ℃.
2. Внутрішній регуляторний прогрес
GB\/T 34131-2023: вказано, що BMS зберігання енергії повинен мати активну функцію балансування, балансування струму більше або дорівнює 2A, а ефективність врівноваження більше або дорівнює 85%.
NB\/T 42130-2023: передбачено, що різниця температури всередині відсіку акумулятора повинна бути менше 5 градусів, а споживання енергії системи термічного управління повинно бути менше 3%.