Liitiumioonakud on muutunud tavapäraseks energiasalvestuse tehnoloogiaks tänu nende eelistele suure energiatiheduse ja pika tsükli tööajaga. Akude järjepidevuse probleemide põhjustatud mahu halvenemine ja soojuslikud põgenenud riskid on muutunud kitsaskohtadeks, mis piiravad süsteemi tõhusust. Statistika kohaselt on akupakkide mahutavuse languse kiirus 3-5 korda kiirem kui üksikute lahtrite oma. Iga ebajärjekindluse suurenemise korral väheneb süsteemi efektiivsus umbes 2,3% ja tsükli tööiga lüheneb 15%. Seetõttu on aku järjepidevuse parandamine energiasalvestussüsteemide suuremahulise rakenduse peamine väljakutse.
1 Aku järjepidevust mõjutavate tegurite analüüs
1. tootmisprotsesside kõrvalekalle
Materiaalne ebaühtlane: Nikkel-koobalt mangaani osakaalu kõikumised positiivses elektroodimaterjalis (± 0. 5%) võivad põhjustada võimsuse erinevust kuni 3%, samas kui kõrvalekalded negatiivse elektroodi (± 2%) graafilise astme kõrvalekalded võivad põhjustada 10-15} sisemise vastupidavuse muutusi.
Protsessi parameetrite kõikumised: elektroodi katte paksuse tolerants (± 1 μm), rulli tihendamise tiheduse kõrvalekalle (± {0.
Lack of quality inspection: Traditional EIS testing has a long cycle (>30 minutit\/lahter), mis raskendab suuremahulise tootmise vajaduste rahuldamist, mille tulemuseks on ioonide impedantsi erinevuste rakkude segunemine rühmadesse.
2. keskkonnastress kasutamise ajal
Temperatuuri gradiendi efekt: kui temperatuuride erinevus aku sektsioonis ületab 5 kraadi, suureneb mahutavuse languse kiirus 2 korda ja sisemise takistuse aastane kasvukiirus suureneb 40%.
Charge discharge rate shock: During high rate (>1c) Laadimine ja tühjendamine võib sisemise takistuse erinevuse polarisatsioonipinge erinevus ulatuda 150 mV -ni, kiirendades võimsuse lagunemist.
Kogunenud tsükliline vananemine: Pärast 1000 tsüklit suurenes individuaalse aku mahutavuse standardhälve 2% -lt 8% -ni, mille tulemuseks on süsteemi olemasoleva mahu vähenemine 20%.
3. BMS -i juhtimisvõime ebapiisav
Passiivse tasakaalustamise piirangud: takistuse energiatarbimise tasakaalustamise efektiivsus on alla 10% ja see sobib ainult väikeste mahutavuste akude jaoks, mis ei vasta 6MWH+süsteemide järjepidevuse haldamise nõuetele.
Täpsuse täpsuse puudulikkus: kui pinge proovivõtuviga on suurem kui ± 5 mV ja temperatuuri tuvastamise viga on suurem kui ± 2 kraadi, põhjustab see SOC -i hinnangute kõrvalekallet üle 5%, süvendades tasakaalustamatust.
2 Aku järjepidevuse parandamise tehnoloogia tee
1. tootmisprotsessi täpne kontroll
Nano skaala materjali dispersioonitehnoloogia: kasutades planeedi segamisprotsessi, on elektroodimaterjali osakeste suuruse jaotus standardhälve väiksem kui 5Nm ja tihendamise tiheduse kõikumine on väiksem kui 0. 01g\/cm ³.
Elektrolüütide valemi optimeerimine: 1% VC (etüleenkarbonaadi) lisamine võib vähendada pindadevahelist impedantsi 15% ja parandada tsükli stabiilsust.
2. läbimurre BMS -i aktiivse tasakaalustamise tehnoloogias
Kahesuunaline alalisvoolu\/DC topoloogia: aktiivse tasakaalustavate kiipide uus põlvkond võtab kasutusele Buck Boosti arhitektuuri, tasakaalustatud vooluga 5A ja muundamise efektiivsus 95%. See võib vähendada 20 akupakendi pinge erinevust 150 mV -lt 5 mV -ni 1 tunni jooksul.
Globaalne energiaplaani koostamine: põhineb mitmemõõtmelistel andmetel nagu SOC, SOH, temperatuur jne, kohandage dünaamiliselt tasakaalu prioriteeti, et saavutada energia ülekandmine moodulite ja klastrite vahel ning parandada süsteemi tasakaalu efektiivsust 40%. Hägune PID tasakaalu algoritm: häguse loogika ja PID -juhtimise kombineerimine, aku oleku põhjal tasakaalukünnise dünaamiliselt reguleerimine, lühendades tasakaalu aega 30% ja vähendades energiatarbimist 20%.
Rikete koondamine: mitu koondamist, näiteks kahe voolu proovivõtu, pingeahela enese diagnoosimine, MCU enesekontroll jne, tagavad, et tasakaalustatud süsteemi usaldusväärsus ulatub 99,99%-ni.
3. termilise haldamise tehnoloogia
Manustatud faasimuutuse jahutusplaat: faasivahetusmaterjal (PCM) ja vedela jahutus komposiitsüsteem, mille on välja töötanud Guangzhou Energy Institute, Hiina Teaduste Akadeemia. 3C tühjenemise korral on kõrgeim temperatuur 39,7 kraadi, temperatuuri erinevus on 4,9 kraadi ja pumba tarbimine väheneb 80,8%.
Mikrokanali kanali disain: Jinkosolaarse sinise vaala vedeliku jahutussüsteem võtab vastu tembeldatud mikrokanali külmaplaate, mis suurendab soojusülekande pindala kolm korda, kontrollib kapi temperatuuri erinevust 2 kraadi jooksul ja pikendab tsükli tööiga 10000 korda.
Termiline põgenenud hoiatus: integreeritud kiudude ristide andur, rakkude temperatuuri gradiendi reaalajas jälgimine koos AI algoritmiga, et hoiatada termilise põgenemise riski eest 72 tundi ette.
4. intelligentne töö- ja hooldussüsteem
Reaalajas oleku tajumine: läbi 5G+servade arvutamise kogutakse millisekundi taseme sünkroniseerimise ja pilve salvestamise saavutamiseks sellised andmed nagu pinge, temperatuur ja sisemine takistus 99000 raku.
Tervisliku seisundi ennustamine: sõiduki andmete kombineerimine pilvandmetöötluse võimsusega, SOH ennustusviga on alla 3%ja elu ennustamise täpsus paraneb 20%.
3 Tüüpiline juhtumianalüüs
1. CATL 6MWH+energiasalvestussüsteem
Tehniline lahendus: kasutades 1130Ah suure mahutavusega akuelemente, jälgitakse pooluse tükkide ühtlust veebis pooluseta takistusmõõturi kaudu. BMS toetab 104 -seeria akukastide aktiivset tasakaalustamist ja vedela jahutussüsteemi abil juhitakse temperatuuri erinevust 3 kraadi jooksul.
Tulemuslikkuse parandamine: süsteemi tsükli tööiga on 12000 korda ja tsükli ajad on 30% kõrgemad kui tööstuse keskmine, kui võimsuse säilitamise määr on 80%.
2. xieneng tehnoloogia tasakaalustab aktiivselt BMS -i
Tehnoloogiline uuendus: kaks ühes kõrgpingekastis toetavad 2- -1 ja 2- {-1 topoloogias, vähendades aktiivselt tasakaalustava kiibi suurust 40%-ga, suurendades 95%-lise ühendamisvoolu 5A-le ja saavutades 95%-lise efektiivsuse.
Energiasalvestusprojektides on akude pinge standardhälvet vähenenud 120 mV -lt 15 mV -ni, mille tulemuseks on süsteemi efektiivsuse suurenemine 8% ja töö- ja hoolduskulude vähenemine 35%.
3. Jingke Energy vedel jahutatud energiasalvestussüsteem
Termilise juhtimise disain: mikrokanali külmaplaatide kombineerimine faasivahetusmaterjalidega, temperatuuri erinevust kontrollitakse 2 kraadi jooksul, alalisvoolu külg efektiivsus ulatub 95%-ni ja tsükli eluiga ületab 10000 korda.
4 Tööstusstandardid ja sertifitseerimissüsteem
1. rahvusvahelised standardnõuded
IEEE1725: on ette nähtud, et akuelementide pooluste valesti joondamiseks on vaja 1 0 0% röntgenikiirguse tuvastamine ja plahvatuskindel klapi rebenemise rõhu testimine on tootmise konsistentsi tagamiseks ± 0,7 psi.
UL62133: Require BMS balancing function efficiency>85%, pinge proovivõtuviga<± 5mV, temperature detection error<± 1 ℃.
2. kodumaine regulatiivne areng
GB\/T 34131-2023: täpsustatakse, et energiasalvestus BMS peab olema aktiivne tasakaalustusfunktsioon, tasakaalustades voolu, mis on suurem või võrdne 2A -ga, ja tasakaalustades efektiivsust, mis on suurem kui 85%.
NB\/T 42130-2023: on sätestatud, et temperatuuride erinevus aku kambris peaks olema alla 5 kraadi ja soojusjuhtimissüsteemi energiatarbimine peaks olema väiksem kui 3%.