Comment prolonger la durée de vie des batteries de stockage d'énergie？
2024-09-02
Afin d'améliorer efficacement les fluctuations de puissance et de tension générées par l'énergie photovoltaïque et éolienne connectée au réseau et par un fonctionnement indépendant, ce problème est souvent résolu en intégrant le stockage d'énergie pour former un micro-réseau. À l’heure actuelle, les batteries constituent le stockage d’énergie le plus courant dans les micro-réseaux. Alors que les batteries de stockage d’énergie assurent efficacement la stabilité du fonctionnement des micro-réseaux, leur durée de vie est accélérée en raison d’une charge et d’une décharge irrégulières. Les batteries tombent souvent en panne avant le cycle de stockage d’énergie prévu, ce qui entraîne une augmentation des coûts de stockage d’énergie.
Cet article explique comment prolonger la durée de vie des batteries de stockage d'énergie du point de vue de l'utilisation et de la conception des batteries de stockage d'énergie afin de garantir que nous pouvons utiliser pleinement leurs fonctions et obtenir la meilleure rentabilité.
I : L'impact de l'utilisation de batteries de stockage d'énergie sur la durée de vie
La durée de vie des batteries de stockage d'énergie dépend de nombreux facteurs, mais certaines mesures peuvent être prises lors de leur utilisation pour prolonger leur durée de vie. Voici quelques méthodes qui peuvent être utilisées :
1. Évitez les surcharges et les décharges excessives :
Une surcharge et une décharge excessive endommageront les matériaux internes de la batterie et réduiront sa durée de vie. Par conséquent, il convient d’éviter de dépasser la limite de capacité de la batterie pendant la charge et la décharge.
2. Contrôlez la vitesse de charge et le taux de décharge :
Une charge trop rapide ou une décharge trop élevée endommagera la batterie. Par conséquent, des chargeurs et des équipements de décharge appropriés doivent être utilisés pour contrôler la vitesse de charge et le taux de décharge.
3. Stockage et entretien appropriés :
Lorsque la batterie de stockage d'énergie n'est pas utilisée, elle doit être stockée dans un endroit sec à température modérée. Vérifiez régulièrement l'apparence et l'état de charge de la batterie, et traitez et remplacez la batterie à temps si une anomalie est détectée.
4. Évitez les environnements à haute température et à forte humidité :
Un environnement à température élevée et à humidité élevée affectera les performances et la durée de vie de la batterie. Par conséquent, les batteries de stockage d’énergie doivent être évitées dans des environnements à haute température et à forte humidité.
5. Entretien et soins réguliers :
L'entretien et l'entretien réguliers des batteries de stockage d'énergie, y compris le nettoyage de l'apparence, la vérification des connecteurs, etc., peuvent prolonger la durée de vie de la batterie.
6. Choisissez des piles de marques et de qualité régulières :
Choisir des batteries de marques et de qualité régulières peut garantir la qualité et les performances des batteries et prolonger la durée de vie des batteries.
Bref, pour prolonger la durée de vie des batteries de stockage d’énergie, il est nécessaire de les considérer et de les entretenir sous de multiples aspects. Des méthodes d'utilisation et d'entretien correctes peuvent améliorer efficacement la durée de vie et la fiabilité des batteries de stockage d'énergie.
II : L'impact de la conception des batteries de stockage d'énergie sur la durée de vie
1. Facteurs affectant la durée de vie des batteries de stockage d'énergie
Température:
• Une température trop élevée accélérera le vieillissement de la batterie, et une température trop basse réduira la capacité et la puissance de la batterie. Les batteries de stockage d'énergie doivent contrôler raisonnablement la plage de température de fonctionnement pour éviter des conditions de température extrêmes. Un gradient de température excessif entraînera une augmentation des incohérences de la batterie et la conception du système de gestion thermique doit être optimisée pour réduire la différence de température entre l'intérieur et l'extérieur du groupe de batteries. Par exemple, de nombreuses armoires de stockage d'énergie utilisent désormais la climatisation ou le refroidissement liquide pour ajuster la température du système de stockage d'énergie en temps réel afin de garantir que la batterie de stockage d'énergie fonctionne toujours à la température la plus appropriée (environ 25 degrés Celsius).
Taux de charge et de décharge:
• Des charges et décharges élevées aggraveront le changement de volume et les dommages structurels du matériau de l'électrode, et réduiront la durée de vie de la batterie. Les batteries de stockage d'énergie doivent contrôler strictement le taux de charge et de décharge maximum. Il est généralement recommandé de régler le courant de charge et de décharge de la batterie de stockage d'énergie à 60 % du courant de charge et de décharge maximum lors d'une utilisation normale.
• Utiliser une stratégie de réduction de puissance de pointe pour contrôler l'impact d'un courant instantané important sur la batterie via PCS.
Fenêtre d'état de charge (SOC) :
SOC, ou State of Charge, fait référence à l'état de charge de la batterie, c'est-à-dire à la puissance restante. Il représente le rapport entre la puissance disponible restante et la puissance à l’état complètement chargé après que la batterie a été utilisée ou stockée pendant un certain temps.
• Évitez que la batterie soit dans un état SOC élevé (par exemple > 90 %) ou faible (par exemple < 10 %) pendant une longue période, car cela accélérerait les réactions secondaires telles que la décomposition de l'électrolyte et l'endommagement des électrodes.<10%) state for a long time, which will accelerate side reactions such as electrolyte decomposition and electrode damage.
• Un réglage raisonnable des limites supérieures et inférieures du SOC, telles que 10 % à 90 %, peut fournir une capacité disponible suffisante tout en garantissant la durée de vie de la batterie. LeHT INFINITEPOWER Le système de stockage d'énergie règle la capacité de coupure de décharge à 10 % et la profondeur de décharge à 90 %. Maximisez la protection de l'état de santé de la batterie et prolongez la durée de vie de la batterie de stockage d'énergie.
Contrainte mécanique:
• Le matériau de l'électrode subira des changements de volume au cours des cycles de charge et de décharge à long terme, générant des contraintes mécaniques, conduisant à des dommages structurels et à une atténuation de capacité.
• Un contrôle raisonnable de l'épaisseur et de la porosité de la feuille d'électrode, ainsi que l'utilisation de collecteurs de courant flexibles et de liants peuvent atténuer efficacement les contraintes mécaniques.
2. Des moyens efficaces pour prolonger la durée de vie des batteries de stockage d’énergie
Renforcer le contrôle et la correspondance des batteries :
• Effectuer une sélection complète en usine et des tests de performances des batteries, éliminer les batteries non qualifiées et améliorer la cohérence des lots de batteries.
• Utiliser une technologie de tri intelligente pour faire correspondre les batteries ayant des performances similaires afin de former des groupes de batteries et de réduire les différences de performances entre les cellules.
HT INFINITEPOWER batteries de stockage d'énergietous utilisent de nouvelles cellules de qualité A produites dans les 3 mois. Avant l'assemblage, toutes les cellules sont recapacitées et appariées pour garantir la cohérence de toutes les cellules.
HT INFINITEPOWER batteries de stockage d'énergietous utilisent de nouvelles cellules de qualité A produites dans les 3 mois. Avant l'assemblage, toutes les cellules sont recapacitées et appariées pour garantir la cohérence de toutes les cellules.
Optimiser la stratégie de gestion de la batterie :
• Évitez la surcharge et la décharge excessive des batteries et contrôlez une tension de coupure de charge et une tension de coupure de décharge raisonnables.
• Utilisez une technologie d'équilibrage intelligente pour ajuster la tension et le SOC de chaque cellule en temps réel afin de réduire les incohérences.
• Mettre en œuvre un diagnostic de l'état de la batterie et une alerte précoce tout au long du cycle de vie pour détecter et gérer rapidement les batteries problématiques.
Lorsque plusieurs batteries sont utilisées en série ou en parallèle dans un bloc-batterie, la différence de tension de la batterie est la manifestation la plus typique d'un déséquilibre. Dans les deux cas de SOC ou de déséquilibre de capacité totale, la batterie avec un SOC plus élevé est exposée à une tension plus élevée. Par exemple, si une batterie a moins de capacité que les trois autres connectées en série dans le pack, que se passera-t-il si elles démarrent toutes au même état de charge ? La charge CC/CV (courant constant/tension constante) amènera le pack à 4,2x4=16,8 V (typique). Cependant, les tensions des cellules individuelles ne seront pas égales. Comme le montre la figure 5 ci-dessous, la tension de la batterie « faible capacité » sera beaucoup plus élevée que celle du reste des batteries, tandis que la tension de la batterie de capacité normale aura une tension inférieure à celle lorsqu'elle est chargée normalement. Lorsque la capacité totale est inférieure à 10 %, la tension de la batterie commence à atteindre la zone dangereuse au-dessus de 4,3 V, ce qui entraînera une dégradation supplémentaire de cette batterie et deviendra même un problème de sécurité.
L'impact de la dégradation de la batterie causée par un déséquilibreest automatiquement accéléré. Une fois que la capacité de la batterie est faible, elle est exposée à des tensions de plus en plus élevées pendant la charge, ce qui entraîne une dégradation plus rapide, rendant sa capacité encore plus petite, fermant ainsi le cycle d'emballement. Afin d'éliminer l'impact de ce déséquilibre sur la sécurité et les effets de réduction de la durée de vie de la batterie de stockage d'énergie,HT INFINITEPOWER équipe la batterie de stockage d'énergie d'un tableau d'équilibrage actif qui peut identifier automatiquement les différences de tension et de résistance interne de chaque cellule, équilibrer intelligemment la batterie de stockage d'énergie et assurer la cohérence de la batterie de stockage d'énergie.
Améliorer la gestion thermique de la batterie :
• Des différences de température excessives au sein et entre les groupes de batteries aggraveront le vieillissement de la batterie et réduiront sa fiabilité. Un système de gestion thermique raisonnable doit être conçu pour réduire les différences de température et contrôler la plage de température de fonctionnement optimale.
• Utiliser des technologies avancées de gestion thermique telles que le refroidissement liquide et les matériaux à changement de phase pour améliorer l'efficacité de la dissipation thermique et réduire le risque d'emballement thermique. (Insérez une armoire de refroidissement liquide ici, crachez pour montrer le pipeline de refroidissement liquide et marquez-le sur le schéma)
• Combiné avec une surveillance de la température en temps réel, un avertissement d'emballement thermique et une protection de la batterie.
Renforcer la protection et la maintenance de la batterie :
• Les batteries de stockage d'énergie sont exposées à des environnements extérieurs pendant une longue période et des mesures de protection fiables sont nécessaires. Utilisez des coques de protection de haut niveau pour empêcher la pluie, la poussière, etc. de s'introduire et répondre aux exigences d'étanchéité, de résistance à la poussière et à la corrosion.
• Effectuez régulièrement des inspections et un entretien de routine sur les batteries de stockage d'énergie, y compris le nettoyage, le serrage, les tests d'isolation, etc., afin d'éliminer les risques potentiels pour la sécurité.
• Établir un plan d'urgence en cas d'accident et configurer les installations de protection incendie, de surveillance et autres installations de sécurité nécessaires pour minimiser le risque d'accident.
La durée de vie et la fiabilité desystème de stockage d'énergieles batteries sont des facteurs clés affectant la faisabilité technique et économique des projets de stockage d’énergie. L'amélioration de la durée de vie et de la fiabilité des batteries nécessite une optimisation complète des performances et des conditions d'utilisation des batteries sous de multiples aspects, notamment les matériaux des batteries, la conception des batteries, l'intégration du système et la gestion de l'exploitation et de la maintenance.
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