Az energiatároló rendszerek a nagyobb kapacitás, nagyobb energiasűrűség, hosszabb élettartam és alacsonyabb rendszerköltségek felé haladnak. A lítium akkumulátoripar egyik legszembetűnőbb tendenciája az energiatároló akkumulátorcellák kapacitásának gyors növekedése.

A 280 Ah-s és 314 Ah-s prizmacellákat éveken át széles körben használták a nagy-energiatároló alkalmazásokban. Az ipar azóta a nagyobb formátumok felé mozdult el, az 500 Ah, 600 Ah, 700 Ah és még nagyobb{7}}kapacitású cellák egyre nagyobb figyelmet vonzanak.

De vajon a nagyobb akkumulátorcella mindig jobb energiatároló rendszert jelent?

Nem feltétlenül.

A cellák kapacitásának növelése csökkentheti az ESS akkumulátorcsomagban szükséges cellák és csatlakozások számát, de a nagyobb cellák új kihívásokat is jelentenek a hőkezelés, a gyártás, a tesztelés, a biztonság és a csomagintegráció terén.

Az akkumulátorgyártók számára az igazi kérdés nem egyszerű"Mekkora legyen a cella kapacitása?", hanem inkább "Hogyan lehet egy nagy{0}}kapacitású cellát hatékonyan és megbízhatóan integrálni egy energiatároló akkumulátorcsomagba?"

Az akkumulátorcella kapacitását általában amper{0}}órában (Ah) fejezik ki. Azt jelzi, hogy egy cella elméletileg mekkora elektromos töltést képes leadni meghatározott feltételek mellett.

Például egy 300 Ah-s cella elméletileg 300 A-t képes leadni egy órán keresztül, bár a tényleges használható kapacitás az akkumulátor kémiájától, az üzemi körülményektől, a kisülési sebességtől, a hőmérséklettől és egyéb tényezőktől függ.

Az energiatároló iparban a prizmás lítium-vas-foszfát (LiFePO4) cellákat széles körben használják a biztonság, a ciklus élettartama és a költség kombinációja miatt.

Ahogy az energiatárolási projektek egyre terjednek, az akkumulátorgyártók egyre gyakrabban alkalmaznak nagy{0}}kapacitású prizmacellákat, hogy egyszerűsítsék az akkumulátormodulok és -csomagok kialakítását.

A körülbelül 280Ah-s{1}}osztályú cellákról a 300Ah+, 500Ah+ és 600Ah+ formátumok felé történő fejlesztés egy szélesebb iparági célkitűzést tükröz:több energiát tárol kevesebb egyedi cellával, és csökkenti a teljes akkumulátorrendszer összetettségét.

A nagyobb akkumulátorcellák irányába mutató trend mögött több ok is áll.

1. Kevesebb cella csökkentheti a rendszer összetettségét

Vegyünk egy olyan energiatároló rendszert, amely nagy mennyiségű tárolt energiát igényel.

Kisebb -kapacitású cellák használata esetén a rendszernek nagyobb számú egyedi cellára van szüksége, hogy azonos összenergia-kapacitást érjen el. A nagyobb számú cella több elektromos csatlakozást, gyűjtősínt, felügyeleti pontot, mechanikai alkatrészt és potenciális hibapontot is jelent.

A nagyobb{0}}kapacitású cellák használata csökkentheti a teljes sejtszámot.

Ez leegyszerűsítheti:

• Akkumulátor modul kialakítása
• Gyűjtősín és csatlakozó szerkezetek
• Sejtkezelés
• Vezeték
• Mechanikai összeszerelés
• Karbantartás
• Gyártási folyamatok

Nagy-léptékű ESS-projektek esetén az egyes összetevők számának csökkentése jelentős hatással lehet a gyártási és rendszerintegrációs költségekre.

2. A nagyobb kapacitás javíthatja a csomag{1}}szintű energiasűrűséget

A nagyobb{0}}formátumú cellák rendszerszinten is hozzájárulhatnak a magasabb energiasűrűséghez.

Ezt azonban fontos megértenia sejtkapacitás és az energiasűrűség nem ugyanaz.

A magasabb Ah besorolású akkumulátorcellák Wh/kg vagy Wh/L teljesítménye nem lesz automatikusan magasabb.

Az energia a feszültségtől és a kapacitástól is függ:

Energia (Wh)=Feszültség (V) × Kapacitás (Ah)

Ezért a nagykapacitású energiatároló cella értékelésekor a gyártóknak a következőket kell figyelembe venniük:

• Sejtkapacitás
• Cellafeszültség
• Gravimetrikus energiasűrűség
• Térfogati energiasűrűség
• A cella méretei
• Súly
• Ciklusélettartam
• Töltési/kisütési sebesség

A legjobb cella nem feltétlenül a legmagasabb Ah besorolású. Ez az, amely a legjobb általános teljesítményt nyújtja a tervezett ESS-alkalmazáshoz.

3. Alacsonyabb gyártási és integrációs költségek

A cellák számának csökkentése az akkumulátorcsomag gyártási folyamatát is leegyszerűsítheti.

Például a kevesebb cella kevesebbet jelenthet:

• Hegesztési pontok
• Elektromos csatlakozások
• Szigetelő alkatrészek
• Sejttartók
• Vezetékek
• Monitoring csatornák

Ez segíthet a gyártóknak csökkenteni az összeszerelési időt és javítani a gyártás hatékonyságát.

Az előny azonban csak akkor érhető el, ha a gyártóberendezést az adott cellaformátumhoz és csomagarchitektúrához tervezték.

Ez az oka annakakkumulátorcella tesztelése, válogatás, egymásra rakás, hegesztés, BMS-teszt és -végi-tesztegyre fontosabbá válik, ahogy az energiatároló akkumulátorcellák egyre nagyobbak lesznek.

A nagy-formátumú energiatároló cellák egyértelmű előnyöket kínálnak, ugyanakkor új mérnöki kihívásokat is jelentenek.

1. A hőkezelés fontosabbá válik

A hőkezelés az egyik legfontosabb szempont a nagy{0}}kapacitású lítium akkumulátorcelláknál.

A töltés és kisütés során az akkumulátorcella hőt termel. Ahogy a cella fizikai mérete és kapacitása növekszik, a hőmérséklet egyenletességének kezelése a cellában és a modulban egyre nagyobb kihívást jelent.

A mag és a felület közötti hőmérsékletkülönbségek befolyásolhatják:

• Az akkumulátor teljesítménye
• A töltés hatékonysága
• Ciklusélettartam
• Sejtkonzisztencia
• Biztonság

Emiatt a nagyméretű ESS akkumulátorrendszerekhez egyre inkább gondosan megtervezett hőkezelési rendszerekre és megbízható hőmérséklet-felügyeletre van szükség.

Maga az akkumulátorcella csak egy része a biztonsági egyenletnek. A cellatervezésnek, a modulszerkezetnek, a hűtési architektúrának, a BMS-stratégiának, az elektromos védelemnek és a gyártási minőségnek együtt kell működnie.

2. A nagyobb cellák pontosabb gyártást igényelnek

Ahogy az akkumulátorcellák egyre nagyobbak lesznek, a gyártás következetessége egyre fontosabbá válik.

A cella kapacitásában, feszültségében, belső ellenállásában vagy töltöttségi állapotában fennálló kis különbségek egyensúlyhiányt idézhetnek elő, ha több cellát csatlakoztatnak egymáshoz.

Az ESS akkumulátorcsomagok gyártásához ezért a cellákat összeszerelés előtt tesztelni kell, és elektromos jellemzőik szerint csoportosítani kell.

A tipikus cellaosztályozási és -rendezési paraméterek a következők:

• Kapacitás
• Nyitott{0}}áramköri feszültség (OCV)
• Belső ellenállás (IR)
• Töltési/kisütési teljesítmény
• Egyéb alkalmazás--specifikus paraméterek

Egy megbízhatóakkumulátorcella-vizsgáló gép ésakkumulátor válogató gépsegíti a gyártókat abban, hogy a hasonló jellemzőkkel rendelkező cellákat ugyanabba az akkumulátormodulba csoportosítsák.

3. A cellaillesztés kritikussá válik

Az akkumulátor teljesítménye nagymértékben függ a cella konzisztenciájától.

Ha lényegesen eltérő kapacitású vagy belső ellenállásértékű cellákat szerelnek ugyanabba a modulba, a cellák eltérően viselkedhetnek töltés és kisütés során.

Ez a következőkhöz vezethet:

• Egyenetlen feszültségeloszlás
• Különböző hőmérséklet-emelkedés
• Csökkentett használható kapacitás
• Gyorsabb lebomlás
• Fokozott egyensúlyozási követelmények

Emiatt az akkumulátorcellák osztályozása fontos lépés a modul összeszerelése előtt.

A prizmatikus ESS-akkumulátorok esetében az automatizált vagy félig{0}}automata cellatesztelő és -válogató berendezések segíthetnek a gyártóknak a vizsgálati adatok összegyűjtésében és a cellák osztályozásában, mielőtt egymásra helyeznék.

Következtetés: A nagyobb nem mindig jobb

A nagy{0}}kapacitású energiatároló cellák irányába mutató tendencia valószínűleg nem tűnik el.

A nagyobb-kapacitású cellák csökkenthetik az energiatároló akkumulátorrendszerben szükséges cellák számát, egyszerűsíthetik a modul architektúráját, csökkenthetik a csatlakozási pontokat, és potenciálisan csökkenthetik a gyártási és integrációs költségeket.

A nagyobb cellák azonban kihívásokat is jelentenek a hőkezelés, a cellakonzisztencia, a tesztelés, a mechanikai összeszerelés, a hegesztés és a biztonság terén.

Ezért az ESS akkumulátortechnológiájának jövője nem egyszerűen a legnagyobb Ah besorolásért való verseny.

GYIK

A nagyobb energiatároló cellák jobbak?

Nem feltétlenül. A nagyobb cellák csökkenthetik a sejtszámot és a rendszer bonyolultságát, de nagyobb kihívásokat is jelenthetnek a hőkezelés, a gyártás és a biztonság terén. A legjobb cella az adott ESS-alkalmazástól függ.

Miért válnak népszerűvé a 300Ah-s, 500Ah-s és nagyobb cellák energiatárolásra?

A nagyobb-kapacitású cellák több energiát tudnak tárolni cellánként, csökkentve az akkumulátorrendszerben szükséges cellák és elektromos csatlakozások számát. Ez leegyszerűsítheti az akkumulátormodul tervezését és potenciálisan csökkentheti a rendszer költségeit.

Milyen tesztek fontosak a nagy{0}}kapacitású energiatároló celláknál?

A kapacitás, a feszültség, a belső ellenállás, a töltési/kisütési teljesítmény és a konzisztencia fontos paraméterek. A további tesztelési követelmények az akkumulátor kémiájától és alkalmazásától függenek.

Milyen felszerelésre van szükség az ESS akkumulátorcsomag összeszereléséhez?

Egy tipikus ESS akkumulátorcsomag gyártósor tartalmazhat akkumulátorcella-tesztelő és -válogató berendezéseket, rakat- és présgépeket, lézeres tisztítóberendezéseket, lézeres hegesztőgépeket, EOL-tesztelőket, BMS-tesztelőket, átfogó akkumulátorcsomag-tesztelőket és öregedő berendezéseket.

Használhatók-e a nagy-kapacitású prizmatikus cellák automatizáltanakkumulátorcsomag-összeszerelő sorok?

Igen. Az automatizált és félautomata{1}}összeszerelő sorok különböző prizmás cellaméretek és csomagkonfigurációk alapján tervezhetők. A berendezést és a folyamatot testre kell szabni a cella méretének, a modulszerkezetnek, a hegesztési módszernek, a gyártási kapacitásnak és a vizsgálati követelményeknek megfelelően.

Lépjen kapcsolatba most