ऊर्जा भंडारण प्रणालियों में बैटरी की स्थिरता में सुधार कैसे करें?

उच्च ऊर्जा घनत्व और लंबे चक्र जीवन के अपने लाभों के कारण लिथियम आयन बैटरी मुख्यधारा ऊर्जा भंडारण प्रौद्योगिकी बन गई है। हालांकि, बैटरी स्थिरता के मुद्दों के कारण होने वाली क्षमता में गिरावट और थर्मल भगोड़ा जोखिम प्रणाली की दक्षता को प्रतिबंधित करने वाले अड़चन बन गए हैं। आंकड़ों के अनुसार, बैटरी पैक की क्षमता क्षय दर व्यक्तिगत कोशिकाओं की तुलना में 3-5 तेज है। असंगतता में प्रत्येक 1% की वृद्धि के लिए, सिस्टम दक्षता में लगभग 2.3% की कमी होती है और चक्र जीवन को 15% तक कम कर दिया जाता है। इसलिए, ऊर्जा भंडारण प्रणालियों के बड़े पैमाने पर अनुप्रयोग के लिए बैटरी स्थिरता में सुधार एक महत्वपूर्ण चुनौती है।

1 बैटरी स्थिरता को प्रभावित करने वाले कारकों का विश्लेषण

1। विनिर्माण प्रक्रिया विचलन

सामग्री गैर-एकरूपता: सकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री ({0। 5%) में निकल कोबाल्ट मैंगनीज के अनुपात में उतार-चढ़ाव 3%तक की क्षमता अंतर पैदा कर सकता है, जबकि नकारात्मक इलेक्ट्रोड (± 2%) के ग्राफिटाइजेशन डिग्री में विचलन {{5} के आंतरिक प्रतिरोध में परिवर्तन का कारण बन सकता है।

प्रक्रिया पैरामीटर उतार -चढ़ाव: इलेक्ट्रोड कोटिंग मोटाई सहिष्णुता (μ 1 μ मीटर), रोलर संघनन घनत्व विचलन ({0।

Lack of quality inspection: Traditional EIS testing has a long cycle (>30 मिनट\/सेल), जिससे बड़े पैमाने पर उत्पादन की जरूरतों को पूरा करना मुश्किल हो जाता है, जिसके परिणामस्वरूप समूहों में आयन प्रतिबाधा अंतर कोशिकाओं का मिश्रण होता है।

2। उपयोग के दौरान पर्यावरणीय तनाव

तापमान ढाल प्रभाव: जब बैटरी डिब्बे के अंदर तापमान का अंतर 5 डिग्री से अधिक हो जाता है, तो क्षमता क्षय दर 2 गुना बढ़ जाती है, और आंतरिक प्रतिरोध की वार्षिक वृद्धि दर 40%बढ़ जाती है।

Charge discharge rate shock: During high rate (>1 सी) चार्जिंग और डिस्चार्जिंग, आंतरिक प्रतिरोध अंतर सेल का ध्रुवीकरण वोल्टेज अंतर 150MV तक पहुंच सकता है, क्षमता क्षय को तेज करता है।

संचित चक्रीय उम्र बढ़ने: 1000 चक्रों के बाद, व्यक्तिगत बैटरी क्षमता का मानक विचलन 2% से बढ़कर 8% हो गया, जिसके परिणामस्वरूप सिस्टम की उपलब्ध क्षमता में 20% की कमी हुई।

3। अपर्याप्त बीएमएस नियंत्रण क्षमता

निष्क्रिय संतुलन की सीमाएं: प्रतिरोध ऊर्जा उपभोग संतुलन में 10% से कम की दक्षता होती है और यह केवल छोटी क्षमता बैटरी पैक के लिए उपयुक्त है, जो 6MWH+सिस्टम की स्थिरता प्रबंधन आवश्यकताओं को पूरा नहीं कर सकता है।

मॉनिटरिंग सटीकता की कमी: जब वोल्टेज सैंपलिंग त्रुटि ± 5MV से अधिक होती है और तापमान का पता लगाने में त्रुटि ± 2 डिग्री से अधिक होती है, तो यह एसओसी अनुमान विचलन 5%से अधिक हो जाएगा, असंतुलन को बढ़ा देगा।

2 बैटरी संगति सुधार प्रौद्योगिकी का मार्ग

1। विनिर्माण प्रक्रिया का सटीक नियंत्रण

नैनो स्केल सामग्री फैलाव प्रौद्योगिकी: ग्रहों की सरगर्मी प्रक्रिया का उपयोग करते हुए, इलेक्ट्रोड सामग्री कण आकार वितरण का मानक विचलन 5NM से कम है, और संघनन घनत्व का उतार -चढ़ाव 0 से कम है। 01g\/सेमी fl।

इलेक्ट्रोलाइट सूत्र का अनुकूलन: 1% वीसी (एथिलीन कार्बोनेट) को जोड़ना इंटरफैसिअल प्रतिबाधा को 15% तक कम कर सकता है और साइकिल स्थिरता में सुधार कर सकता है।

2। बीएमएस सक्रिय संतुलन प्रौद्योगिकी में सफलता

बिडायरेक्शनल डीसी\/डीसी टोपोलॉजी: सक्रिय बैलेंसिंग चिप्स की नई पीढ़ी 5 ए की संतुलित धारा और 95%की रूपांतरण दक्षता के साथ, बक बूस्ट आर्किटेक्चर को अपनाती है। यह 20 बैटरी पैक के वोल्टेज अंतर को 150MV से 1 घंटे के भीतर 5MV के भीतर कम कर सकता है।

ग्लोबल एनर्जी शेड्यूलिंग: एसओसी, एसओएच, तापमान, आदि जैसे बहुआयामी डेटा के आधार पर, मॉड्यूल और समूहों में ऊर्जा हस्तांतरण को प्राप्त करने के लिए संतुलन प्राथमिकता को गतिशील रूप से समायोजित करता है, और सिस्टम संतुलन दक्षता में 40%तक सुधार करता है। फजी पीआईडी ​​संतुलन एल्गोरिथ्म: फजी लॉजिक और पीआईडी ​​नियंत्रण को मिलाकर, बैटरी स्थिति के आधार पर संतुलन की सीमा को गतिशील रूप से समायोजित करना, संतुलन समय को 30% तक कम करना और ऊर्जा की खपत को 20% तक कम करना।

फॉल्ट रिडंडेंसी डिज़ाइन: दोहरी करंट सैंपलिंग, वोल्टेज सर्किट सेल्फ डायग्नोसिस, MCU सेल्फ-टेस्ट, आदि जैसे कई अतिरेक, संतुलित सिस्टम की विश्वसनीयता 99.99%तक पहुंचती है।

3। थर्मल प्रबंधन प्रौद्योगिकी

एंबेडेड चरण परिवर्तन कूलिंग प्लेट: एक चरण परिवर्तन सामग्री (पीसीएम) और लिक्विड कूलिंग समग्र प्रणाली ग्वांगज़ौ इंस्टीट्यूट ऑफ एनर्जी, चाइनीज एकेडमी ऑफ साइंसेज द्वारा विकसित की गई। 3C डिस्चार्ज के तहत, उच्चतम तापमान 39.7 डिग्री है, जिसमें 4.9 डिग्री का तापमान अंतर होता है, और पंप की खपत 80.8%कम हो जाती है।

माइक्रोचैनल चैनल डिजाइन: जिंकोसोलर ब्लू व्हेल लिक्विड कूलिंग सिस्टम स्टैम्पड माइक्रोचैनल कोल्ड प्लेट्स को अपनाता है, जो गर्मी हस्तांतरण क्षेत्र को तीन बार बढ़ाता है, 2 डिग्री के भीतर कैबिनेट के अंदर तापमान अंतर को नियंत्रित करता है, और चक्र जीवन को 10000 बार तक बढ़ाता है।

थर्मल रनवे चेतावनी: एकीकृत फाइबर ब्रैग झंझरी सेंसर, सेल तापमान ढाल की वास्तविक समय की निगरानी, ​​एआई एल्गोरिथ्म के साथ संयुक्त रूप से थर्मल रनवे जोखिम की चेतावनी के लिए 72 घंटे पहले से चेतावनी दी।

4। बुद्धिमान संचालन और रखरखाव प्रणाली

वास्तविक समय राज्य धारणा: 5G+एज कंप्यूटिंग के माध्यम से, वोल्टेज, तापमान और 99000 कोशिकाओं के आंतरिक प्रतिरोध जैसे डेटा को मिलीसेकंड स्तर के सिंक्रनाइज़ेशन और क्लाउड स्टोरेज को प्राप्त करने के लिए एकत्र किया जाता है।

स्वास्थ्य स्थिति की भविष्यवाणी: क्लाउड कंप्यूटिंग पावर के साथ वाहन डेटा में संयोजन, SOH भविष्यवाणी त्रुटि 3%से कम है, और जीवन की भविष्यवाणी सटीकता में 20%में सुधार होता है।

3 विशिष्ट केस विश्लेषण

1। CATL 6MWH+ऊर्जा भंडारण प्रणाली

तकनीकी समाधान: 1130AH बड़ी क्षमता वाली बैटरी कोशिकाओं का उपयोग करते हुए, पोल के टुकड़ों की एकरूपता को एक पोल पीस प्रतिरोध मीटर के माध्यम से ऑनलाइन मॉनिटर किया जाता है। बीएमएस 104 श्रृंखला बैटरी बॉक्स के सक्रिय संतुलन का समर्थन करता है, और एक तरल शीतलन प्रणाली की मदद से, तापमान अंतर को 3 डिग्री के भीतर नियंत्रित किया जाता है।

प्रदर्शन सुधार: सिस्टम में 12000 गुना का चक्र जीवन होता है, और साइकिल का समय उद्योग औसत से 30% अधिक होता है जब क्षमता प्रतिधारण दर 80% होती है।

2। Xieneng प्रौद्योगिकी सक्रिय रूप से BMS को संतुलित करती है

तकनीकी नवाचार: एक उच्च-वोल्टेज बॉक्स में दो -1 में -1 और 2- में -1 टोपोलॉजी में 2- और 2- का समर्थन करते हैं, सक्रिय रूप से 40%तक संतुलन वाले चिप के आकार को कम करते हैं, और 95%के लिए एक रूपांतरण को बढ़ाते हैं।

ऊर्जा भंडारण परियोजनाओं में, बैटरी पैक वोल्टेज के मानक विचलन को 120MV से 15MV तक कम कर दिया गया है, जिसके परिणामस्वरूप सिस्टम दक्षता में 8% की वृद्धि और संचालन और रखरखाव लागत में 35% की कमी हुई है।

3। जिंगके ऊर्जा तरल ठंडा ऊर्जा भंडारण प्रणाली

थर्मल प्रबंधन डिजाइन: चरण परिवर्तन सामग्री के साथ माइक्रोचैनल कोल्ड प्लेटों का संयोजन, तापमान अंतर 2 डिग्री के भीतर नियंत्रित किया जाता है, डीसी पक्ष दक्षता 95%तक पहुंच जाती है, और चक्र जीवन 10000 बार से अधिक है।

4 उद्योग मानक और प्रमाणन प्रणाली

1। अंतर्राष्ट्रीय मानक आवश्यकताएं

IEEE1725: यह निर्धारित किया गया है कि बैटरी सेल पोल के मिसलिग्न्मेंट के लिए 1 0 0% एक्स-रे डिटेक्शन आवश्यक है, और विस्फोट-प्रूफ वैल्व टूटना दबाव परीक्षण की सटीकता विनिर्माण स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए ± 0.7psi है।

UL62133: Require BMS balancing function efficiency>85%, वोल्टेज सैंपलिंग त्रुटि<± 5mV, temperature detection error<± 1 ℃.

2। घरेलू नियामक प्रगति

GB\/T 34131-2023: यह निर्दिष्ट है कि ऊर्जा भंडारण BMS में सक्रिय संतुलन फ़ंक्शन होना चाहिए, 2A से अधिक या बराबर वर्तमान को संतुलित करना, और दक्षता को अधिक या 85%से अधिक संतुलित करना होगा।

Nb\/t 42130-2023: यह निर्धारित किया जाता है कि बैटरी डिब्बे के अंदर तापमान का अंतर 5 डिग्री से कम होना चाहिए, और थर्मल प्रबंधन प्रणाली की ऊर्जा खपत 3%से कम होनी चाहिए।