الأخبار - التقنيات الرئيسية وآفاق تطوير نظام تخزين طاقة بطارية الليثيوم

أخبار شبكة تخزين الطاقة Polaris: تم عقد منتدى تطوير الإنترنت للطاقة الحضرية (بكين) لعام 2017 وندوة التعاون لبناء مشروع الطاقة عبر الإنترنت في 1 ديسمبر 2017 في بكين. بعد ظهر المنتدى التقني ، ألقى جيانغ جيو تشون ، مدير مركز البحث والتطوير لتكنولوجيا شبكة توزيع الطاقة الوطنية النشطة ، كلمة حول موضوع: التقنيات الرئيسية لأنظمة تخزين طاقة بطاريات الليثيوم.

جيانغ جيوتشون ، مدير مركز البحث والتطوير لتكنولوجيا شبكة توزيع الطاقة الوطنية النشطة:

أنا أتحدث عن تخزين طاقة البطارية. تقوم جامعة Jiaotong لدينا بتخزين الطاقة ، من أنظمة الطاقة والمركبات الكهربائية إلى النقل بالسكك الحديدية. نتحدث اليوم عن بعض الأشياء التي نقوم بها في تطبيقات أنظمة الطاقة.

اتجاهات البحث الرئيسية لدينا: واحد هو شبكة صغيرة والآخر هو تطبيق البطارية. في تطبيق البطارية ، استخدمت أقدم السيارات الكهربائية التي استخدمناها تخزين الطاقة في نظام الطاقة.

فيما يتعلق بأهم قضية لتخزين طاقة البطارية ، فإن القضية الأولى هي السلامة ؛ والثاني هو طول العمر ، ثم الكفاءة العالية.

بالنسبة لأنظمة تخزين الطاقة ، فإن أول ما يجب مراعاته هو السلامة ، ثم الكفاءة. قد لا يكون الالتزام بالكفاءة ، ومعدل المحولات ، والعمر الافتراضي ، وكذلك استخدام الطاقة بعد انخفاض البطارية ، مشكلة كمية في كثير من الحالات. مؤشرات لوصفها ، ولكن يجب أن تكون مهمة للغاية لتخزين الطاقة. نأمل من خلال عدة أمور أن نتمكن من حل مشكلة الحياة الآمنة والكفاءة العالية. يتم استخدام نظام تخزين الطاقة القياسي ونظام تحليل التمشيط لحالة البطارية في المركبات الكهربائية وأنظمة النقل العام.

في الوقت الحالي ، يؤدي استخدام أنظمة تخزين الطاقة ووحدات التحكم في العقد وصناديق التوزيع الذكية التي يستخدمها الجميع ، إلى تحسين الاقتصاد العام واستقرار النظام ، وتعزيز القيمة الأساسية لمدمجي النظام ، ويمكن أن يكون وصولاً سهلًا إلى السحابة الخلفية منصة.

هذا هو نظام جدولة طاقة مركزي. لقد تم توضيح هذا الهيكل الهرمي هذا الصباح ، ويمكننا تحقيق جدولة مثالية طويلة الأجل لمحطات تخزين الطاقة والشبكات الصغيرة المنسقة متعددة الطاقة من خلال وحدات تحكم متعددة العقد.

الآن يتم تحويله إلى خزانة توزيع طاقة ذكية قياسية. هذه هي السمة الأساسية لخزانة توزيع الطاقة. يحتوي على وظائف مختلفة ، مثل وظائف الشحن والتفريغ ، والحماية التلقائية ، ووظائف الواجهة. هذه معدات قياسية.

تقوم وحدة التحكم في العقدة بتنفيذ المعدات الأساسية لإدارة الطاقة المحلية ووظائف جمع البيانات الرئيسية والمراقبة والتخزين واستراتيجيات إدارة التنفيذ والتحميل. توجد مشكلة هنا تتطلب بحثًا جادًا ومتعمقًا حول معدل أخذ عينات البيانات ووقت أخذ عينات البيانات عند تحميل البيانات. بهذه الطريقة ، يتم تنفيذ تحليل بيانات البطارية في خلفية البطارية ، وتحويل صيانة البطارية إلى صيانة ذكية. قم ببعض الأعمال ، في النهاية ، حجم عدد العينات ، أو مدى سرعة التخزين ، لوصف الحالة الحالية لهذه البطارية بشكل كامل.

إذا كنت أقود سيارة كهربائية ، فستجد أن العديد من السيارات الكهربائية في حالة غالبًا ما تتغير وتقفز. في الواقع ، يواجه تخزين الطاقة نفس المشكلة في تطبيقات تخزين طاقة نظام الطاقة. نأمل في حلها من خلال البيانات. لدينا حجم عينة BMS مناسب.

اسمحوا لي أن أتحدث عن تخزين الطاقة المرن. يقول الجميع إنه يمكنني القيام بذلك 6000 مرة ، ويمكن استخدامه ألف مرة في السيارة. من الصعب أن أقول. يمكنك مساعدته كنظام لتخزين الطاقة ، بدعوى أنه 5000 مرة. كم هو معدل الاستخدام ، لأن البطارية نفسها بها مشكلة كبيرة ، ويكون تراجع البطارية عشوائيًا أثناء عملية الركود ، وكل بطارية تنخفض بشكل مختلف ، ويصبح الفرق بين الخلايا المفردة مختلفًا أكثر فأكثر عدم تناسق الشركة المصنعة انخفاض البطارية مختلف أيضًا. ما مقدار الطاقة التي يمكن أن تستخدمها هذه المجموعة من البطاريات وما هي الطاقة المتوفرة؟ هذه مشكلة تتطلب تحليلا دقيقا. على سبيل المثال ، عند استخدام السيارات الكهربائية حاليًا ، يتم استخدامها من 10 إلى 90٪ ، ويمكن أن يستخدم الركود 60٪ إلى 70٪ فقط إلى حد معين ، مما يشكل تحديًا كبيرًا لتخزين الطاقة.

هل يمكننا استخدام التجميع وفقًا لقانون الاضمحلال لتقديم حل وسط ، ما حجم الخيار الصحيح للحصول على أداء أفضل وكفاءة أفضل ، ونأمل في تجميعه وفقًا لقانون تسوس البطارية ، 20 فرعًا كعقدة هو ما إذا كان يكون أكثر ملاءمة أو 40 هو أكثر ملاءمة ، مما يجعل التوازن بين الكفاءة وإلكترونيات الطاقة. لذلك نحن نفعل شيئًا بشأن تخزين الطاقة المرن ، وهو أيضًا مشروعنا للقيام بهذا الشيء. بالطبع ، هناك مكان أفضل لاستخدامه في مجموعات. أعتقد أن الاستخدام المتسلسل له قيمة معينة في العامين الماضيين ، ولكنه يستحق استخدامه في المستقبل ، ولكن فكر أيضًا في كفاءة الشحن والتفريغ ، بمجرد انخفاض سعر البطارية ، هناك بعض المشاكل في التعاقب. يمكن للتجميع المرن حل المشكلات الكبيرة. نوع آخر من الوحدات النمطية العالية يقلل من تكلفة النظام بأكمله. أكبر يمكن تحسين معدل الاستخدام.

مثل البطارية المستخدمة في السيارة بعد ثلاث سنوات ، كان الانخفاض أقل من 8٪ ، ومعدل الاستخدام 60٪ فقط. إنه بسبب اختلافها. إذا قمت بعمل 5 مجموعات من معدل الاستخدام ، يمكنك تحقيق 70٪ ، مما يحسن معدل الاستخدام. يمكن أيضًا أن يؤدي توتير وحدات البطارية معًا إلى تحسين استخدام البطارية. بعد الصيانة ، زاد تخزين الطاقة بنسبة 33٪.

 

بالنظر إلى هذا المثال ، بعد الموازنة ، يمكن زيادتها بنسبة 7٪ ، بعد التجميع المرن ، زادت بنسبة 3.5٪ ، ويمكن زيادة التوازن بنسبة 7٪. يمكن أن يجلب التجميع المرن فائدة. في الواقع ، يختلف سبب انخفاض بطارية الشركات المصنعة المختلفة. من الضروري أن تعرف مسبقًا ما ستصبح عليه هذه المجموعة من البطاريات أو ما سيكون توزيع المعلمات ، وبعد ذلك ستقوم بإجراء تحسين مستهدف.

هذا مخطط تم تبنيه ، وحدة التحكم الحالية المستقلة ذات الطاقة الكاملة ، وهي غير مناسبة لتطبيقات الطاقة العالية.

يتم التحكم في جزء من قوة الوحدة بشكل مستقل عن طريق التيار. هذه الدائرة مناسبة للجهد المتوسط ​​والعالي والاستخدام المتكرر. هذا هو حل تخزين طاقة بطارية MMC المناسب للجهد العالي والطاقة العالية.

أيضا حول تحليل حالة البطارية. لطالما قلت أن سعة البطارية غير متسقة ، والتراجع عشوائي ، وعمر البطارية غير متسق ، والسعة والمقاومة الداخلية تنخفضان بشدة. باستخدام هذه المعلمة للتوصيف ، كلما استخدمت السعة والمقاومة الداخلية. إذا كنت ترغب في العثور على طريقة للحفاظ على الاتساق ، فأنت بحاجة إلى تقييم اختلاف SOC لكل بطارية ، وكيفية تقييم SOC لهذه الخلية المفردة ، وبعد ذلك يمكنك تحديد مدى عدم اتساق هذه البطارية ومقدار الطاقة القصوى التي يمكن أن تكون . كيف تحصل على SOC واحد عن طريق صيانة البطارية من خلال SOC؟ يتمثل النهج الحالي في وضع BMS على نظام البطارية وتقدير SOC عبر الإنترنت في الوقت الفعلي. نريد أن نصفه بطريقة أخرى. نأمل في تشغيل عينات البيانات في الخلفية. نقوم بتحليل البطارية SOC والبطارية من خلال بيانات الخلفية. SOH ، قم بتحسين البطارية على هذا الأساس. لذلك ، نأمل أن تكون بيانات بطارية السيارة ، وليس البيانات الضخمة ، منصة بيانات. من خلال التعلم الآلي والتعدين ، يتم توسيع نموذج تقدير SOH ، ويتم تقديم استراتيجية إدارة للشحن الكامل وتفريغ نظام البطارية بناءً على نتائج التقدير.

بعد ظهور البيانات ، هناك ميزة أخرى ، يمكنني تقديم تحذير مبكر لحالة صحة البطارية. لا تزال حرائق البطارية تحدث بشكل متكرر ، ويجب أن يكون نظام تخزين الطاقة آمنًا. نأمل في القيام بمعلومات في الوقت الفعلي والإنذار المبكر على المدى المتوسط ​​والطويل من خلال تحليل بيانات الخلفية ، والعثور على طرق تحذير قصيرة وطويلة المدى عبر الإنترنت لمخاطر السلامة المحتملة ، وأخيراً تحسين سلامة وموثوقية النظام بأكمله.

من خلال هذا ، يمكنني تحقيق عدة جوانب على نطاق واسع ، أحدها زيادة معدل استخدام الطاقة في النظام ، والثاني هو إطالة عمر البطارية ، والثالث هو ضمان السلامة ، ويمكن لنظام تخزين الطاقة هذا العمل بشكل موثوق .

ما مقدار البيانات التي أحتاجها لتحميلها لتلبية متطلباتي؟ أحتاج إلى العثور على أصغر بطارية تتوافق مع حالة تشغيل البطارية. يمكن أن تدعم هذه البيانات التحليل وراءها ، ولا يمكن أن تكون البيانات كبيرة جدًا ، فكمية كبيرة من البيانات هي في الواقع كبيرة جدًا بالنسبة للشبكة بأكملها. عشرات من المللي ثانية ، تأخذ الجهد والتيار لكل بطارية ، وهو أمر لا يمكن تحقيقه عند تمريره إلى الخلفية. لقد وجدنا طريقة الآن ، يمكننا أن نخبرك ، ما هو تكرار أخذ العينات ، ما هي البيانات المميزة التي تحتاجها لتمريرها نحن ببساطة نضغط هذه البيانات ، ثم نمررها إلى الشبكة. معلمة منحنى البطارية هي ميلي ثانية واحدة ، وهو ما يكفي لتلبية احتياجات تقييم البطارية. سجلات البيانات لدينا قليلة جدًا.

آخرها ، نقول BMS ، تصبح تكلفة تخزين الطاقة أكثر أهمية من تكلفة البطاريات. إذا قمت بإضافة جميع الوظائف إلى BMS ، فلا يمكنك تقليل تكلفة BMS. نظرًا لأنه يمكن إرسال البيانات ، يمكن أن يكون هناك منصة تحليل قوية ورائي. يمكنني تبسيطه في المقدمة. يوجد فقط عينات بيانات أو حماية بسيطة في المقدمة. قم بحساب SOC بسيط للغاية ، يتم إرسال البيانات الأخرى من الخلفية ، هذا ما نقوم به الآن ، تقدير الحالة بالكامل وأخذ عينات من BMS أدناه ، نقوم بتمرير وحدة تحكم عقدة تخزين الطاقة ، وأخيراً نمرر إلى الشبكة ، الطاقة التخزين سيكون لوحدة التحكم في العقدة خوارزمية معينة ، ما يلي في الأساس هو الكشف والمعادلة. يتم إجراء الحساب النهائي على شبكة الخلفية. هذه هي بنية النظام بأكملها.

دعنا نلقي نظرة على فعالية وبساطة تغيير الطبقة السفلية ، وهو المعادلة ، واكتساب الجهد المنخفض ، واكتساب التعادل للاكتساب الحالي. تخبر وحدة التحكم في عقدة تخزين الطاقة ما يلي كيفية التعامل معها ، بما في ذلك تنفيذ SOC هنا ، وتعمل الخلفية مرة أخرى. هذا هو المستشعر الذكي ووحدة إدارة البطارية ووحدة التحكم في العقدة الذكية التي نعمل عليها بالفعل ، مما يقلل بشكل كبير من تكلفة تخزين الطاقة.


الوقت ما بعد: يوليو 08-2020