Dalam senario seperti UPS (bekalan kuasa tidak terganggu) dan peraturan frekuensi grid di pusat data, bateri lithium dipasang rak perlu menahan berpuluh -puluh atau bahkan beratus -ratus tinggi - kekerapan pengecasan dan pelepasan kitaran setiap hari. Reka bentuk tradisional dengan mudah boleh membawa kepada peningkatan polarisasi sel dan jangka hayat yang dipendekkan. Pengeluar global telah meningkatkan struktur sel bateri, mengoptimumkan algoritma BMS, dan menaik taraf sistem penyejukan untuk memastikan bahawa bateri litium dipasang rak mengekalkan jangka hayat panjang dan kebolehpercayaan yang tinggi walaupun di bawah berbasikal kekerapan tinggi-, memenuhi keperluan yang ketat "
1 Struktur Sel: Reka Bentuk Lapisan Bawah Diadaptasi ke Tinggi - Berbasikal Frekuensi
Penyelesaian "Elektrod Tipis+Rangkaian Konduktiviti Tinggi Korea Selatan. Samsung telah membangunkan 21700 sel bateri ternary untuk senario peraturan frekuensi grid, yang menggunakan "salutan elektrod positif nipis" (ketebalan dikurangkan dari 120 μ m hingga 80 μ m) untuk memendekkan jalur migrasi ion (6} 0.15V). Pada masa yang sama, nanotube karbon (CNT, kandungan 2%) telah ditambahkan ke elektrod untuk membina rangkaian konduktif dimensi tiga -, yang meningkatkan kadar pengaliran elektron sebanyak 50%. Kadar pengekalan kapasiti mencapai 90% semasa caj dan pelepasan 10C, iaitu 20% lebih tinggi daripada sel bateri tradisional. Ujian projek peraturan kekerapan grid kuasa tertentu menunjukkan bahawa sel bateri mengekalkan kadar pengekalan kapasiti sebanyak 80% selepas 5000 kitaran 1C caj dan pelepasan 100 kali sehari, memenuhi keperluan hayat perkhidmatan 5 tahun peraturan kekerapan grid kuasa.
Teknologi "pra -lithiation+dwi elektrolit" China. Perusahaan tertentu, sebagai tindak balas kepada permintaan pengisian float frekuensi tinggi - Pada masa yang sama, sistem elektrolit dwi "karbonat+carboxylate" (nisbah volum 7: 3) digunakan untuk meningkatkan kekonduksian ion (15ms/cm, 30% lebih tinggi daripada elektrolit tradisional) dan rintangan pengoksidaan elektrolit. Di bawah suhu tinggi dan tinggi - pengisian float frekuensi (0.1c) pada 50 darjah, kapasiti sel bateri berkurangan hanya 10% selepas 10000 kitaran, iaitu 50% lebih rendah daripada larutan tradisional. Penggunaan pusat superkomputer di Shenzhen menunjukkan bahawa rak dipasang UPS menggunakan sel bateri ini telah mengurangkan jumlah kegagalan dari 3 hingga 0.5 setahun, dengan ketersediaan 99.999%.
2 BMS Algoritma: Secara dinamik menyesuaikan diri dengan mengatasi turun naik - tinggi
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 kali sehari), ambang jatuh ke 30mV untuk mengelakkan ketidakseimbangan daripada memburuk terlebih dahulu; Semasa berbasikal pada frekuensi rendah (<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); >Pada 45 darjah, memulakan derat (10% derating untuk setiap kenaikan 5 darjah) sambil meningkatkan pelesapan haba. Algoritma ini juga boleh mempelajari peraturan pengisian dan pelepasan, seperti mengenal pasti "kekerapan- yang tinggi pada siang hari dan rendah - frekuensi pada waktu malam, pada siang hari. Aplikasi di pusat data di Munich menunjukkan bahawa algoritma mengurangkan turun naik suhu purata sel bateri dari ± 8 darjah ke ± 3 darjah, dan meningkatkan kehidupan kitaran frekuensi tinggi sebanyak 15%.
3 Sistem Penyejukan: Penyejukan Rapid untuk Menindas Tinggi - Pemanasan Kekerapan
Reka bentuk "penyejukan cecair mikro" China. Sebagai tindak balas kepada penjanaan haba yang tinggi yang disebabkan oleh pengisian frekuensi - yang tinggi dan pelepasan (1C mengecas dan melepaskan kuasa penjanaan haba 50W/L), bateri litium dipasang rak menggunakan "tiub aluminium mikro 5L/min). Kecekapan pelesapan haba adalah tiga kali lebih tinggi daripada penyejukan udara tradisional. Tiub aluminium mikrochannel berada dalam hubungan langsung dengan sel bateri (dengan kawasan hubungan sehingga 90%), yang dengan cepat dapat mengeluarkan haba permukaan dari sel bateri. Semasa 1C tinggi - pengecasan kekerapan dan pelepasan, perbezaan suhu sel bateri dikawal dalam 3 darjah, iaitu 60% lebih rendah daripada larutan udara -. Ujian di pusat data kewangan di Beijing telah menunjukkan bahawa sistem penyejukan membolehkan bateri lithium dipasang rak untuk mengekalkan suhu maksimum tidak lebih daripada 40 darjah selepas caj 50 1 C dan pelepasan setiap hari, dengan kehidupan kitaran 25% berbanding dengan larutan udara -.
Pelepasan haba komposit "perubahan fasa+perolakan semulajadi" di Eropah. Untuk rendah - ketumpatan tinggi - senario frekuensi (seperti stesen asas komunikasi kecil), "bahan perubahan fasa (pcm)+konveksi semula jadi" pelesapan haba diadopsi: pcm berasaskan parafin 180J/g). Apabila PCM cair, pelesapan haba perolakan semulajadi dilakukan melalui lubang pengudaraan di bahagian atas rak (tanpa memerlukan kipas). Reka bentuk ini tidak mempunyai bahagian yang bergerak, pengurangan kadar kegagalan 90% berbanding dengan penyejukan cecair, dan penggunaan tenaga sifar. Penggunaan stesen pangkalan komunikasi di Berlin menunjukkan bahawa di bawah 30 kitaran 0.5C pengecasan dan pelepasan setiap hari, sistem penyejukan menstabilkan suhu sel bateri dalam masa 42 darjah, memenuhi keperluan kebolehpercayaan stesen pangkalan dan menjimatkan 1200 kWh elektrik setahun.
Tinggi - Pengecasan frekuensi dan pengoptimuman pelepasan bateri lithium dipasang rak sedang memperluaskan permohonan mereka dalam bidang "penyimpanan tenaga tindak balas cepat". Pada masa akan datang, dengan integrasi bateri keadaan pepejal - (dengan kehidupan kitaran kekerapan yang tinggi - melebihi 100000 kali) dan pengurusan haba AI (pelepasan haba ramalan), kekerapan yang tinggi - Senario seperti pusat data, peraturan kekerapan grid kuasa, dan transit kereta api.