Cómo extender la vida útil de las baterías de almacenamiento de energía?
2024-09-02

Para mejorar eficazmente las fluctuaciones de potencia y voltaje generadas por la energía fotovoltaica y eólica conectada a la red y su funcionamiento independiente, a menudo se resuelve integrando el almacenamiento de energía para formar una microrred. En la actualidad, las baterías son el almacenamiento de energía más común en las microrredes. Si bien las baterías de almacenamiento de energía garantizan eficazmente la estabilidad del funcionamiento de la microrred, su vida útil se acelera debido a cargas y descargas irregulares. Las baterías suelen fallar antes del ciclo de almacenamiento de energía planificado, lo que genera mayores costos de almacenamiento de energía.
Este artículo explica cómo extender la vida útil de las baterías de almacenamiento de energía desde las dos perspectivas de uso y diseño de las baterías de almacenamiento de energía para garantizar que podamos utilizar plenamente sus funciones y obtener la mejor rentabilidad.
I: El impacto del uso de baterías de almacenamiento de energía en la vida útil
La vida útil de las baterías de almacenamiento de energía depende de muchos factores, pero se pueden tomar algunas medidas durante su uso para extender su vida útil. Los siguientes son algunos métodos que se pueden tomar:

1. Evite sobrecargas y descargas excesivas:
La sobrecarga y la sobredescarga causarán daños a los materiales internos de la batería y acortarán su vida útil. Por lo tanto, se debe evitar exceder el límite de capacidad de la batería durante la carga y descarga.
2. Controle la velocidad de carga y la tasa de descarga:
Cargar demasiado rápido o descargar demasiado dañará la batería. Por lo tanto, se deben utilizar cargadores y equipos de descarga adecuados para controlar la velocidad de carga y la tasa de descarga.
3. Almacenamiento y mantenimiento adecuados:
Cuando la batería de almacenamiento de energía no esté en uso, debe almacenarse en un lugar seco con temperatura moderada. Verifique periódicamente la apariencia y el estado de carga de la batería, y trate y reemplace la batería a tiempo si encuentra alguna anomalía.
4. Evite ambientes con altas temperaturas y alta humedad:
Las altas temperaturas y la alta humedad afectarán el rendimiento y la vida útil de la batería. Por lo tanto, se deben evitar las baterías de almacenamiento de energía en ambientes de alta temperatura y alta humedad.
5. Mantenimiento y cuidado regulares:
El mantenimiento y cuidado regulares de las baterías de almacenamiento de energía, incluida la limpieza de la apariencia, la verificación de los conectores, etc., pueden extender la vida útil de la batería.
6. Elija baterías de marcas y calidad habituales:
La elección de baterías de marcas y calidad habituales puede garantizar la calidad y el rendimiento de las baterías y prolongar su vida útil.
En definitiva, para alargar la vida útil de las baterías de almacenamiento de energía es necesario considerarlas y mantenerlas desde múltiples aspectos. Los métodos de uso y mantenimiento correctos pueden mejorar eficazmente la vida útil y la confiabilidad de las baterías de almacenamiento de energía.
II: El impacto del diseño de la batería de almacenamiento de energía en la vida útil
1. Factores que afectan la vida útil de las baterías de almacenamiento de energía.
Temperatura:
• Una temperatura demasiado alta acelerará el envejecimiento de la batería y una temperatura demasiado baja reducirá la capacidad y la energía de la batería. Las baterías de almacenamiento de energía deben controlar razonablemente el rango de temperatura de funcionamiento para evitar condiciones de temperatura extremas. Un gradiente de temperatura excesivo aumentará la inconsistencia de la batería y es necesario optimizar el diseño del sistema de gestión térmica para reducir la diferencia de temperatura entre el interior y el exterior del grupo de baterías. Por ejemplo, muchos gabinetes de almacenamiento de energía ahora utilizan aire acondicionado o refrigeración líquida para ajustar la temperatura del sistema de almacenamiento de energía en tiempo real para garantizar que la batería de almacenamiento de energía siempre funcione a la temperatura más adecuada (aproximadamente 25 grados Celsius).
Tasa de carga y descarga:
• La carga y descarga de alta velocidad agravarán el cambio de volumen y el daño estructural del material del electrodo y reducirán el ciclo de vida de la batería. Las baterías de almacenamiento de energía deben controlar estrictamente la tasa máxima de carga y descarga. Generalmente se recomienda configurar la corriente de carga y descarga de la batería de almacenamiento de energía al 60% de la corriente máxima de carga y descarga durante el uso normal.
• Utilice una estrategia de reducción de potencia máxima para controlar el impacto de una gran corriente instantánea en la batería a través de PCS
Ventana Estado de carga (SOC):
SOC, o State of Charge, se refiere al estado de carga de la batería, es decir, la energía restante. Representa la relación entre la energía disponible restante y la energía en el estado de carga completa después de que la batería se haya utilizado o almacenado durante un período de tiempo.

• Evite que la batería esté en un estado de SOC alto (como >90%) o bajo (como <10%) durante mucho tiempo, lo que acelerará reacciones secundarias como la descomposición del electrolito y el daño de los electrodos.<10%) state for a long time, which will accelerate side reactions such as electrolyte decomposition and electrode damage.
• Un ajuste razonable de los límites superior e inferior de SOC, como 10%-90%, puede proporcionar suficiente capacidad disponible y al mismo tiempo garantizar la vida útil de la batería. ElHT INFINITEPOWER El sistema de almacenamiento de energía establece la capacidad de corte de descarga en 10% y la profundidad de descarga en 90%. Maximice la protección del estado de salud de la batería y extienda la vida útil de la batería de almacenamiento de energía.
Estrés mecánico:
• El material del electrodo sufrirá cambios de volumen durante ciclos de carga y descarga a largo plazo, generando tensión mecánica, lo que provocará daños estructurales y atenuación de la capacidad.
• Un control razonable del espesor y la porosidad de la lámina del electrodo y el uso de aglutinantes y colectores de corriente flexibles pueden aliviar eficazmente la tensión mecánica.
2. Formas efectivas de extender la vida útil de las baterías de almacenamiento de energía
Fortalecer la detección y combinación de baterías:
• Llevar a cabo exámenes integrales de fábrica y pruebas de rendimiento de las baterías, eliminar las baterías no calificadas y mejorar la consistencia de los lotes de baterías.

• Utilice tecnología de clasificación inteligente para unir baterías con rendimiento similar para formar grupos de baterías y reducir las diferencias de rendimiento entre celdas.
HT INFINITEPOWER baterías de almacenamiento de energíaTodos utilizan nuevas células de grado A producidas en 3 meses. Antes del ensamblaje, todas las células se vuelven a capacitar y se combinan para garantizar la consistencia de todas las células.
HT INFINITEPOWER baterías de almacenamiento de energíaTodos utilizan nuevas células de grado A producidas en 3 meses. Antes del ensamblaje, todas las células se vuelven a capacitar y se combinan para garantizar la consistencia de todas las células.
Optimice la estrategia de gestión de la batería:
• Evite la sobrecarga y descarga excesiva de las baterías y controle el voltaje de corte de carga y el voltaje de corte de descarga razonables.
• Utilice tecnología de equilibrio inteligente para ajustar el voltaje y el SOC de cada celda en tiempo real para reducir la inconsistencia.
• Implementar diagnósticos del estado de las baterías y alertas tempranas durante todo el ciclo de vida para descubrir y manejar rápidamente las baterías problemáticas.

Cuando se utilizan varias baterías en serie o en paralelo en un paquete de baterías, la diferencia en el voltaje de la batería es la manifestación más típica de desequilibrio. En ambos casos de SOC o desequilibrio de capacidad total, la batería con un SOC más alto está expuesta a un voltaje más alto. Por ejemplo, si una batería tiene menos capacidad que las otras tres conectadas en serie en el paquete, ¿qué pasará si todas arrancan con el mismo estado de carga? La carga CC/CV (corriente constante/voltaje constante) llevará el paquete a 4,2x4=16,8 V (típico). Sin embargo, los voltajes de las celdas individuales no serán iguales. Como se muestra en la Figura 5 a continuación, el voltaje de la batería de "baja capacidad" será mucho mayor que el del resto de baterías, mientras que el voltaje de la batería de capacidad normal tendrá un voltaje menor que cuando se carga normalmente. Cuando la capacidad total es inferior al 10%, el voltaje de la batería comienza a aumentar hasta el área peligrosa por encima de 4,3 V, lo que provocará una degradación adicional de esta batería e incluso se convertirá en un problema de seguridad.
El impacto de la degradación de la batería causada por el desequilibrio.se acelera automáticamente. Una vez que la capacidad de la batería es baja, se expone a voltajes cada vez más altos durante la carga, lo que hace que se degrade más rápido, lo que hace que su capacidad sea aún más pequeña, cerrando así el ciclo desbocado. Para eliminar el impacto de este desequilibrio en la seguridad y los efectos de acortamiento de la vida útil de la batería de almacenamiento de energía,HT INFINITEPOWER equipa la batería de almacenamiento de energía con una placa de equilibrio activa que puede identificar automáticamente las diferencias de voltaje y resistencia interna de cada celda, equilibrar inteligentemente la batería de almacenamiento de energía y garantizar la consistencia de la batería de almacenamiento de energía.
Mejorar la gestión térmica de la batería:
• Las diferencias excesivas de temperatura dentro y entre los grupos de baterías agravarán el envejecimiento de la batería y reducirán la confiabilidad. Es necesario diseñar un sistema de gestión térmica razonable para reducir las diferencias de temperatura y controlar el rango de temperatura de funcionamiento óptimo.

• Utilice tecnologías avanzadas de gestión térmica, como refrigeración líquida y materiales de cambio de fase, para mejorar la eficiencia de disipación de calor y reducir el riesgo de fuga térmica. (Inserte aquí un gabinete de refrigeración líquida, escúpelo para mostrar la tubería de refrigeración líquida y márquelo en el diagrama)
• Combinado con monitoreo de temperatura en tiempo real, advertencia de fuga térmica y protección para la batería.
Fortalecer la protección y el mantenimiento de la batería:
• Las baterías de almacenamiento de energía están expuestas a ambientes exteriores durante mucho tiempo y se requieren medidas de protección confiables. Utilice carcasas protectoras de alto nivel para evitar la entrada de lluvia, polvo, etc. y cumpla con los requisitos de resistencia al agua, al polvo y a la corrosión.
• Realice periódicamente inspecciones y mantenimiento de rutina de las baterías de almacenamiento de energía, incluida la limpieza, el ajuste, las pruebas de aislamiento, etc., para eliminar posibles riesgos de seguridad.
• Establecer un plan de emergencia contra accidentes y configurar la protección contra incendios, el monitoreo y otras instalaciones de seguridad necesarias para minimizar el riesgo de accidentes.

El ciclo de vida y la confiabilidad desistema de almacenamiento de energíaLas baterías son factores clave que afectan la viabilidad técnica y económica de los proyectos de almacenamiento de energía. Mejorar el ciclo de vida y la confiabilidad de las baterías requiere una optimización integral del rendimiento de la batería y las condiciones de uso desde múltiples aspectos, incluidos los materiales de la batería, el diseño de la batería, la integración del sistema y la gestión de operación y mantenimiento.
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