En escenarios como UPS (fuente de alimentación ininterrumpida) y la regulación de frecuencia de la cuadrícula en los centros de datos, las baterías de litio montadas en bastidor deben resistir docenas o incluso cientos de ciclos de carga y descarga de frecuencia altos- por día. Los diseños tradicionales pueden conducir fácilmente a una mayor polarización celular y una vida útil acortada. Los fabricantes globales han mejorado la estructura de la celda de la batería, optimizaron el algoritmo BMS y actualizaron el sistema de enfriamiento para garantizar que las baterías de litio montadas en bastidor mantengan una larga vida útil y una alta confiabilidad incluso bajo -} ciclo de frecuencia, cumpliendo con los requisitos estrictos de "respuesta rápida y carga y frecuentes y frecuentes" en escenarios críticos.
1 estructura celular: diseño de capa inferior adaptado a ciclismo de frecuencia alto -}
La solución de "electrodo delgado+red de alta conductividad" de Corea del Sur. Samsung ha desarrollado 21700 celdas de batería ternaria para escenarios de regulación de frecuencia de cuadrícula, que utilizan un "recubrimiento de electrodo positivo delgado" (espesor reducido de 120 μ m a 80 μ m) para acortar la ruta de migración de iones de litio (distancia de migración reducida en 33%) y reducir el voltaje de polarización durante la frecuencia de carga y descarga de 0.3V a 0.155V). Al mismo tiempo, se agregaron nanotubos de carbono (CNT, contenido 2%) al electrodo para construir una red conductiva dimensional de tres -, que aumentó la tasa de conducción de electrones en un 50%. La tasa de retención de capacidad alcanzó el 90% durante la carga y la descarga de 10 ° C, que fue un 20% más alta que las celdas de batería tradicionales. La prueba de un cierto proyecto de regulación de frecuencia de cuadrícula de energía muestra que la celda de la batería mantiene una tasa de retención de capacidad del 80% después de 5000 ciclos de carga y descarga 100 veces al día, cumpliendo con el requisito de vida útil de 5 años de la regulación de la frecuencia de la red eléctrica.
La tecnología de "litiación previa y doble electrolito de China". Una determinada empresa, en respuesta al alto - flotación de frecuencia de carga de la demanda de centros de datos, llevó a cabo tratamiento de "litiación de electrodo negativa" en las baterías de fosfato de hierro de litio (compensación de la primera pérdida de ciclo), logra una eficiencia de descarga de primera carga del 98% y la reducción del riesgo de la formación del dendrito de litio durante el alto {4-}} Flat. Al mismo tiempo, el sistema de doble electrolitos "carbonato+carboxilato" (relación volumen 7: 3) se usa para mejorar la conductividad iónica (15 ms/cm, 30% más alto que el electrolito tradicional) y la resistencia a la oxidación del electrolito. Bajo alta temperatura y alta carga de flotación de frecuencia - de frecuencia (0.1C) a 50 grados, la capacidad de la celda de la batería disminuye en solo un 10% después de 10000 ciclos, que es 50% más baja que la solución tradicional. La aplicación de un centro de supercomputadora en Shenzhen muestra que los UPS montados en el bastidor con esta celda de batería han reducido el número promedio de fallas de 3 a 0.5 por año, con una disponibilidad de 99.999%.
Algoritmo de 2 BMS: se ajuste dinámicamente para hacer frente a las fluctuaciones de frecuencia High -
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 veces por día), el umbral cae a 30 mv para evitar que el desequilibrio empeore por adelantado; Al ciclarse a bajas frecuencias (<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); >A 45 grados, inicie una reducción (10% de reducción por cada aumento de 5 grados) al tiempo que mejora la disipación de calor. This algorithm can also learn the charging and discharging rules, such as identifying the "high-frequency discharge during the day and low-frequency charging at night" mode of data center UPS, preheating or cooling the battery cells in advance at night, ensuring that the temperature is in the optimal range (25-35℃) during high-frequency operación durante el día. La aplicación en un centro de datos en Munich muestra que el algoritmo reduce la fluctuación promedio de temperatura de las células de la batería de ± 8 grados a ± 3 grados, y aumenta la vida útil del ciclo de alta frecuencia en un 15%.
3 Sistema de enfriamiento: enfriamiento rápido para suprimir el calentamiento de frecuencia alto -}
Diseño de "enfriamiento líquido de microcanal" de China. En respuesta a la alta generación de calor causada por una alta carga de frecuencia - de frecuencia (1c de carga de generación de calor de carga y descarga de 50W/L), las baterías de litio montadas en bastidor usan "tubos de aluminio de microchanal" (diámetro interno de 2 mm, espacio de 5 mm) entre clúster de batería y calefacción circula a través de un diámetro de glycol de antigüedad de antileno (flujo de flujo de 5 mm). 5L/min). La eficiencia de disipación de calor es tres veces mayor que el enfriamiento de aire tradicional. El tubo de aluminio de microcanal está en contacto directo con la celda de la batería (con un área de contacto de hasta el 90%), que puede eliminar rápidamente el calor superficial de la celda de la batería. Durante 1c High - Carga y descarga de frecuencia, la diferencia de temperatura de la celda de la batería se controla dentro de 3 grados, que es 60% más baja que la solución enfriada de aire -. Las pruebas en un centro de datos financieros en Beijing han demostrado que el sistema de enfriamiento permite que las baterías de litio montadas en bastidor mantengan una temperatura máxima de no más de 40 grados después de 50 1} C cargas y descargas por día, con una vida útil de ciclo 25% más larga en comparación con el aire -} soluciones enfriadas.
La disipación de calor compuesto de "cambio de fase+convección natural" en Europa. Para los escenarios de frecuencia -} densidad - (como las pequeñas estaciones base de comunicación), "Material de cambio de fase (PCM)+Convección natural" La disipación de calor se adopta: PCM basada en paraafín PCM (punto de fusión 38 grados) se llena en el espacio de celda para absorber el calor generado por alto -}}}}}} CARGANCIA Y DECARGO (DESCARGO (ATENCIÓN ATENTA (Laten Cuando el PCM se derrite, la disipación de calor de convección natural se lleva a cabo a través de los orificios de ventilación en la parte superior del estante (sin la necesidad de un ventilador). Este diseño no tiene partes móviles, una reducción del 90% en la tasa de falla en comparación con el enfriamiento de líquidos y el consumo de energía cero. La aplicación de una estación base de comunicación en Berlín muestra que menos de 30 ciclos de carga y descarga de 0.5 ° C por día, el sistema de enfriamiento estabiliza la temperatura de las celdas de la batería en 42 grados, cumpliendo completamente los requisitos de confiabilidad de la estación base y ahorrando 1200 kWh de electricidad por año.
La alta - de frecuencia de carga y descarga de la optimización de baterías de litio montadas en bastidor está expandiendo su aplicación en el campo del "almacenamiento de energía de respuesta rápida". En el futuro, con la integración de las baterías de estado -} sólidas (con alto - de la vida del ciclo de frecuencia superior a 100000 veces) y la gestión térmica ai (disipación de calor predictivo), se lograrán un triple ruptura de "alta-}}}}}}}}}}}}} se alcanzará la alta seguridad", proporcionando una frecuencia más eficiente y relevante para la frecuencia más eficiente y relevable para la alta frecuencia-}}}}}}} Escenarios de almacenamiento de energía como centros de datos, regulación de frecuencia de red eléctrica y tránsito ferroviario.