Литий -ионные батареи стали основной технологией хранения энергии из -за их преимуществ высокой плотности энергии и длительного срока службы цикла. Тем не менее, деградация пропускной способности и риски с тепловым сбежанием, вызванные проблемами согласованности батареи, стали узкими местами, которые ограничивают эффективность системы. Согласно статистике, скорость распада емкости аккумуляторных пакетов составляет 3-5 раз быстрее, чем у отдельных ячеек. На каждый 1% увеличивается несоответствие, эффективность системы снижается примерно на 2,3%, а срок службы цикла сокращается на 15%. Следовательно, улучшение консистенции батареи является ключевой проблемой для крупномасштабного применения систем хранения энергии.
1 Анализ факторов, влияющих на согласованность батареи
1. Отклонение процесса производства
Материал Неравномерность: колебания в доле никелевого кобальтового марганца в положительном материале электрода (± 0. 5%) может привести к разнице емкости до 3%, в то время как отклонения в степени графита отрицательного электрода (± 2%) могут вызвать изменения во внутренней сопротивлении 10-15 M om.
Флуктуирование параметров процесса: допуск толщины покрытия электрода (± 1 мкм), отклонение плотности уплотнения ролика (± 0. 0 2 г\/см ³), выравнивание обмотки (± 0,3 мм) и т. Д., Прямо влияют на дисперсию производительности батареи.
Lack of quality inspection: Traditional EIS testing has a long cycle (>30 минут\/клетки), что затрудняет удовлетворение потребностей крупномасштабного производства, что приводит к смешиванию ионных клеток разницы в разнице в группы.
2. Стресс окружающей среды во время использования
Эффект градиента температуры: когда разница температуры внутри батарейного отсека превышает 5 градусов, скорость распада емкости увеличивается в 2 раза, а годовая скорость роста внутреннего сопротивления увеличивается на 40%.
Charge discharge rate shock: During high rate (>1c) Зарядка и разгрузка, разница напряжений поляризации во внутренней ячейке разницы в сопротивлении может достигать 150 мВ, ускоряющаяся затухание.
Накопленное циклическое старение: после 1000 циклов стандартное отклонение индивидуальной емкости аккумулятора увеличилось с 2% до 8%, что привело к снижению доступной мощности системы на 20%.
3. Недостаточная возможность управления BMS
Ограничения пассивной балансировки: балансировка энергии, потребляющая энергию сопротивления, имеет эффективность менее 10% и подходит только для аккумуляторных батарей малых мощностей, которые не могут соответствовать требованиям управления согласованностью систем 6 МВт.
Дефицит точности мониторинга: когда ошибка выборки напряжения превышает ± 5 мВ, а ошибка обнаружения температуры превышает ± 2 градуса, это приведет к тому, что отклонение оценки SOC превышает 5%, что усугубляет дисбаланс.
2 Путь технологии улучшения аккумулятора
1. Точный контроль производственного процесса
Технология дисперсионного материала Nano Scale: использование процесса перемешивания планеты, стандартное отклонение распределения частиц частиц электродного материала меньше 5 нм, а колебание плотности уплотнения меньше, чем 0. 01g\/cm ³.
Оптимизация формулы электролита: добавление 1% VC (этилен карбонат) может снизить межфазное сопротивление на 15% и улучшить стабильность циклирования.
2. Прорыв в технологии активного балансировки BMS
Двунаправленная топология DC\/DC: новое поколение активных балансирующих чипов принимает архитектуру Bust Boost, с сбалансированным током 5A и эффективностью конверсии 95%. Это может уменьшить разницу напряжений в 20 батарейных батарей с 150 мВ до 5 мВ в течение 1 часа.
Глобальное планирование энергии: на основе многомерных данных, таких как SOC, SOH, температура и т. Д., Динамически корректируют приоритет баланса для достижения передачи энергии по модулям и кластерам, а также повышение эффективности системного баланса на 40%. Алгоритм равновесия нечеткого PID: комбинирование нечеткой логики и управления PID, динамически регулируя порог равновесия на основе состояния аккумулятора, сокращение времени равновесия на 30% и снижение потребления энергии на 20%.
Дизайн избыточности неисправностей: множественные увольнения, такие как двойная выборка, самостоятельная диагностика схемы напряжения, самопроверка MCU и т. Д., Убедитесь, что надежность сбалансированной системы достигает 99,99%.
3. Технология теплового управления
Охлаждающая пластина с изменением фазы: материал по изменению фазы (PCM) и составная система жидкого охлаждения, разработанная Институтом энергетики Гуанчжоу, Китайской академией наук. При разряде 3C самая высокая температура составляет 39,7 градуса, с разницей температуры 4,9 градуса, а потребление насоса снижается на 80,8%.
Микроканальный канал Конструкция: Джинкозолярная система жидкого охлаждения синего кита принимает штампованные микроканальные холодные пластины, которая увеличивает область теплопередачи в три раза, контролирует разницу температур внутри шкафа в пределах 2 градусов и увеличивает срок службы цикла до 10000 раз.
ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ ТЕРМАЛЬНОГО БЕЗОПАСНОСТИ: Интегрированное волокно Брэгг-датчик решетки, мониторинг градиента температуры ячейки в режиме реального времени, в сочетании с алгоритмом искусственного интеллекта, чтобы предупредить о риске термического сбежания за 72 часа.
4. Интеллектуальная система работы и технического обслуживания
Восприятие состояния в реальном времени: через 5G+краевые вычисления, такие данные, как напряжение, температура и внутреннее сопротивление 99000 ячеек, собираются для достижения синхронизации миллисекундного уровня и хранилища облака.
Прогноз состояния здоровья: объединение данных в области транспортных средств с мощностью облачных вычислений, ошибка прогнозирования SOH составляет менее 3%, а точность прогнозирования жизни улучшается на 20%.
3 Типичный анализ случая
1. CATL 6MWH+Система хранения энергии
Техническое решение: используя батареи с большой емкостью 1130AH, однородность кусочков полюсов контролируется онлайн через счетчик сопротивления полюса. BMS поддерживает активную балансировку батареи 104 серии, а с помощью системы жидкого охлаждения разность температуры контролируется в пределах 3 градусов.
Повышение производительности: система имеет срок службы цикла в 12000 раз, а время цикла на 30% выше, чем в среднем по отрасли, когда уровень удержания мощности составляет 80%.
2. Технология Xieneng активно уравновешивает BMS
Технологические инновации: два в одной высоковольтной коробке поддерживают 2- в -1 и 2- в -1 топологии, активно снижая размер балансирующего чипа на 40%, увеличивая балансирующий ток до 5A и обеспечивая эффективность преобразования 95%.
В проектах хранения энергии стандартное отклонение напряжения аккумулятора было уменьшено с 120 мВ до 15 мВ, что привело к увеличению эффективности системы на 8% и снижению затрат на эксплуатацию и обслуживания на 35%.
3. Система хранения энергии в жидком охлаждении Jingke Energy
Конструкция теплового управления: комбинирование микроканальных холодных пластин с материалами по изменению фазы, разница температур контролируется в пределах 2 градусов, эффективность DC достигает 95%, а срок службы цикла превышает 10000 раз.
4 Отраслевые стандарты и система сертификации
1. Международные стандартные требования
IEEE1725: предусмотрено, что 1 0 0% для обнаружения рентгеновского излучения требуется смещение полюсов батареи, а точность испытания на разрыв давления в взрыве, защищенного от взрыва, составляет ± 0,7 фунт \/ кв.
UL62133: Require BMS balancing function efficiency>85%, ошибка выборки напряжения<± 5mV, temperature detection error<± 1 ℃.
2. Внутренний регулирующий прогресс
Gb\/t 34131-2023: указывается, что балансовые балансовые функции должны иметь активную балансную функцию, сбалансировать ток, превышающий или равный 2А, и балансировать эффективность, превышающую или равную 85%.
Nb\/t 42130-2023: предусмотрено, что разница температур внутри батарейного отсека должна составлять менее 5 градусов, а энергопотребление системы теплового управления должно составлять менее 3%.