蒙玉宝(亿纬锂能)-先进储能电站的设计与实践.pdf
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1、做世界上最好的锂电池,成为行业领先企业To provide world-class Lithium battery; To be a leading company in the battery industry.先进储能电站的设计与实践电力储能技术总监:蒙玉宝1.储能应用痛点2.先进储能电站设计与实践3.项目实践案例目录01储能应用痛点痛点1:安全事故频发痛点2:运维难度大1、系统稳定性差,各功能模块没能有效融合;2、系统10年使用难以评估,缺乏完善测试验证、数据模型不健全;3、运维可持续性差,无完善运维规程,数据/人员不连续;4、产品可维护性差,维护周期长,系统可用天数低,运维成本高;先进
2、储能系统设计与实践先进储能电站理解u电化学安全u结构安全u电气安全u使用安全u运行状态u寿命状态u故障状态故障预警u故障预警u故障诊断u故障分类u故障等级u故障动作策略易运维u高效率u智能维护u运维报表u高残值状态准确可知安全可靠l电池正极材:LFP,l电池隔膜、电解液l电芯形状(方形)l电化学模型p衰减快p一致性差p热失控lV、A、T采集l通讯lEMCl均衡lSOX估算l告警保护逻辑pBMS自身故障pCAN通讯故障p采样线断路pSOX估算错误l热测试、热仿真l空调选型及控制l风道设计l温度场均衡p低温、高温、温差l钣金箱体l铝合金压铸箱体l结构仿真p强度、散热p盐雾、酸雨腐蚀p锈蚀p整体运输
3、l绝缘、耐压l过流、短路保护l器件选型l防雷接地、走线布局pHVIL故障p绝缘故障p短路、发热l高效率l模块化设计l云平台,大数据l调度与控制,预警与保护l建设、巡检与维护规范先进储能电站设计电化学设计热设计结构设计安规设计BMS设计系统控制与应用1.搅拌2.涂布3.碾压4.分切5.卷绕6.装配7.化成/分容 p8.老化/分选 先进的电芯生产技术全面的测试能力数字显微镜扫描电镜能谱仪(SEM/EDS)电感耦合等离子体光谱仪( ICP )原材料分析激光微粒分光仪( LPS )CV/EIS 测试电池系统性能测试容量测试高低温性能测试电气性能测试挤压测试针刺测试振动测试高海拔测试浸泡测试火烧测试安全
4、 & 可靠性测试全面的测试能力电池本征安全电芯材料配方设计:高温电解液、隔膜、添加剂;电芯结构设计:防爆阀、集流体、铝壳磷酸铁锂电池安全测试:过充、过放、短路、加热、挤压、针刺,均不起火不爆炸;电池本征安全性:过程:电芯防爆阀未破,未起火,电芯微鼓,正负极柱PPS膜熔化电芯短路测试电芯加热测试对电芯进行1C过充12min,持续加热至电池发生热失控。发生热失控时电压下降,持续加热,电池泄阀,不起火爆炸;电池本征安全测试方法:将磷酸铁锂电芯模组满充,用3mm8mm的耐高温钢针、以10mm/s40mm/s的速度,从垂直于电池极板的方向贯穿(钢针停留在蓄电池中),观察1h。测试结果,如视频所示,电芯模
5、组冒烟,但未起火,未爆炸。模组针刺实例:热安全电池单体热隔离(模组带间隙风道设计)、V0及绝缘阻燃材料单体泄气口方向合理,不准对其他电池/容易燃烧物体合理风扇、空调选型;差异冷热风道设计,控制温差;温控双路供电,保障安全可靠温升、温差横向 & 纵向分析比较,器件失效预警温升、温差测试曲线(P1)BMS安全安全大数据分析预警多级告警及保护可靠通信准确可靠采集与保护管理多层(电芯、pack、簇、系统),多维度(V、A、T、R、SOX)多层级(轻度、中度、严重);建立电池数学模型:电压、容量、内阻、热等数据,故障前预警;双回路供电,通信可靠性自检,故障告警,EMC测试采集器件精度、可靠性验证,熔断器
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