Σε σενάρια όπως το UPS (αδιάλειπτη τροφοδοσία ρεύματος) και τη ρύθμιση της συχνότητας του πλέγματος σε κέντρα δεδομένων, οι μπαταρίες λιθίου που είναι τοποθετημένες σε ράφι πρέπει να αντέχουν σε δεκάδες ή ακόμα και εκατοντάδες υψηλές - κύκλοι φόρτισης και εκφόρτισης συχνότητας ανά ημέρα. Τα παραδοσιακά σχέδια μπορούν εύκολα να οδηγήσουν σε αυξημένη πόλωση των κυττάρων και μειωμένη διάρκεια ζωής. Οι παγκόσμιοι κατασκευαστές έχουν βελτιώσει τη δομή των κυττάρων της μπαταρίας, βελτιστοποιούσαν τον αλγόριθμο BMS και αναβαθμίζουν το σύστημα ψύξης για να εξασφαλίσουν ότι οι μπαταρίες λιθίου που είναι τοποθετημένες σε ράφι διατηρούν μεγάλη διάρκεια ζωής και υψηλή αξιοπιστία ακόμη και κάτω από την υψηλή ποδηλασία -, πληρούν τις αυστηρές απαιτήσεις της "γρήγορης απόκρισης και της συχνής φόρτισης και της απορρόφησης" σε κρίσιμα σενάρια.
1 Δομή κυττάρων: Σχεδιασμός στρώματος κάτω
Λύση "λεπτό ηλεκτρόδιο+δικτύου υψηλής αγωγιμότητας" της Νότιας Κορέας. Η Samsung έχει αναπτύξει 21700 τριμερή κύτταρα μπαταρίας για σενάρια ρύθμισης συχνότητας πλέγματος, τα οποία χρησιμοποιούν μια "λεπτή θετική επίστρωση ηλεκτροδίων" (πάχος που μειώθηκε από 120 μm έως 80 μm) για να μειωθεί η διαδρομή μετανάστευσης λιθίου (απόσταση μετανάστευσης μειώνεται κατά 33%) και μειώνει την τάση πόλωσης κατά τη διάρκεια της υψηλής {{6} φόρτισης συχνότητας και της εκτόξευσης (από 0.3V έως 0.15V). Ταυτόχρονα, τα νανοσωλήνες άνθρακα (CNT, περιεχόμενο 2%) προστέθηκαν στο ηλεκτρόδιο για να κατασκευαστούν ένα τριών - διαστάσεων αγώγιμο δίκτυο, το οποίο αύξησε τον ρυθμό αγωγιμότητας ηλεκτρονίων κατά 50%. Το ποσοστό διατήρησης της χωρητικότητας έφτασε το 90% κατά τη διάρκεια των 10C φορτίου και της απόρριψης, το οποίο ήταν 20% υψηλότερο από τα παραδοσιακά κύτταρα μπαταρίας. Η δοκιμή ενός συγκεκριμένου έργου ρύθμισης συχνότητας του πλέγματος ισχύος δείχνει ότι το κύτταρο της μπαταρίας διατηρεί ένα ποσοστό διατήρησης χωρητικότητας 80% μετά από 5000 κύκλους φόρτισης 1C και εκφόρτιση 100 φορές την ημέρα, πληρούν τις 5ετές απαιτήσεις ζωής της συντελεστής συχνότητας ηλεκτρικής ενέργειας.
Η τεχνολογία "Pre -Lithiation+Dual Electrolyte" της Κίνας. Μια συγκεκριμένη επιχείρηση, σε απάντηση στο υψηλό - συχνότητα επιπλέουσας ζήτησης των κέντρων δεδομένων, πραγματοποίησε θεραπεία "αρνητικού ηλεκτροδίου προ -λιθίου" σε σχηματισμό φωσφορικού λιθίου {4} μπαταρίες (αντισταθμίζοντας την απώλεια του πρώτου κύκλου) Ταυτόχρονα, χρησιμοποιείται το σύστημα διπλού ηλεκτρολύτη "ανθρακικού+καρβοξυλικού" (λόγος όγκου 7: 3) για τη βελτίωση της αγωγιμότητας ιόντων (15ms/cm, 30% υψηλότερη από την παραδοσιακή ηλεκτρολύτη) και την αντοχή οξείδωσης του ηλεκτρολύτη. Κάτω από υψηλή θερμοκρασία και υψηλή - φόρτιση επιπλέων συχνότητας (0,1C) σε 50 μοίρες, η χωρητικότητα του κυττάρου της μπαταρίας μειώνεται μόνο κατά 10% μετά από 10000 κύκλους, το οποίο είναι 50% χαμηλότερο από το παραδοσιακό διάλυμα. Η εφαρμογή ενός κέντρου υπερυπολογιστών στο Shenzhen δείχνει ότι το rack που είναι τοποθετημένο UPS χρησιμοποιώντας αυτό το κελί μπαταρίας έχει μειώσει τον μέσο αριθμό αποτυχιών από 3 σε 0,5 ετησίως, με διαθεσιμότητα 99,999%.
2 Αλγόριθμος BMS: Δυναμικά προσαρμογή για να αντιμετωπίσει το υψηλό - διακυμάνσεις συχνότητας
The "pulse equalization" algorithm in the United States. To address the issue of battery imbalance caused by high-frequency charging and discharging, a "pulse balancing" strategy has been developed: when a voltage difference of over 50mV is detected in the battery cells, a 10% duty cycle pulse current (0.5C) is used to recharge the low-voltage cells while discharging the high-voltage cells. The balancing time is shortened by 80% compared to traditional passive balancing. This algorithm can also dynamically adjust the balance threshold based on the charging and discharging frequency - during high-frequency cycles (>50 φορές την ημέρα), το κατώτατο όριο μειώνεται στα 30mV για να αποτρέψει την επιδείνωση της ανισορροπίας εκ των προτέρων. Κατά την ποδηλασία σε χαμηλές συχνότητες (<10 times per day), the threshold is raised to 80mV to reduce balanced energy consumption. The actual measurement of a frequency regulation energy storage project in a power grid in Texas shows that the algorithm controls the capacity difference between cells within 3% and extends the system life by 20% under high-frequency cycling.
Germany's "temperature power" dynamic matching algorithm. BMS monitors the temperature of each battery cell in real-time (sampling frequency 1kHz) and dynamically adjusts the charging and discharging power according to the temperature: when the battery cell temperature is less than 10 ℃, the power is limited to 0.5C to avoid irreversible damage caused by low-temperature and high-frequency charging and discharging; When the temperature is between 10 ℃ and 45 ℃, it is allowed to operate at full power (1C); >Στα 45 μοίρες, ξεκινήστε μια μείωση (10% για την αύξηση κάθε 5 βαθμών), ενισχύοντας ταυτόχρονα τη διάχυση της θερμότητας. Αυτός ο αλγόριθμος μπορεί επίσης να μάθει τους κανόνες φόρτισης και εκφόρτισης, όπως ο προσδιορισμός του "υψηλού - εκκένωσης συχνοτήτων κατά τη διάρκεια της ημέρας και της χαμηλής - φόρτισης συχνότητας κατά τη διάρκεια της θερμοκρασίας". κατά τη διάρκεια της ημέρας. Η εφαρμογή σε ένα κέντρο δεδομένων στο Μόναχο δείχνει ότι ο αλγόριθμος μειώνει τη μέση διακύμανση της θερμοκρασίας των κυττάρων της μπαταρίας από ± 8 μοίρες σε ± 3 μοίρες και αυξάνει τη διάρκεια ζωής υψηλής συχνότητας κατά 15%.
3 Σύστημα ψύξης: Ταχεία ψύξη για την καταστολή της υψηλής θέρμανσης -
Σχεδιασμός "Μικροκαναλικής ψύξης" της Κίνας. Σε απόκριση της υψηλής παραγωγής θερμότητας που προκαλείται από υψηλή φόρτιση και εκφόρτιση συχνότητας (1C φόρτισης και εκφόρτισης ισχύος θερμότητας 50W/L), οι μπαταρίες λιθίου που είναι τοποθετημένες σε ράφι χρησιμοποιούν "μικροκαναλικές σωλήνες αλουμινίου". Η αποτελεσματικότητα της διάχυσης της θερμότητας είναι τρεις φορές υψηλότερη από την παραδοσιακή ψύξη αέρα. Ο σωλήνας αλουμινίου μικροκαναλίου βρίσκεται σε άμεση επαφή με το κύτταρο της μπαταρίας (με περιοχή επαφής έως και 90%), η οποία μπορεί γρήγορα να αφαιρέσει τη θερμότητα της επιφάνειας από το κελί της μπαταρίας. Κατά τη διάρκεια της φόρτισης και της εκφόρτισης 1C υψηλής -}, η διαφορά θερμοκρασίας του κυττάρου της μπαταρίας ελέγχεται εντός 3 βαθμών, η οποία είναι 60% χαμηλότερη από τον αέρα - ψύξη. Οι δοκιμές σε ένα οικονομικό κέντρο δεδομένων στο Πεκίνο έδειξαν ότι το σύστημα ψύξης επιτρέπει στις μπαταρίες λιθίου που είναι τοποθετημένες σε rack για να διατηρήσουν μια μέγιστη θερμοκρασία όχι περισσότερο από 40 μοίρες μετά από 50 1 C χρεώσεις και απορρίψεις ημερησίως, με διάρκεια ζωής 25% μεγαλύτερη διάρκεια σε σύγκριση με τον αέρα - ψυγμένες λύσεις.
Η σύνθετη διαρροή θερμότητας της "αλλαγής φάσης+φυσική μεταφορά" στην Ευρώπη. Για χαμηλά - πυκνότητα υψηλής - σενάρια συχνότητας (όπως σταθμούς μικρού επικοινωνιακού βάσης), το "υλικό αλλαγής φάσης (PCM)+φυσική μεταφορά" Η διάσπαση της θερμότητας υιοθετείται: Η θερμότητα που βασίζεται σε θερμότητα που παράγεται από το υψηλό {6}. Όταν το PCM λιώνει, η φυσική διάχυση θερμότητας μεταφοράς διεξάγεται μέσω των οπών εξαερισμού στην κορυφή του ράφι (χωρίς την ανάγκη για ανεμιστήρα). Αυτός ο σχεδιασμός δεν έχει κινούμενα μέρη, μείωση κατά 90% του ποσοστού αποτυχίας σε σύγκριση με την ψύξη υγρών και την κατανάλωση μηδενικής ενέργειας. Η εφαρμογή ενός σταθμού βάσης επικοινωνίας στο Βερολίνο δείχνει ότι κάτω από 30 κύκλους φόρτισης και εκφόρτισης 0,5C ανά ημέρα, το σύστημα ψύξης σταθεροποιεί τη θερμοκρασία των κυττάρων της μπαταρίας εντός 42 βαθμών, ικανοποιώντας πλήρως τις απαιτήσεις αξιοπιστίας του σταθμού βάσης και εξοικονομώντας 1200 kWh ηλεκτρικής ενέργειας ετησίως.
Το υψηλό - Φόρτιση συχνότητας και η εκφόρτιση βελτιστοποίησης των μπαταριών λιθίου που είναι τοποθετημένες στο ράφι επεκτείνει την εφαρμογή τους στον τομέα της "αποθήκευσης ενέργειας γρήγορης απόκρισης". Στο μέλλον, με την ενσωμάτωση των στερεών - των μπαταριών κατάστασης (με υψηλό - κύκλο συχνοτήτων που υπερβαίνει τις 100000 φορές) και την AI θερμική διαχείριση (πρόβλεψη θερμικής διάχυσης), μια τριπλή ανάκαμψη της ενεργειακής αποθήκευσης "υψηλής περιεκτικότητας σε" υψηλής περιεκτικότητας σε αποθήκευση ". Σενάρια όπως κέντρα δεδομένων, ρύθμιση συχνότητας ηλεκτρικού ρεύματος και σιδηροδρομική διαμετακόμιση.