Litiumioniparistoista on tullut valtavirran energian varastointitekniikka johtuen niiden eduista korkean energian tiheydestä ja pitkästä sykliikäestä. Akkujen johdonmukaisuusongelmien aiheuttamista kapasiteetin heikkenemisestä ja lämmön karkaavassa riskeissä on kuitenkin tullut pullonkauloja, jotka rajoittavat järjestelmän tehokkuutta. Tilastojen mukaan akkujen kapasiteetin hajoamisnopeus on 3-5 kertaa nopeampi kuin yksittäisten solujen. Jokaisen epäjohdonmukaisuuden lisääntymisen 1 prosentilla järjestelmän tehokkuus pienenee noin 2,3% ja syklin käyttöikää lyhenee 15%. Siksi akun konsistenssin parantaminen on keskeinen haaste energian varastointijärjestelmien laajamittaiselle levitykselle.
1 Akun konsistenssiin vaikuttavien tekijöiden analyysi
1. Valmistusprosessin poikkeama
Materiaali epäyhtenäisyys: Nikkelikobaltti-mangaanin osuuden vaihtelut positiivisessa elektrodimateriaalissa (± {0. 5%) voivat johtaa jopa 3%: n kapasiteettieroon, kun taas negatiivisen elektrodin grafiittiasteen (± 2%) grafiitisaatioasteen poikkeamat voivat aiheuttaa muutoksia 10-15 m ω sisäisen resistenssin muutoksissa.
Prosessiparametrien vaihtelut: Elektrodipinnoitteen paksuustoleranssi (± 1 μm), telan tiivistystiheyspoikkeama (± 0. 0 2G\/cm ³), käämityksen kohdistus (± 0,3 mm) jne., Vaikuttavat suoraan akkosolujen suorituskyvyn leviämiseen.
Lack of quality inspection: Traditional EIS testing has a long cycle (>30 minuuttia\/solu), mikä vaikeuttaa suuren mittakaavan tuotannon tarpeiden tyydyttämistä, mikä johtaa ionin impedanssierosolujen sekoittamiseen ryhmiin.
2. ympäristöstressi käytön aikana
Lämpötilagradienttivaikutus: Kun lämpötilaero paristolokeron sisällä ylittää 5 asteen, kapasiteetin hajoamisnopeus kasvaa 2 kertaa ja sisäisen resistanssin vuotuinen kasvuvauhti kasvaa 40%.
Charge discharge rate shock: During high rate (>1C) Lataus ja purkautuminen, sisäisen resistenssieron polarisaatiojänniteero voi saavuttaa 150 mV: n, kiihtyvyyden rappeutumisen.
Kertynyt syklinen ikääntyminen: 1000 syklin jälkeen yksittäisen akun kapasiteetin keskihajonta kasvoi 2%: sta 8%: iin, mikä johti järjestelmän käytettävissä olevan kapasiteetin vähentymiseen 20%.
3. Riittämätön BMS -ohjausominaisuus
Passiivisen tasapainottamisen rajoitukset: Resistance Energy -laitetta kuluttavan tasapainotuksen tehokkuus on alle 10% ja se sopii vain pieniin kapasiteetin akkupakkauksiin, jotka eivät pysty täyttämään 6MWH+-järjestelmien johdonmukaisuuden hallintavaatimuksia.
Seurannan tarkkuuden puute: Kun jännitteenäytteenottovirhe on suurempi kuin ± 5MV ja lämpötilan havaitsemisvirhe on suurempi kuin ± 2 astetta, se johtaa SOC -arvioinnin poikkeamaan yli 5%, mikä pahentaa epätasapainoa.
2 Akun johdonmukaisuuden parannustekniikan polku
1. Valmistusprosessin tarkka hallinta
Nano -asteikon materiaalin dispersiotekniikka: Planeetta sekoitusprosessin avulla elektrodimateriaalin hiukkaskokojakauman keskihajonta on alle 5Nm ja tiivistystiheyden vaihtelu on pienempi kuin 0. 01g\/cm ³.
Elektrolyyttikaavan optimointi: 1%: n VC: n (etyleenikarbonaatin) lisääminen voi vähentää rajapintaimpedanssia 15% ja parantaa syklin stabiilisuutta.
2. läpimurto BMS -aktiivisessa tasapainotustekniikassa
Kaksisuuntainen DC\/DC -topologia: Uuden sukupolven aktiivisten tasapainotuspiirien omaksuu Buck Boost -arkkitehtuuria, tasapainoinen virta 5A ja muuntamistehokkuus 95%. Se voi vähentää 20 akkua akkua 150 mV: sta 5MV: n sisällä tunnin sisällä.
Globaali energian aikataulu: Perustuu moniulotteisiin tietoihin, kuten SOC, SOH, lämpötila jne., Säätää dynaamisesti tasapainon prioriteettia energiansiirron saavuttamiseksi moduulien ja klusterien välillä ja parantamaan järjestelmän tasapainon tehokkuutta 40%. Fuzzy PID -tasapainoleboritmi: Yhdistämällä sumea logiikka ja PID -ohjaus säätämällä dynaamisesti tasapainon kynnysarvoa akun tilaan perustuen, lyhentämällä tasapainoaikaa 30% ja vähentäen energiankulutusta 20%.
Vian redundanssisuunnittelu: Useita irtisanomisia, kuten kaksivirran näytteenotto, jännitepiirin itse diagnoosi, MCU-itsetesti jne., Varmista, että tasapainoisen järjestelmän luotettavuus saavuttaa 99,99%.
3. Lämpöhallintatekniikka
Sulautettu vaiheenmuutosjäähdytyslevy: Guangzhou Institute of Energy Institute, Kiinan tiedeakatemian kehittämä faasimateriaali (PCM) ja nestemäinen jäähdytyskomposiittijärjestelmä. 3C -purkautumisessa korkein lämpötila on 39,7 astetta, lämpötilaero 4,9 astetta ja pumpun kulutus vähenee 80,8%.
Mikrokanavakanavan suunnittelu: JinkoSolar Sininen valaan nestemäinen jäähdytysjärjestelmä ottaa leimattuja mikrokanava -kylmälevyjä, mikä lisää lämmönsiirtoaluetta kolme kertaa, säätelee kaapin lämpötilaeroa 2 asteen sisällä ja pidentää syklin käyttöikää 10000 kertaa.
Lämpövuokrausvaroitus: integroitu kuitu Bragg-ritiläanturi, solujen lämpötilagradientin reaaliaikainen seuranta yhdistettynä AI-algoritmiin varoittamaan lämpövaraista riskistä 72 tuntia etukäteen.
4. Älykäs käyttö- ja huoltojärjestelmä
Reaaliaikaisen tilan havainto: 5G+Edge -laskennan kautta, kuten 99000 solun jännite, lämpötila ja sisäinen vastus on kerätty millisekunnin tason synkronoinnin ja pilvivarastoinnin saavuttamiseksi.
Terveydentilan ennustaminen: Ajoneuvotietojen yhdistäminen pilvipalvelun tehoon, SOH -ennustevirhe on alle 3%ja elämän ennustamisen tarkkuutta paranee 20%.
3 Tyypillinen tapausanalyysi
1. CATL 6MWH+Energian varastointijärjestelmä
Tekninen ratkaisu: Käyttämällä 1130AH suuren kapasiteetin akkukennoja, napakappaleiden tasaisuutta tarkkaillaan verkossa napakappaleiden vastusmittarin kautta. BMS tukee 104 -sarjan akkulaatikoiden aktiivista tasapainottamista, ja nestemäisen jäähdytysjärjestelmän avulla lämpötilaeroa ohjataan 3 asteen sisällä.
Suorituskyvyn parantaminen: Järjestelmän sykliikä on 12000 kertaa, ja sykli -ajat ovat 30% korkeammat kuin alan keskiarvo, kun kapasiteetin säilyttämisaste on 80%.
14. Xieneng -tekniikka tasapainottaa aktiivisesti BMS: tä
Teknologinen innovaatio: Kaksi yhdellä korkeajänniteasetuksella tukee 2- -1 ja 2- {-1 topologiassa, vähentäen aktiivisesti tasapainotus sirun kokoa 40%: lla, mikä lisää tasapainotusvirtaa 5A: ksi ja saavuttaa keskustelutehokkuuden 95%: n.
Energian varastointihankkeissa akkujännitteen keskihajonta on vähentynyt 120 mV: sta 15 mV: iin, mikä johtaa 8%: n lisääntymiseen järjestelmän tehokkuudessa ja 35%: n käyttöä käyttö- ja ylläpitokustannuksissa.
3. Jingke Energy nestemäinen energian varastointijärjestelmä
Lämpöhallinnan suunnittelu: Yhdistämällä mikrokanavan kylmälevyjen yhdistäminen vaihemuutosmateriaaleihin, lämpötilaeroa säädetään 2 asteen sisällä, DC -sivutehokkuus saavuttaa 95%ja syklin käyttöikä ylittää 10000 kertaa.
4 alan standardia ja sertifiointijärjestelmää
1. Kansainväliset standardivaatimukset
IEEE1725: On määrätty, että akkukennojen pylväiden väärin kohdistamiseen tarvitaan 1 0 0% röntgentunnistus, ja räjähdyksenkestävän venttiilin repeämäpaineen testauksen tarkkuus on ± 0,7PSI valmistuksen johdonmukaisuuden varmistamiseksi.
UL62133: Require BMS balancing function efficiency>85%, jännitteenäytteenottovirhe<± 5mV, temperature detection error<± 1 ℃.
2. Kotimainen sääntelyn eteneminen
GB\/T 34131-2023: On määritetty, että energian varastointi BMS: llä on oltava aktiivinen tasapainotustoiminto, tasapainotusvirta, joka on suurempi tai yhtä suuri kuin 2a, ja tasapainotustehokkuus suurempi tai yhtä suuri kuin 85%.
NB\/T 42130-2023: On määrätty, että paristolokeron lämpötilaeron tulisi olla alle 5 astetta ja lämmönhallintajärjestelmän energiankulutuksen tulisi olla alle 3%.