Nieuws - Sleuteltechnologieën en ontwikkelingsvooruitzichten van het energieopslagsysteem voor lithiumbatterijen

Polaris Energy Storage Network News: 2017 Urban Energy Internet Development (Beijing) Forum en Energy Internet Demonstration Project Construction and Cooperation Seminar werd gehouden op 1 december 2017 in Beijing. In de middag van het technische forum hield Jiang Jiuchun, directeur van het National Energy Active Distribution Network Technology R&D Center, een toespraak over het thema: sleuteltechnologieën van energieopslagsystemen voor lithiumbatterijen.

Jiang Jiuchun, directeur van het National Energy Active Distribution Network Technology R&D Center:

Ik heb het over de energieopslag van batterijen. Onze Jiaotong-universiteit doet energieopslag, van energiesystemen en elektrische voertuigen tot treinvervoer. Vandaag hebben we het over enkele van de dingen die we doen in energiesysteemtoepassingen.

Onze belangrijkste onderzoeksrichtingen: de ene is microgrid en de andere is batterijtoepassing. Bij batterijtoepassing gebruikten de eerste elektrische auto's die we gebruikten energieopslag in het stroomsysteem.

Wat betreft de belangrijkste kwestie van energieopslag in batterijen, is de eerste kwestie de veiligheid; de tweede is een lange levensduur en vervolgens een hoog rendement.

Bij energieopslagsystemen is veiligheid en vervolgens efficiëntie het eerste waar u rekening mee moet houden. Naleving van efficiëntie, de snelheid van transformatoren en levensduur, evenals het energieverbruik na het afnemen van de batterij, is in veel gevallen mogelijk geen gekwantificeerd probleem. Indicatoren om het te beschrijven, maar het zou erg belangrijk moeten zijn voor energieopslag. We hopen dat we door verschillende dingen het probleem van veilig leven en hoge efficiëntie kunnen oplossen. Een gestandaardiseerd energieopslagsysteem en een kaardanalysesysteem voor de batterijstatus worden gebruikt in elektrische voertuigen en openbaarvervoersystemen.

Momenteel verbetert het gebruik van energieopslagsystemen, knooppuntcontrollers en intelligente verdeelkasten die iedereen gebruikt, de algehele economie en stabiliteit van het systeem, verbetert de kernwaarde van systeemintegratoren en kan het een vriendelijke toegang tot de back-end cloud zijn. platform.

Dit is een gecentraliseerd energieplanningssysteem. Deze hiërarchische structuur is vanochtend heel duidelijk gemaakt en we kunnen een optimale planning op lange termijn bereiken van gecoördineerde energiecentrales met meerdere energieopslag en microgrids via multi-node-controllers.

Nu is er een standaard intelligente stroomverdeelkast van gemaakt. Dit is het basiskenmerk van de stroomverdeelkast. Het bevat verschillende functies, zoals laad- en ontlaadfuncties, automatische beveiliging en interfacefuncties. Dit is standaarduitrusting.

De knooppuntcontroller implementeert kernapparatuur voor lokaal energiebeheer, belangrijkste gegevensverzamelingsfuncties, monitoring, opslag, uitvoeringsbeheerstrategieën en uploaden. Er is hier een probleem dat serieus en diepgaand onderzoek vereist naar de gegevensbemonsteringssnelheid en het tijdstip van gegevensbemonstering wanneer gegevens worden geüpload. Op deze manier wordt de analyse van batterijdata op de achtergrond van de batterij geïmplementeerd en wordt het onderhoud van de batterij omgezet in intelligent onderhoud. Doe wat werk, hoe groot het aantal monsters is, of hoe snel de opslag is, om de huidige toestand van deze batterij volledig te beschrijven.

Als ik in een elektrische auto rijd, zul je merken dat veel elektrische auto's in een staat verkeren die vaak verandert en springt. In feite wordt energieopslag geconfronteerd met hetzelfde probleem in energieopslagtoepassingen voor energiesystemen. We hopen het op te lossen door middel van data. We hebben een BMS-steekproefomvang die geschikt is.

Laat me het hebben over flexibele energieopslag. Iedereen zegt dat ik het 6000 keer kan doen, en het kan duizend keer in een auto worden gebruikt. Het is moeilijk in te schatten. U kunt het helpen als een energieopslagsysteem, dat beweert 5.000 keer te zijn. Hoeveel is de bezettingsgraad, want de batterij zelf heeft een groot probleem, de achteruitgang van de batterij is willekeurig tijdens het recessieproces, elke batterij neemt anders af en het verschil tussen de afzonderlijke cellen wordt steeds anders. De inconsistentie van de fabrikant daling van de batterij is ook anders. Hoeveel energie kan deze groep batterijen gebruiken en de energie is beschikbaar? Dit is een probleem dat een zorgvuldige analyse vereist. Wanneer elektrische voertuigen momenteel worden gebruikt, worden ze bijvoorbeeld van 10 tot 90% gebruikt en kan de recessie slechts tot op zekere hoogte 60% tot 70% gebruiken, wat een grote uitdaging vormt voor energieopslag.

Kunnen we de groepering volgens de wet van verval gebruiken om een ​​compromis te sluiten, hoe groot is de juiste keuze om betere prestaties en betere efficiëntie te krijgen, we hopen het te groeperen volgens de wet van batterijverval, 20 takken als een knoop is of het is geschikter of 40 is geschikter, waardoor een evenwicht ontstaat tussen efficiëntie en vermogenselektronica. We doen dus iets aan flexibele energieopslag, wat ook ons ​​project is om dit te doen. Natuurlijk is er een betere plek om het in cascades te gebruiken. Ik denk dat cascadegebruik de afgelopen twee jaar een zekere waarde heeft, maar het is de moeite waard om in de toekomst te gebruiken, maar denk ook na over de efficiëntie van opladen en ontladen, zodra de prijs van de batterij daalt, zijn er enkele problemen met cascadering. Flexibel groeperen kan grote problemen oplossen. Een ander soort hoge modulariteit verlaagt de kosten van het hele systeem. De grootste kan de bezettingsgraad verbeteren.

Net als bij een batterij die drie jaar later in een auto wordt gebruikt, is de daling minder dan 8% en de bezettingsgraad slechts 60%. Het is te wijten aan het verschil. Als u 5 sets bezettingsgraad behaalt, kunt u 70% behalen, wat de bezettingsgraad kan verbeteren. Door batterijmodules aan elkaar te rijgen, kan ook het batterijgebruik worden verbeterd. Na onderhoud is de energieopslag met 33% toegenomen.

 

Als we naar dit voorbeeld kijken, kan het na balancering met 7% worden verhoogd, na flexibele groepering kan ik met 3,5% worden verhoogd en kan het balanceren met 7% toenemen. Flexibele groepering kan een voordeel opleveren. In feite is de reden waarom de batterij van verschillende fabrikanten achteruitgaat, anders. Het is noodzakelijk om van tevoren te weten wat deze groep batterijen zal worden of wat de parameterdistributie zal zijn, en dan ga je gericht optimaliseren.

Dit is een aangenomen schema, de module vol vermogen onafhankelijke stroomregeling, die niet geschikt is voor toepassingen met een hoog vermogen.

Een deel van het vermogen van de module wordt onafhankelijk gestuurd door stroom. Deze schakeling is geschikt voor midden- en hoogspanning en voor herhaald gebruik. Dit is de MMC-batterij-energieopslagoplossing die geschikt is voor hoogspanning en hoog vermogen.

Ook over batterijstatusanalyse. Ik heb altijd gezegd dat de batterijcapaciteit inconsistent is, de achteruitgang willekeurig is, de veroudering van de batterij inconsistent en de capaciteit en interne weerstand erg verminderd. Als u deze parameter gebruikt om te karakteriseren, hoe meer u de capaciteit en de interne weerstand gebruikt. Als u een manier wilt vinden om de consistentie te behouden, moet u het SOC-verschil van elke batterij evalueren, hoe u de SOC van deze enkele cel evalueert, en vervolgens kunt u zeggen hoe deze batterij inconsistent is en hoeveel het maximale vermogen kan zijn . Hoe krijg ik één SOC door de batterij te onderhouden via SOC? De huidige aanpak is om het BMS op het batterijsysteem te plaatsen en deze SOC in realtime online te schatten. We willen het op een andere manier omschrijven. We hopen de gesamplede gegevens naar de achtergrond te halen. We analyseren de batterij-SOC en de batterij via de achtergrondgegevens. SOH, optimaliseer op basis hiervan de batterij. Daarom hopen we dat gegevens van autobatterijen, en niet big data, een dataplatform zijn. Door machine learning en mining wordt het SOH-schattingsmodel uitgebreid en wordt op basis van de schattingsresultaten een beheerstrategie gegeven voor het volledig opladen en ontladen van het batterijsysteem.

Nadat de gegevens binnenkomen, is er nog een voordeel, ik kan een vroege waarschuwing geven over de status van de batterij. Batterijbranden komen nog regelmatig voor en het energieopslagsysteem moet veilig zijn. We hopen real-time informatie en vroegtijdige waarschuwing op middellange en lange termijn uit te voeren door middel van analyse van achtergrondgegevens, online waarschuwingsmethoden voor de korte en lange termijn te vinden voor mogelijke veiligheidsrisico's en uiteindelijk de veiligheid en betrouwbaarheid van het hele systeem te verbeteren.

Hierdoor kan ik verschillende aspecten op grote schaal bereiken, een is om het energieverbruik van het systeem te verhogen, de tweede is om de levensduur van de batterij te verlengen en de derde is om de veiligheid te garanderen, en dit energieopslagsysteem kan betrouwbaar werken. .

Hoeveel gegevens moet ik uploaden om aan mijn vereisten te voldoen? Ik moet de kleinste batterij vinden die voldoet aan de werkende staat van de batterij. Deze gegevens kunnen de analyse erachter ondersteunen, de gegevens mogen niet te groot zijn, een grote hoeveelheid gegevens is eigenlijk heel groot voor de hele A-belasting van het netwerk. Tientallen milliseconden neem je de spanning en stroom van elke batterij op, wat niet realiseerbaar is wanneer je deze naar de achtergrond doorgeeft. We hebben nu een manier gevonden, we kunnen u vertellen wat de bemonsteringsfrequentie zou moeten zijn, welke karakteristieke gegevens u moet doorgeven. We comprimeren deze gegevens eenvoudig en geven ze vervolgens door aan het netwerk. De batterijcurveparameter is één milliseconde, wat voldoende is om te voldoen aan de behoeften van batterijevaluatie. Onze gegevensrecords zijn er maar heel weinig.

De laatste, we zeggen BMS, de kosten van energieopslag worden belangrijker dan de kosten van batterijen. Als u alle functies aan het BMS toevoegt, kunt u de kosten van dit BMS niet verlagen. Omdat de gegevens kunnen worden verzonden, kan er achter mij een krachtig analyseplatform staan. Ik kan het vooraan vereenvoudigen. Er is alleen gegevensbemonstering of eenvoudige bescherming aan de voorkant. Voer een heel eenvoudige SOC-berekening uit, andere gegevens worden vanaf de achtergrond verzonden, dit is wat we nu doen, de volledige toestandschatting en bemonstering van de BMS hieronder, we passeren de energieopslagknooppuntcontroller en gaan uiteindelijk over naar het netwerk, energie opslag De knooppuntcontroller heeft een bepaald algoritme, het volgende is in feite detectie en egalisatie. De uiteindelijke berekening wordt uitgevoerd op het achtergrondnetwerk. Dit is de volledige systeemarchitectuur.

Laten we eens kijken naar de effectiviteit en eenvoud van de verandering van de onderste laag, namelijk egalisatie, laagspanningsverwerving en egalisatie-acquisitie tot huidige acquisitie. De energieopslagknooppuntcontroller vertelt het volgende hoe ermee om te gaan, inclusief de SOC wordt hier uitgevoerd en de achtergrond werkt weer. Dit is de slimme sensor, batterijbeheereenheid en intelligente knooppuntcontroller waar we al aan werken, wat de kosten van energieopslag aanzienlijk verlaagt.


Posttijd: juli-08-2020