Welche Fortschritte wurden bei der Anwendungsforschung von Kaskadenbatterien im Energiespeicher erzielt?

Auf der kürzlich abgehaltenen 8. internationalen Energiespeicherkonferenz in China hielt Yang Kai, Direktor des Forschungsbüros für Ontologie-Technologie für energiespeicherbatterien des chinesischen Forschungsinstituts für elektrische Energie Co., LTD., Eine wunderbare Rede mit dem Titel "Forschung zur Anwendung von Kaskadenenergie" Batterie im Energiespeicher "in der Sondersitzung des Energiespeicherkraftwerks.

Die Rede ist wie folgt:

Yang Kai: Hallo, alle zusammen. Ich bin Yang Kai vom chinesischen Forschungsinstitut für elektrische Energie. Heute möchte ich Ihnen einige unserer Arbeiten zur Batterienutzung vorstellen. Da die Batterie mit Kaskadenauslastung mittlerweile ein heißes Thema ist, beschäftigt sich das chinesische Institut für Elektrotechnik seit 2012 seit etwa fünf oder sechs Jahren mit diesem Thema. Verstehen Sie zunächst die Phase anhand des technischen Hintergrunds, den Hintergrund, den wir aufgrund unserer Erfahrung aus verschiedenen Bereichen besser kennen Die Elektroautos des Landes sind jetzt in eine rasante Entwicklungsphase eingetreten. Im Jahr 2017 wurden 777000 Einheiten verkauft. Es wird erwartet, dass 2018 mehr als 1 Million Fahrzeuge verkauft werden. Dies ist damit verbunden, dass die Anzahl der stillgelegten Elektroautobatterien schrittweise steigt und sein Ruhestand im Jahr 2020 20 GWH erreichen wird Bis zum Jahr 2025 werden voraussichtlich 90 GWH erreicht. Bei einer so großen Anzahl von Batterien im Ruhestand ist eine Kaskadennutzung durchaus erforderlich.

Die sogenannte Kaskadenauslastung besteht darin, die ausgemusterte Leistungsbatterie neu anzupassen und in einigen Fällen mit relativ geringer Auslastungsrate wiederzuverwenden. Gegenwärtig gibt es drei Anwendungen der Kaskadennutzung, die erste ist das kaskadierte Elektrofahrzeug, die zweite ist der Energiespeicher des Stromnetzes und die dritte ist die Anwendung der Kommunikationsbasisstation.

Für die Anordnung im Sinne der Nutzung haben wir hauptsächlich drei Aspekte zusammengefasst: Einer ist, dass er die Lebensdauer der Batterie verlängern und den Wert des gesamten Lebenszyklusgebrauchs verbessern kann, wenn die Batterie in der Phase des verwendeten Piloten noch bleibt in der Lage sein zu profitieren, kann es auch die Anwendung im Bereich der Elektrofahrzeuge in getarnter Form beim Kauf von Batteriekosten reduzieren; Der zweite Aspekt ist die Energiespeicherung. Wenn die Kaskadennutzung im Vergleich zur neuen Batterie auf den Energiespeicher des Stromnetzes angewendet werden kann, werden die Kosten für das Energiespeicherprojekt und auch die Kosten für den Stromverbrauch der Benutzer beim Energiespeicher gesenkt. Der dritte Aspekt ist die Verkörperung der vollständigen Nutzung von Ressourcen mit besseren Umweltvorteilen.

Gegenwärtig wurden in der Branche der Kaskadennutzung viele Demonstrationsprojekte im In- und Ausland durchgeführt. In China gibt es hauptsächlich Byd, Baic New Energy, Iron Tower Group, State Grid Corporation of China, Southern Grid usw., und einige Demonstrationsprojekte wurden durchgeführt. Technologie in der Verwendung der Phase als Hauptentwicklung derzeit, die Technologie der Haupt einschließlich Batteriestatus Bewertung, nach dem Ausscheiden aus den Batterien des Elektrofahrzeugs, ist es, welche Art von Gesundheitszustand, der Wert, wie viel auf einen anderen angewendet werden kann, Sortierung Die Reorganisation, ist ein weiterer Pilotgebrauch. Die Sicherheit der Batterie wird reduziert. Das Sicherheitsmanagement hat einige Arbeiten zu erledigen. Aus der Analyse der nationalen und internationalen Technologieentwicklungstrends können wir grundsätzlich zwei Entwicklungstrends ableiten. Das erste ist die Anwendung einer Batterie mit Kaskadenauslastung vom frühen Stadium der Zerlegung der Batterie in eine Einheit bis zum aktuellen Mainstream-Technologietrend ist die Anwendung des gesamten Moduls. Der zweite Trend ist der Umfang der Demonstrationsprojekte vom ersten Kilowatt bis zum aktuellen Megawatt.

Gegenwärtig glauben wir, dass die Anwendung von Energiespeichern ein wirksames Mittel für den großflächigen Verbrauch von Batterien im Ruhestand ist. Gegenwärtig kann die neue Energieerzeugung wahrscheinlich die stillgelegten Batterien mit 120 GWh absorbieren, und die Kaskadennutzung von Batterien bietet Chancen für die niedrigen Stromkosten. Gegenwärtig gibt es einen weiteren signifikanten Vorteil der Kaskadennutzungsbatterie im Hinblick auf die Energiespeicherung. Dies liegt daran, dass die Szenen der Energiespeicherung sehr umfangreich sind, was einige Anwendungsszenen für Batterien im Ruhestand mit unterschiedlichen Leistungen bieten kann. Hier sind fünf Hauptszenarien, auf die ich nicht eingehen werde.

Der zweite Aspekt besteht darin, einige der Arbeiten vorzustellen, die wir in den letzten Jahren bei der Nutzung von Batteriekaskaden geleistet haben.

Wir stützen uns auf den neuen Energiespeicher von 2016, der vom staatlichen Schlüssellabor für Parallelbetriebssteuerung genehmigt wurde. Wir verwenden Phasenzustandsschätzung, Lebensdauervorhersage, Systemintegration, wirtschaftliche Bewertung usw. Die Forschungsarbeiten haben wir in Zhang Bei Energiespeicher Experimentierbasis machte auch mehrere Demonstrationsprojekte, ich stelle heute einige Arbeiten vor.

Wir haben hauptsächlich drei Batterietypen untersucht. Eine Batterie ist die Batterie, die aus den Elektroautos der Olympischen Spiele 2008 ausgeschieden ist. Dies ist die Lithium-Mangan-Säure-Batterie, die 2012 ausgemustert wurde. Die zweite Kategorie sind die Batterien, die im K9-Elektrofahrzeug in Shenzhen verwendet wurden und die 2015 ausgemustert wurden. Die dritte Kategorie sind die Batterien, die im Xuejiadao-Elektrofahrzeug in Qingdao verwendet wurden. die im Jahr 2016 in den Ruhestand gegangen sind.

Die ausgemusterte Lithium-Manganat-Batterie ist die Art von Batterie, die 2012 ausgemustert wurde. Nach unseren Tests beträgt die Hauptkapazität dieser Batterien etwa 55 Amperestunden. Theoretisch werden 80% der in Elektroautos verwendeten Batterien ausgemustert, aber diese Batterie hat hier nur eine Kapazität von 50% bis 60%. Aus dem Innenwiderstand können wir auch ersehen, dass seine Streuung relativ groß ist, der anfängliche Innenwiderstand, die neue Batterie 0,5 - 0,6, die Streuung nach der Pensionierung relativ groß ist, die größte 1,5 Ohm, also haben wir sie in etwa geteilt 6 Gänge. In Bezug auf die Kapazitätsbeibehaltungsrate sollte gesagt werden, dass etwa die Hälfte der Batteriekapazitätsbeibehaltungsrate immer noch relativ gut ist, was mehr als 95% ausmachen kann.

Wir haben die Leistungs- und Temperaturanstiegeeigenschaften dieser Batterie gemessen. Aus Sicht des Heizwertes beträgt der Temperaturanstieg bei 50 Ampere etwa 5 Grad. Wir haben die tatsächliche Lebensdauer anhand dieser Batterie berechnet. Wir haben ein Szenario ausgewählt, das sich unter USV-Bedingungen befand, und die Anpassungsbewertung durchgeführt. Wir haben die Kapazitätsbeibehaltungsrate und die Formel für Regale berechnet, und die erwartete Lebensdauer dieser Batterie betrug unter USV-Bedingungen etwa 3 Jahre. Als Bewertung der Peak-to-Trough-Anwendung beträgt die Lebensdauer der Batterie etwa 1.500-mal, wenn sie sich in einem Peak-to-Trough-Zustand befindet. Als reibungslosen Betriebszustand haben wir vier Batterien ausgewählt, eine hat ungefähr die gleiche Kapazität, Innenwiderstand von verschiedenen, die zweite ist Innenwiderstand, fast Kapazitätsänderungen, Vorhersage in reibungslosem Zustand, Sie können die Leistung dieser Batterie in reibungslosem Zustand sehen Die Leistung ist nicht sehr gut, wie aus der Abbildung mit schlechtem Rückhaltevermögen ersichtlich ist.

Wir haben 7 Sicherheitstests mit dieser Batterie gemäß den Standards von 2006 durchgeführt. Die Batterie konnte alle 7 Sicherheitstests bestehen und konnte kein Feuer fangen oder explodieren. Aus diesem Grund haben wir ein Energiespeichersystem hergestellt, Batteriepack in dxing elektrische Taxis Ladung im Kraftwerk, das Produkt nach der Teilnahme am Betrieb, die Schleife ist weniger als 100-mal, stark reduzieren Batterieleistung, ist die Konsistenz der Batterie zu verstreut, schnell verteilt, die Batterie, wenn wir in der Baugruppe, es wird in Monomer aufgeteilt, nach einer sehr feinen Sortierung, Reorganisation, und bildete ein neues Modul und Systeme, obwohl auch seine Leistung stark abnahm. Daher können wir grundsätzlich beurteilen, dass die vor 2012 hergestellten salzigen Lebensmittel aufgrund ihrer begrenzten Produktionskapazität von geringem Wert sind.

Schauen wir uns nun die zweite Batterie an, die 200-Ampere-Stunden-lithium-eisenphosphat-batterie, die aus dem K9-Bus ausgeschieden ist. Zu Beginn waren es 200 Ampere, und als wir es auf etwa 150 bis 160 erreichten, konnten wir feststellen, dass die Batterie eine sehr geringe Streuung und eine gute Konsistenz aufwies. Die Kapazität lag im Wesentlichen zwischen 145 und 160, und der Innenwiderstand nahm nicht viel zu. Die Kapazitätsbeibehaltungsrate war ebenfalls sehr gut.

Es ist ersichtlich, dass die Leistung des Akkus beim Laden und Entladen gut ist. In Bezug auf die Auftriebseigenschaften haben wir die Temperatur bei 0,5 ° C, 1 ° C und 2 ° C gemessen. Im Zustand von 0,5 ° C steigt die Temperatur um etwa 2 Grad, 1 ° C um mehr als 5 ° C und 2 ° C um mehr als 10 ° C. Daher empfehlen wir, den Temperaturanstieg unter Berücksichtigung seiner sicheren Verwendung innerhalb von 5 Grad zu kontrollieren.

Im Sicherheitstest schien sich die Batterie ebenfalls zu wölben, aber durch diese Sicherheitstests gibt es kein Problem.

Wir haben uns auf die Analyse der Batterielebensdauer konzentriert. Bei dieser Batterie haben wir 100 Prozent DOD, volle Ladung, 80 Prozent DOD und 20 Prozent DOD durchgeführt. Sie können sehen, dass diese Batterie bei 100 Prozent DOD 4.000 Zyklen getestet hat und immer noch 93 Prozent Kapazität hat. 80 Prozent DOD wurden 5.000 Mal getestet und hatten eine Kapazität von 91 Prozent.

Für diese Batterie haben wir ein Energiespeichersystem mit 250 Kilowatt / 1 Megawattstunde gebaut, das im Energiespeicherlabor der experimentellen Basis des staatlichen Energiespeichers in Zhangbei installiert ist. Dieses System wird hauptsächlich verwendet, um die Windkraft zu glätten und eine gewisse Frequenzmodulation vorzunehmen. Seit der Installation dieses Systems im März 2016 sind fast anderthalb Jahre vergangen, und der Systembetrieb ist relativ stabil.

Der dritte Batterietyp ist die lithiumeisenphosphatbatterie, die aus Qingdao ausgeschieden ist. Die anfängliche Kapazität dieses Akkus beträgt 22 Stunden. Nach der Pensionierung liegen 60% der Batteriekapazität über 19 Stunden, und die Streuung ist nicht hoch. In ähnlicher Weise haben wir auch den Multiplikator und den Temperaturanstieg gemessen. Es ist ersichtlich, dass der Temperaturanstieg dieser Batterie etwa 1 Grad unter 0,5 ° C liegt und der Temperaturanstieg von 1 ° C nicht mehr als 3 Grad beträgt. In diesem Fall sind sowohl 0,5c als auch 1C in Ordnung.

Ein weiterer Grund sind die Lade- und Entladungseigenschaften bei hohen und niedrigen Temperaturen. Sie sehen, dass dieser Akku auch bei null Grad zu 90% aufgeladen werden kann. Es gab auch kein Problem mit Wettersicherheitstests.

Lebensdauereigenschaften: Nach 1400-facher 100% DOD-Zirkulation der Batterie beträgt die Kapazitätsbeibehaltungsrate etwa 93%, 80% DOD-Zirkulation 2000-fache, die Kapazitätsbeibehaltungsrate beträgt etwa 90%, 28 Tage Selbstentladungsleistung sind ebenfalls gut. etwa 98%.

Diese Batterie ist jetzt für den Projektbau der Xuji-Gruppe zuständig, und das Institut für Elektrotechnik bietet technische Unterstützung für die Herstellung eines 3-MW / 9-MWh-Systems, das derzeit in der zweiten Phase des nationalen Windkraftspeichers installiert werden soll und Transportdemonstrationsprojekt, hauptsächlich für die Glättung der Windkraft, die Absorption von Photovoltaik und den Verfolgungsplan. Das System wird derzeit installiert und debuggt.

Schließlich werden einige Schlussfolgerungen auf der Grundlage der Arbeit gezogen, die wir in den letzten Jahren geleistet haben. Zunächst denken wir, dass nicht die gesamte Leistungsbatterie für die Anordnung im Gebrauch geeignet ist, wie wir oben für das erste Demonstrationsprojekt beschrieben haben, im Grunde kann man in den frühen Jahren (vor 2012) der Batterie sehen, weil die Das technische Niveau der Batterie selbst und das Vorbereitungsniveau sind nicht hoch. Nach der Anwendungsphase des Elektrofahrzeugs ist der Wert für die Verwendung durch den Piloten niedriger und das sichere versteckte Problem. Das zweite sind die Kaskadennutzungsländer. Einige Schlüsseltechnologien müssen noch durchbrochen werden, z. B. die Technologie zur schnellen Leistungsbewertung, einschließlich der Bewertung des Gesundheitszustands und der Bewertung des Restwerts. Die zweite ist die Auswahl und Reorganisation von niedrigen Kosten. In der Phase der Kaskadenauslastung werden niedrige Kosten als der kritischste Index angesehen, da sie die niedrigen Kosten realisieren sollen. Wenn die Kosten nicht in jeder Verbindung gesenkt werden können, ist es schwierig, mit der aufgegebenen Energie zu konkurrieren. Ein weiterer Grund ist, dass das potenzielle Sicherheitsrisiko im Vergleich zur neuen Batterie erhöht sein kann. Daher sollte bei der Kaskadennutzung die Sicherheitswarnung einschließlich des späteren Sicherheitsschutzes rücksichtsvoller sein als die neue Batterie. Drittens sollten für Batterien im Ruhestand in verschiedenen Zuständen geeignete Anwendungsszenarien ausgewählt werden. Im Bereich der Energiespeicherung können Batterien in bestimmten Szenarien je nach Leistungsstufe eingesetzt werden, um die sichere Verwendung der Batterien zu gewährleisten und den Restwert jeder Stufe der Kaskadenauslastung voll auszuschöpfen.

Für die Aussicht auf diese Technologie, vor allem für Batterien im Ruhestand, wird ihre Leistung definitiv immer besser. Wie aus den gerade durchgeführten Demonstrationsprojekten hervorgeht, sind die beiden letztgenannten Demonstrationsprojekte, die wir eingeführt haben, immer noch sehr gut, mit immer besserer Leistung und kontinuierlich niedrigerem Preis. Der zweite Aspekt, Power Battery die gesamten Verlaufsdaten, Kommunikationsprotokoll, Pilot mit Batterie wieder im Ruhestand Verbindung jetzt als immer perfekter betrachten, haben viele Unternehmen jetzt bewusst, zum Zeitpunkt der power batterieanwendung als guter Pilot mit Stadium der Pensionierung in betrachten Die Zukunft kann also die Kosten für die Pilotierung der Verbindung relativ senken und den wirtschaftlichen Nutzen der Verbindung verbessern. Von 2016 bis 2018 haben verschiedene Ministerien und Kommissionen des Staates nacheinander fast 15 Richtlinien herausgegeben, in denen die Verwendung von Staffel erwähnt wurde. Man kann sagen, dass der Staat diesem Thema große Bedeutung beimisst. Darüber hinaus wurden im nationalen Forschungs- und Entwicklungsplan relevante Inhalte bereitgestellt. Das heißt, auf technischer und politischer Ebene glauben wir, dass die Kaskadennutzungstechnologie in Bezug auf die Energiespeicherung immer noch sehr vielversprechend ist.

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