Die Auswirkungen eines fortschrittlichen Batteriemanagements auf das Energiespeichersystem im Gesundheitswesen

Batterieüberwachungsprogramme sind grundlegende Voraussetzungen für verschiedene Märkte. Batterien spielen in einer Vielzahl von Funktionen eine Schlüsselrolle, von der zusätzlichen Meile in Elektroautos bis hin zur Speicherung erneuerbarer Energie für das gute Netz. Die gleichen und verwandten Batterietechnologien werden in medizinischen Einheiten eingesetzt, um die Betriebssicherheit zu erhöhen und die Bewegungsfreiheit der Geräte in Krankenhäusern zu gewährleisten. Alle diese Funktionen werden mit Batterien betrieben, die hochwertige und umweltfreundliche Halbleiter benötigen, um zu überwachen, zu stabilisieren, zu schützen und zu kommunizieren. In diesem Text wird erläutert, wie ein hochmodernes Batterieüberwachungssystem zusammen mit Zellausgleich und Fernkommunikationsnetzwerken die Vorteile der neuesten Lithiumbatteriechemie nutzen kann. Der Einsatz fortschrittlicher integrierter Schaltkreise ermöglicht eine höhere Zuverlässigkeit und eine um 30 % längere Batterielebensdauer, insbesondere bei großen Stromspeicherprogrammen.

In medizinischen Anwendungen eingesetzte Batterien müssen in allen Bereichen, in denen sie verwendet werden, sehr hohe Anforderungen an Zuverlässigkeit, Effizienz und Sicherheit erfüllen: tragbare Geräte für Patienten wie Brustkompressionsprogramme, Geräte für die Notaufnahme von Krankenhäusern, angetriebene medizinische Wagen und Betten, bewegliche Ultraschallgeräte, Fernüberwachung und die neu auf dem Markt erhältlichen Stromspeicherprogramme (Energiespeichersystem).

Vitalitätsspeicherprogramme sind nicht unmittelbar an Patienten gebunden und werden auch nicht von Ärzten durchgeführt. Sie sind der nächste Schritt nach vorne für unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV). USV wurden in der Vergangenheit als Notstromversorgung für die wichtigsten Funktionen eingesetzt (z. B. Notaufnahmegeräte, wichtige IT-Netzwerkinfrastruktur). Vitalitätsspeicherprogramme für Krankenhäuser enthalten immer mehr Funktionen, die durch das Neue ermöglicht werden Lithium-basierte Batterien . Sie werden vollständig in das Stromnetz des Krankenhauses integriert und bieten Vorteile wie:

Voll Backup-Energie für die Gesamtversorgung, und nicht nur für einen kleinen, wichtigen Teil der Versorgung, sowie für die Sicherheit vor Stromausfällen, schlechter Energie-/Spannungsqualität aus dem Netz und geringere Nutzung von Notstromaggregaten. Mit einem Energiespeichersystem im Megawattstunden-Maßstab (MWh) können Krankenhäuser auch bei längeren Stromausfällen funktionieren und so zur Netzstabilisierung beitragen.

Finanzielle Vorteile auf der Stromrechnung. Mit dem Energiespeichersystem können Krankenhäuser die Nutzungsprofile der elektrischen Energie sofort verwalten und übermäßige Energiespitzenabrufe reduzieren, was zu geringeren Zahlungen der Versorgungsunternehmen führt.

Krankenhäuser verfügen in der Regel über große Dachflächen, die sich gut für die Installation von Photovoltaikanlagen (PV) zur Stromerzeugung eignen. Mit Energiespeichersystemen kombinierte PV-Programme ermöglichen die Speicherung und Eigennutzung der erzeugten elektrischen Energie und bieten darüber hinaus wirtschaftliche Vorteile und einen geringeren CO2-Fußabdruck.

Lithiumbasierte Chemikalien sind derzeit der Stand der Technik für Batterien, die in zahlreichen Märkten eingesetzt werden, von der Automobilindustrie über die Industrie bis hin zum Gesundheitswesen. Verschiedene Arten von Lithiumbatterien haben unterschiedliche Vorteile und passen besser zu den Leistungsanforderungen für eine Vielzahl von Funktionen und Produktdesigns. Beispielsweise hat LiCoO2 (Lithium-Kobalt-Oxid) eine sehr hohe spezifische Energie und eignet sich daher für bewegliche Güter; LiMn2O4 (Lithium-Mangan-Oxid) ermöglicht mit seinem sehr geringen Innenwiderstand schnelles Laden und schnelles Entladen, was bedeutet, dass es eine sinnvolle Wahl für die Spitzenstromspeicherung ist. LiFePO4 (Lithiumeisenphosphat) ist gegenüber Volllastsituationen toleranter und kann über einen längeren Zeitraum bei hoher Spannung gehalten werden. Dies führt dazu, dass es der beste Kandidat für große Stromspeicherprogramme ist, die während eines Stromausfalls funktionieren müssen. Der Nachteil ist die nächste Selbstentladungsgebühr, die jedoch nicht mit den oben genannten Speicherimplementierungen zusammenhängt.

Die unterschiedlichen Funktionsanforderungen erfordern eine große Auswahl an Batterietypen. Automobilanwendungen erfordern beispielsweise eine hohe Zuverlässigkeit und eine hervorragende Lade- und Entladegeschwindigkeit, während Gesundheitspflegefunktionen eine hohe Spitzenstromstabilität für Leistung und eine lange Lebensdauer erfordern. Allen diesen Optionen ist jedoch gemeinsam, dass die verschiedenen Lithiumchemien alle eine sehr flache Entladekurve bei einem Nennspannungsbereich aufweisen. Während wir bei herkömmlichen Batterien einen Spannungsabfall im Bereich von 500 mV bis 1 V feststellen, ist dies bei hochwertigen Lithiumbatterien der Fall Lithiumeisenphosphat (LiFePO4) oder Lithiumkobaltoxid (LiCoO2) zeigt die Entladekurve ein Plateau mit einem Spannungsabfall im Bereich von 50 mV bis 200 mV.

Die Flachheit der Spannungskurve hat große Vorteile in der Energieverwaltungskette von ICs, die mit der Batteriespannungsschiene verbunden sind: Die Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler können so ausgelegt werden, dass sie bei einem kleinen Eingangsspannungsbereich mit höchster Effizienz funktionieren. Durch den Übergang von einer bekannten VIN zu einem sehr sicheren VOUT kann die Leistungskette des Systems so gestaltet werden, dass ein perfekter Betriebszyklus des Geräts gewährleistet ist und die Konverter in allen Arbeitssituationen eine Effizienz von >99 % erreichen. Darüber hinaus kann das Batterieladegerät die Ladespannung vollständig steuern und die Akkus sind auf eine sichere Arbeitsspannung ausgelegt, um die Genauigkeit der Endfunktionen zu erhöhen, z. B. bei der Fernüberwachung oder der In-Body-Elektronik des Patienten. Im Falle früherer Chemien oder nicht flacher Entladekurven funktioniert die von der Batterie betriebene Gleichstrom-Gleichstrom-Umwandlung mit geringerer Effizienz, was zu einer kürzeren Batterielänge (–20 %) führt, oder, wenn sie mit medizinischen Geräten verbunden ist Die Notwendigkeit, sie aufgrund der zusätzlichen Energiedissipation in der Regel zusätzlich zu verbrauchen, ist für diese Einheiten erforderlich.

Der Hauptnachteil einer flachen Entladekurve besteht darin, dass die Bewertung des Ladezustands (SOC) und des Gesundheitszustands (SOH) der Batterie viel schwieriger zu ermitteln ist. Der Ladezustand (SOC) muss mit äußerster Präzision berechnet werden, um sicherzustellen, dass die Batterie korrekt geladen und entladen wird. Überladung kann Sicherheitsprobleme aufwerfen und zu einer Verschlechterung der Chemie und Kurzschlüssen führen, die zu Brand- und Kraftstoffgefahren führen können. Eine Tiefentladung kann den Akku schädigen und die Lebensdauer des Akkus um mehr als 50 % verkürzen. SOH liefert Informationen über den Zustand der Batterie, um einen Austausch guter Batterien zu verhindern und den Zustand gefährlicher Batterien zu überwachen, bevor ein Problem auftritt. Der Hauptmikrocontroller analysiert die SOC- und SOH-Daten in Echtzeit, passt die Ladealgorithmen an, informiert den Benutzer über das Potenzial der Batterie (z. B. wenn die Batterie im Falle einer Stromunterbrechung auf eine übermäßige Tiefentladung vorbereitet ist) und stellt sicher, dass bei großen Stromspeicherprogrammen die Stabilität zwischen Batterien im gefährlichen Zustand und Batterien im guten Zustand perfekt ist, um die gesamte Batterielebensdauer zu verlängern.

Durch die Darstellung einer sehr alten Batterie mit einer steilen Entladekurve ist es einfacher, den Ladezustand dieser Batterie zu berechnen, indem das Delta des Spannungsabfalls in einem kurzen Zeitraum gemessen und der tatsächliche Wert der Batteriespannung ermittelt wird. Bei einer brandneuen Lithiumbatterie ist die für diese Messung erforderliche Genauigkeit um Größenordnungen höher, da der Spannungsabfall in einem bestimmten Zeitrahmen viel geringer ist.

Beim SOH entladen sich alte Batterien schneller und vorhersehbarer: Ihre Spannungsentladekurve wird noch steiler und die Zielladespannung kann nicht erreicht werden. Neue Lithiumbatterien behalten die gleiche gute Leitfähigkeit länger, können sich jedoch letztendlich mit einer stärker ausgeprägten Leitfähigkeit verschlechtern und ihre Impedanz und Entladekurve schnell ändern, wenn sie das Ende ihrer Lebensdauer erreichen oder kaputt gehen. Bei Temperaturmessungen, idealerweise an jeder einzelnen Zelle, muss zusätzlich darauf geachtet werden, die SOC- und SOH-Algorithmen mit diesen Informationen zu kombinieren, um sie genauer zu machen.

Genaue und zuverlässige SOC- und SOH-Berechnungen tragen dazu bei, die Batterielebensdauer im besten Fall von 10 auf 20 Jahre zu verlängern und führen in der Regel zu einer Verlängerung der Lebensdauer um 30 %, was den Gesamtpreis des Stromspeichers um mehr als 30 % senkt inklusive Unterhaltskosten. Dies, zusammen mit der höheren Genauigkeit der SOC-Informationen, vermeidet Überladungs- oder Tiefentladungssituationen, die eine Batterie schnell entladen könnten, minimiert das Risiko von Kurzschlüssen, Bränden und anderen gefährlichen Zuständen, trägt dazu bei, die gesamte Energie in einer Batterie zu nutzen, und ermöglicht dies Laden Sie Batterien auf die bestmögliche und effektivste Weise auf.

Weisheit Industrial Power Co., Ltd hat drei neue Produkte vorgestellt, B-LFP48-50 , LFP48-100 Und LFP48-150 , seine ersten Produkte, die Batteriezellen von JIANGXI STAR ENERGY CO., LTD (Star Energy) verwenden. Alle drei Produkte wurden von BSLBATT rund um die Zellen mit großem Formfaktor von Star Energy entwickelt und nutzen die patentierte BMS-Batteriemanagement- und Steuerungssoftware von BSLBATT. Die proprietären Produkte der B-LFP48V-Serie von BSLBATT können eine Vielzahl von Vor-dem-Zähler-, Hinter-dem-Zähler- und Microgrid-Anwendungen durchführen, um den sich heute entwickelnden Energiespeicheranforderungen gerecht zu werden. Sie sind jedoch so konzipiert, dass sie flexibel sind, sodass sich die Batterieanwendungen ändern, wenn sich die Prioritäten ändern können an die Anforderungen zukünftiger Anwendungsfälle angepasst werden.

Bereits in Massenproduktion, LFP48-100 von BSLBATT Das Produkt wird für 2-Stunden-Systeme verwendet und bietet eine 10-jährige Leistungsgarantie für einen vollständigen Zyklus pro Tag. Der LFP48-50 ist ein Produkt, das für Anwendungen mit kürzerer Dauer wie Frequenzregulierung und andere Hilfsdienste entwickelt wurde. Der LFP48-100 ist das erste auf den Markt gebrachte Produkt von BSLBATT, das eine 20-jährige Leistungsgarantie für einen vollständigen Zyklus pro Tag bietet. LFP48-100 wurde speziell für PV- und Speicheranwendungen entwickelt, die typischerweise eine Systemlaufzeit von mehr als 3 Stunden erfordern und von einer garantierten Lebensdauer von 20 Jahren profitieren können, die dem typischen Lebenszyklus von PV-Modulen entspricht. Die LFP48-100-Leistungsgarantie ermöglicht es dem Kunden, die am ersten Tag installierten Batterien 20 Jahre lang ohne Ersatz zu verwenden.

„Wir freuen uns, die Erweiterung unserer Produktlinie um drei neue Star Energy-basierte Angebote offiziell bekannt geben zu können. Indem wir den Ruf von Star Energy für Qualität und Beständigkeit mit der Energiespeichersystemplattform von BSLBATT im Versorgungsmaßstab verbinden, liefern wir Systeme, die die Anforderungen unserer Kunden an Leistung, Zuverlässigkeit und Bankfähigkeit erfüllen. Mit seiner 20-jährigen Leistungsgarantie stellt insbesondere der LFP48-100 eine aufregende neue und erschwingliche Option für Energieversorger und IPPs dar, die Speicher mit neuen oder bestehenden Solarprojekten kombinieren möchten. Unser Ziel ist es, die Modernisierung des Stromnetzes zu beschleunigen, indem wir den Wert erneuerbarer Energieerzeugungsanlagen durch langlebige, erschwingliche und hochwertige Energiespeichersysteme steigern. Mit seinem beispiellosen Ruf und seiner Produktqualität ist Star Energy der perfekte Partner für die Umsetzung unserer Mission“, sagte Geoff Eric Yi, Präsident von Wisdom Industrial Power Co., Ltd.