En escenaris com SAI (subministrament elèctric ininterrupt) i regulació de freqüència de la xarxa en centres de dades, les bateries de liti muntades a la cremallera han de suportar desenes o fins i tot centenars de cicles de freqüència i descàrrega de freqüències altes -. Els dissenys tradicionals poden conduir fàcilment a un augment de la polarització cel·lular i a la vida reduïda. Els fabricants globals han millorat l'estructura de les cèl·lules de la bateria, han optimitzat l'algoritme BMS i han actualitzat el sistema de refrigeració per assegurar -se que les bateries de liti muntades amb cremallera mantenen una vida útil llarga i una alta fiabilitat fins i tot en el ciclisme de freqüència alt -, complint els rigorosos requisits de "resposta ràpida i càrrega freqüent i despesa" en escenaris crítics.
1 Estructura de la cel·la: Disseny de la capa inferior adaptada a la freqüència alta -
Solució "Thin Elèctrode Thin Elèctrode+Xarxa d'alta conductivitat" de Corea del Sud. Samsung ha desenvolupat 21700 cèl·lules de bateria ternària per a escenaris de regulació de freqüència de la xarxa, que utilitzen un "recobriment d'elèctrodes positius prims" (gruix reduït de 120 μ m a 80 μ m) per escurçar la ruta de migració de ions de liti (distància de migració reduïda en 33%) i reduir la tensió de polarització durant {- freqüència de càrrega i disquar (de 0,3V a 0,3V fins a 0,3V fins a 0,3 0,15V). Al mateix temps, es van afegir nanotubs de carboni (CNT, contingut 2%) a l’elèctrode per construir una xarxa conductora dimensional de tres -, que va augmentar la taxa de conducció d’electrons un 50%. La taxa de retenció de capacitat va assolir el 90% durant la càrrega i la descàrrega de 10C, que va ser un 20% superior a les cèl·lules tradicionals de la bateria. La prova d’un determinat projecte de regulació de freqüències de la xarxa elèctrica demostra que la cèl·lula de la bateria manté una taxa de retenció de capacitat del 80% després de 5.000 cicles de càrrega 1C i descàrrega 100 vegades al dia, complint el requisit de vida de 5 anys de la regulació de freqüència de la xarxa elèctrica.
Tecnologia de "pre -litiació+electròlit doble" de la Xina. Una certa empresa, en resposta a la demanda de càrrega de flotació de freqüència alta {{2 {2 {2- de freqüència, realitzant un tractament "de pre -litiació de l'elèctrode negatiu" sobre bateries de fosfat de ferro de liti (compensant la primera pèrdua de cicle), aconseguint una primera eficiència de descàrrega de càrrega del 98% i reduint el risc de formació de dendrite de liti durant alta -}}}}}}} stackging. Al mateix temps, el sistema electròlit dual "carbonat+carboxilat" (proporció de volum 7: 3) s'utilitza per millorar la conductivitat iònica (15ms/cm, un 30% superior a l'electròlit tradicional) i la resistència a l'oxidació de l'electròlit. A la temperatura alta i alta - càrrega de flotació de freqüència (0,1C) a 50 graus, la capacitat de la cèl·lula de la bateria disminueix només un 10% després de 10000 cicles, que és un 50% inferior a la solució tradicional. L’aplicació d’un centre de supercomputats a Shenzhen demostra que el bastidor de muntatge utilitzant aquesta cel·la de bateria ha reduït el nombre mitjà de fallades de 3 a 0,5 a l’any, amb una disponibilitat del 99,999%.
2 BMS Algoritme: ajusteu dinàmicament per fer front a les fluctuacions de freqüència altes -
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 vegades al dia), el llindar baixa a 30mV per evitar que el desequilibri empitjori amb antelació; Quan es pot anar en bicicleta a freqüències baixes (<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); >Als 45 graus, inicia una derrota (un 10% de derrota per cada augment de 5 graus) alhora que millora la dissipació de calor. Aquest algoritme també pot aprendre les regles de càrrega i descàrrega, com ara identificar la càrrega de freqüència "High - durant el dia i baixa - càrrega de freqüència a la nit" Mode de centre de dades, preescalfar o refredar les cèl·lules de la bateria amb antelació a la nit, assegurant que la temperatura estigui en el rang òptim (25 - 35 graus) durant Operació de freqüència alta - durant el dia. L’aplicació d’un centre de dades de Munic demostra que l’algoritme redueix la fluctuació mitjana de la temperatura de les cèl·lules de la bateria des de ± 8 graus fins a ± 3 graus i augmenta la vida del cicle d’alta freqüència un 15%.
3 Sistema de refrigeració: refrigeració ràpida per suprimir la calefacció de freqüència alta -
Disseny de "refrigeració de líquids de microcanal" de la Xina. En resposta a la generació elevada de calor causada per una elevada càrrega i descàrrega de freqüències (càrrega 1C de càrrega i descàrrega de calor de 50W/L), les bateries de liti muntades en cremallera utilitzen "tubs d'alumini de microcanal" de 5L/min). L’eficiència de la dissipació de la calor és tres vegades superior a la refrigeració tradicional de l’aire. El tub d’alumini de microcanal està en contacte directe amb la cèl·lula de la bateria (amb una àrea de contacte de fins a un 90%), que pot eliminar ràpidament la calor superficial de la cel·la de la bateria. Durant la càrrega i la descàrrega de freqüència de 1C High -, la diferència de temperatura de la cèl·lula de la bateria es controla dins de 3 graus, que és un 60% inferior a la solució refrigerada de l'aire -. Les proves en un centre de dades financers de Beijing han demostrat que el sistema de refrigeració permet que les bateries de liti muntades amb cremallera mantinguin una temperatura màxima de no més de 40 graus després de 50 1 c de càrregues i descàrrega al dia, amb una vida de cicle del 25% més llarga en comparació amb les solucions refrigerades de l’aire {{20}.
La dissipació de calor composta de "canvi de fase+convecció natural" a Europa. Per a baixes - densitat alta - escenaris de freqüència (com ara estacions de base de comunicació petites), "Material de canvi de fase (PCM)+Convecció natural" La dissipació de calor "s'adopta: PCM basat en parafina (punt de fusió de 38 graus) s'omple a la bretxa cel·lular per absorbir la calor generada per l'alta - freqüència i disminució de la calor (calç latent 180J/G). Quan el PCM es fon, la dissipació de calor de convecció natural es realitza a través dels forats de ventilació de la part superior del bastidor (sense necessitat de ventilador). Aquest disseny no té parts mòbils, una reducció del 90% de la taxa de fallida en comparació amb el refredament de líquids i el consum zero d’energia. L’aplicació d’una estació base de comunicació a Berlín mostra que menys de 30 cicles de càrrega i descàrrega de 0,5C al dia, el sistema de refrigeració estabilitza la temperatura de les cèl·lules de la bateria a 42 graus, complint completament els requisits de fiabilitat de l’estació base i estalviant 1200 kWh d’electricitat a l’any.
La càrrega de freqüència alta - i l’optimització de les bateries de liti muntades amb cremallera està ampliant la seva aplicació al camp de “emmagatzematge d’energia de resposta ràpida”. En el futur, amb la integració de les bateries de state {{2- (amb High - La vida del cicle de freqüència superior a 100.000 vegades) i la gestió tèrmica AI (dissipació de calor predictiu), es aconseguirà un triple avenç de " Escenaris com ara centres de dades, regulació de freqüència de la xarxa elèctrica i trànsit ferroviari.