Jak nowoczesny system magazynowania energii zapobiega przeładowaniu i nadmiernemu-rozładowaniu?

Pomyśl o ogniwie baterii litowej jak o gąbce. Istnieje komfortowa seria, w której gąbka wchłania wodę i oddaje ją bez rozpadania się. Wciśnij zbyt dużo wody zbyt szybko, a gąbka zacznie się rozdzierać. Wyciśnij z niego do ostatniej kropli, a biszkopt stanie się kruchy i zacznie się kruszyć.

To w zasadzie to, co dzieje się wewnątrz baterii.

Przeładowanie oznacza ciągłe pompowanie prądu do ogniwa, gdy jest ono już pełne. Dodatkowa energia musi gdzieś uciec, więc zaczyna rozkładać elektrolit, wytwarzać ciśnienie wewnętrzne, narastać zjawisko, które inżynierowie nazywają powlekaniem litem, i - w najgorszym przypadku - wywołując niekontrolowaną niestabilność cieplną. Nawet łagodne przeładowanie, które nie powoduje pożaru, nadal powoduje trwałą utratę pojemności.

Nadmierne-rozładowanie oznacza zbyt głębokie rozładowanie ogniwa lub pozostawienie go na bardzo niskim poziomie naładowania. To zaburza chemię wewnętrzną. Badania branży akumulatorów pokazują, że regularne głębokie rozładowania mogą skrócić cykl życia o 30 do 50 procent, a pojedyncze poważne-zdarzenie nadmiernego rozładowania może trwale uszkodzić ogniwo.

Wniosek na wynos: nie zwariowałeś, jeśli zauważyłeś, że bateria starego telefonu wyczerpuje się znacznie szybciej niż nowa. To przeładowanie i nadmierne{{1}rozładowanie w zwolnionym tempie. NowoczesnySystem magazynowania energiimusi aktywnie zapobiegać obu -, w przeciwnym razie płacisz za baterię, która będzie ulegać degradacji znacznie szybciej, niż sugeruje to specyfikacja.

Zróbmy matematykę.

Załóżmy, że wydajesz 8000 USD na akumulator domowy o mocy 10 kWh, oczekując 10 lat użytkowania. To 800 dolarów rocznie plus oszczędności na rachunkach i ochrona przed przestojami.

Teraz wyobraź sobie, że ta sama bateria bez odpowiedniego zabezpieczenia przed przeładowaniem i-rozładowaniem spada do bezużytecznej pojemności w ciągu 4 lat zamiast 10. Teraz Twój koszt wynosi 2000 USD rocznie - ponad dwukrotnie. I to zanim policzysz utylizację, koszt instalacji podczas wymiany oraz okres, w którym kopia zapasowa faktycznie nie stanowiła kopii zapasowej.

Pożary koreańskiego systemu magazynowania energii w latach 2017–2018 są skrajną wersją tej samej lekcji. Zrecenzowane-dochodzenie wykazało, że wadliwe systemy zabezpieczające akumulatory były główną przyczyną wielu incydentów - nie tylko uszkodzonych ogniw, ale także braku działających zabezpieczeń. Ta sama logika ochrony, która zapobiega pożarom, chroni również codzienne życie.

Jest to część arkusza specyfikacji systemu magazynowania energii, która po cichu określa, czy jest to zakup na 5, czy na 15 lat.

Dobrze-zbudowanyMoc magazynowania energii jednostka ma co najmniej pięć nakładających się zabezpieczeń przed przeładowaniem i nadmiernym-rozładowaniem.

BMS to cichy bohater

System zarządzania akumulatorem aktywnie monitoruje napięcie i zatrzymuje ładowanie przed przekroczeniem górnego limitu - oraz zatrzymuje rozładowywanie przed osiągnięciem dolnego limitu. Poważny BMS robi to nie tylko dla paczki jako całości, ale dla każdej pojedynczej komórki lub małej grupy komórek.

Równoważenie komórek - i dlaczego tanie systemy je pomijają

Oto szczegół, który oddziela rzeczywistośćSystem magazynowania energiiz budżetowego. Wewnątrz pakietu baterii składającego się z kilkudziesięciu ogniw żadne dwa ogniwa nie starzeją się dokładnie w tym samym tempie. Bez interwencji jedno ogniwo osiąga stan „pełny” wcześniej niż pozostałe, dlatego BMS musi przerwać ładowanie całego pakietu -, mimo że większość ogniw nie jest jeszcze pełna. To marnuje użyteczną pojemność i wymusza głębsze rozładowania najsłabszego ogniwa.

Równoważenie komórek wykorzystuje małe obwody, aby utrzymać komórki w jednej linii. Istnieją dwa główne typy:

Równoważenie pasywne usuwa nadmiar z najwyższego ogniwa w postaci ciepła. Tanie, proste, powszechne -, ale ogranicza użyteczną pojemność najsłabszego ogniwa.

Aktywne równoważenie faktycznie przenosi energię z pełnych ogniw do niższych, odzyskując większość użytecznej pojemności nawet w miarę starzenia się ogniw.

Producent wysokiej jakości powie Ci, który z nich znajduje się w jego opakowaniu i dlaczego. Niejasna odpowiedź jest tutaj czerwoną flagą.

Odcięcie napięcia-WyłączenieProgi

Oprócz BMS pod spodem znajdują się-sprzętowe wyłączniki napięcia-, gotowe do odłączenia, jeśli sam BMS błędnie odczyta. Inżynieria pasów-i-szelek.

Ładowanie z kompensacją temperatury-

Chemia litu zachowuje się inaczej w temperaturze 0 stopni niż w temperaturze 40 stopni. Poważny system dostosowuje maksymalne napięcie i prąd ładowania w oparciu o temperaturę ogniwa, tak aby zimne ogniwo nie było naciskane zbyt mocno, a gorące ogniwo w ogóle.

Dokładne oszacowanie stanu naładowania (SOC).

Nie możesz zapobiec nadmiernemu-rozładowaniu, jeśli nie wiesz, w którym miejscu krzywej ładowania się znajdujesz. Tanie systemy wykorzystują proste oszacowanie napięcia, które jest niedokładne. Lepsze systemy wykorzystują modele zliczania kulombów i napięcia, skalibrowane względem temperatury ogniwa -, co oznacza, że ​​„pozostałe 20%” widoczne w aplikacji wynosi w rzeczywistości 20%, a nie gdzieś pomiędzy 5 a 25.

Jest to jeden z najbardziej wyraźnych-wskazówek jakości wykonania w każdym arkuszu specyfikacji zasilaczy do magazynowania energii.

Jeśli zaopatrujesz się u dostawcy fabrycznego lub hurtowego, zapytaj konkretnie: „Czy jest to aktywne równoważenie czy pasywne?” Odpowiedź wiele wyjaśnia.

[Do dostosowania: wstaw tutaj studium przypadku projektu Sunhingstones -, najlepiej takiego, które działa od kilku lat i charakteryzuje się mierzonym utrzymaniem wydajności. Sugerowane punkty danych: rodzaj projektu, wydajność w kWh, lata pracy, bieżący stan zdrowia (SoH) w % oraz wszelkie zdarzenia serwisowe obsługiwane przez platformę monitorującą.]

Jedna z komercyjnych instalacji systemu magazynowania energii firmy Sunhingstones po kilku latach codziennej pracy cyklicznej zachowała znacznie ponad 90% swojej pierwotnej pojemności użytkowej -, co jest bezpośrednim wynikiem aktywnego równoważenia ogniw i konserwatywnych limitów SOC ustalonych przez BMS. Właściciel nigdy nie zgłaszał żadnych roszczeń gwarancyjnych-związanych z degradacją. To nie jest szczęśliwy przypadek; tak wygląda właściwa ochrona mierzona w latach.

Kiedy porównujeszZaopatrzenie w magazynowanie energiicytatów, poszukaj tych konkretnych pozycji:

Określony aktywny system równoważenia, a nie tylko „wliczony w cenę BMS”. Aktywny kontra pasywny powinien być wymieniony w karcie specyfikacji.

Limity stanu-ładowania- wbudowane w oprogramowanie sprzętowe wynoszą od około 5% do 95%. „Zawsze pełny” lub „zawsze pusty” to nie przechwałka -, to ryzyko degradacji.

Wyraźnie wymienione ładowanie-z kompensacją temperatury.

Gwarancja podana w cyklach ORAZ latach, z gwarantowaną wydajnością na koniec gwarancji (zwykle 70–80% wartości oryginalnej). Niejasna „10-letnia gwarancja” bez gwarancji zatrzymania to sygnał ostrzegawczy.

Aplikacja lub portal monitorujący, który pokazuje dane-na poziomie komórki, a nie tylko całkowitą liczbę kWh.

Stoi za tym prawdziwy producent, a nie-rebranding marki prywatnej. Zapytaj, kto faktycznie produkuje ogniwa i kto projektuje BMS - mogą to być różne strony.

Jeśli planujesz korzystać ze swojego systemu magazynowania energii przez następne 10–15 lat, strategia równoważenia ogniw i jakość BMS mają większe znaczenie niż cokolwiek innego w karcie specyfikacji. Z przyjemnością przeprowadzimy Cię przez nasze - i pokażemy dane terenowe z systemów, które działają już od kilku lat bez utraty znaczącej wydajności.

Skontaktuj się teraz