高度なバッテリー管理が医療用エネルギー貯蔵システムに及ぼす影響

バッテリー監視プログラムは、さまざまな市場を可能にする基本的なプログラムです。バッテリーは、電気自動車のさらなる走行から、良好な送電網のための再生可能電力の貯蔵まで、さまざまな機能において重要な役割を果たしています。同一および関連するバッテリー応用科学は、運用の安全性を高め、病院内でデバイスを自由に操作できるようにするために、医療ユニットで利用されています。これらすべての機能はバッテリーで動作し、正確で環境に優しい半導体が監視、安定、防御、会話することを望んでいます。このテキストでは、最先端のバッテリー監視システムがセルバランシングや遠隔通信ネットワークと連携して、最近のリチウムバッテリーの化学的利点をどのように活用できるかを明らかにします。先進的な内蔵回路を利用することで、特に大規模な電力貯蔵プログラムにおいて、信頼性が向上し、バッテリ寿命が 30% 長くなります。

医療機能で利用されるバッテリーは、胸部圧迫プログラムを彷彿とさせる患者の可動プログラム、病院の緊急治療室の機器、動力付きの医療用カートやベッド、可動超音波装置、遠隔モニタリング、そして市場で入手可能な新製品である電力貯蔵プログラム (エネルギー貯蔵システム)。

活力貯蔵プログラムは即座に患者と結びつくことはなく、医師によって運営されることもありません。これらは、無停電エネルギー供給装置 (UPS) の次のステップです。 UPS は歴史的に、おそらく最も重要な機能 (緊急治療室ユニット、IT コミュニティの重要なインフラストラクチャなど) のバックアップ エネルギーとして使用されてきました。病院向けのバイタリティ ストレージ プログラムでは、真新しいシステムによって実現される、ますます多くの機能が隠蔽されています。 リチウムベースの電池 。病院のエネルギー グリッドに完全に組み込まれたものに変化しており、次のようなメリットがもたらされています。

満杯 バックアップエネルギー 停電からの安全性、送電網からの低品質のエネルギー/電圧、非常用ディーゼル工場の使用率の低下に加えて、アメニティのごく一部の重要なサブセットだけを合理的に提供するよりも、総合的なアメニティを確保する必要があります。メガワット時 (MWh) 規模のエネルギー貯蔵システムを使用すると、病院は長期にわたる停電中でも機能し、送電網の安定化に参加できます。

電気エネルギーの請求書に関する財務上の利点。エネルギー貯蔵システムを使用すると、病院は電気エネルギーの使用プロファイルを即座に管理し、過剰なエネルギーのピーク要求を削減できるため、公共料金からの支払いの削減につながります。

通常、病院には広大な屋根の敷地があり、電気エネルギーを生成する太陽光発電 (PV) プログラムを導入するのに適しています。エネルギー貯蔵システムと組み合わせた PV プログラムにより、生成された電気エネルギーの貯蔵と自己利用が可能になると同時に、経済的な利点と二酸化炭素排出量の削減も実現します。

現時点でのリチウムベースの化学は、自動車から産業、福祉に至るまで、多くの市場で利用されているバッテリーにとって最先端のものです。いくつかの種類のリチウム電池には、まったく異なる利点があり、さまざまな機能や製品設計に必要な能力によく適合します。たとえば、LiCoO2 (コバルト酸リチウム) は非常に強力な特殊能力を持っているため、移動可能な商品に適しています。 LiMn2O4 (リチウムマンガン酸化物) は内部抵抗が非常に低いため、急速充電と過剰な電流放電が可能であり、ピークカット電力貯蔵機能としては賢明な選択であることを意味します。 LiFePO4 (リン酸鉄リチウム) は、フルコストの状況に対して非常に耐性があり、過剰な電圧でも長期間保存し続けることができます。これは、影響力のある停電の間も動作しなければならない巨大な電力貯蔵プログラムの最適な候補であるということになります。欠点は次の自己放電手数料ですが、これは上記のストレージ実装とは関係ありません。

求められる機能が異なると、さまざまな種類のバッテリーが必要になります。たとえば、自動車の機能では過剰な信頼性と優れた充放電速度が求められますが、健康管理の機能では効果と長期間の寿命のためにピーク時の持続可能性が過度に必要とされます。それにもかかわらず、これらすべてのオプションの共通点は、さまざまなリチウムの化学的性質がすべて、公称電圧の変化において非常に平坦な放電曲線を持っているということです。通常の電池では 500 mV ～ 1 V の範囲内で電圧降下が見られますが、優れたリチウム電池では、 リン酸鉄リチウム（LiFePO4） またはコバルト酸化リチウム (LiCoO2) の場合、放電曲線は 50 mV ～ 200 mV の範囲で電圧降下を伴うプラトーを示します。

電圧曲線の平坦性は、バッテリ電圧レールにリンクされた IC のエネルギー管理チェーン内で大きな利点をもたらします。DC-DC コンバータは、小さな入力電圧の変化でも最大の効率レベルで機能するように設計できます。認識された VIN から実際にシャットな VOUT に変更することで、システムの能力チェーンは、降圧の本当に完璧な責任サイクルを持つように設計でき、コンバータを強化して、すべての動作状況を通じて >99% の効率を実現できます。さらに、バッテリー充電器は充電電圧を完全に目標とすることができ、安全な動作電圧に従って数百もの寸法が決定され、遠隔監視や影響を受ける人の体内電子機器を彷彿とさせる究極の機能の精度を拡張します。以前の化学的性質または平坦でない放電曲線の場合、バッテリーから動作する DC/DC 変換の有効性が低下し、バッテリーの長さの短縮 (-20 %) につながります。また、医療用可動機器にリンクされている場合は、ユニットを使用する場合、通常はエネルギーの追加消費が発生するため、追加のコストが必要になります。

フラットな放電曲線の主な欠点は、バッテリーのコスト状態 (SOC) と良好な状態 (SOH) のランキングを調べるのが非常に困難であることです。バッテリーが正しく充電および放電されていることを確認するには、SOC を非常に高い精度で計算する必要があります。過充電は安全性に問題をもたらし、化学物質の劣化や回路のショートを引き起こし、暖炉や燃料の危険を引き起こす可能性があります。過放電はバッテリーに損傷を与え、バッテリーの寿命を 50% 以上短縮する可能性があります。 SOH は、正常なバッテリーの交換を未然に防ぎ、問題が発生する前に危険なバッテリーの状態を監視できるように、バッテリーの状態に関する詳細を提供します。主要なマイクロコントローラーは、SOC と SOH の情報をリアルタイムで分析し、充電アルゴリズムを調整し、バッテリーの可能性に関する情報をユーザーに通知します (たとえば、バッテリーがエネルギー切れの場合に過剰な深放電に備えているかどうか)。大規模な電力貯蔵プログラムにおいて、危険な状況にあるバッテリーと良好な状況にあるバッテリーの間の安定性が完璧であり、バッテリーの寿命を完全に延長することができます。

急峻な放電曲線を持つ実際に以前のバッテリーをイメージすると、短期間での電圧降下のデルタを測定し、バッテリー電圧の価値を絶対的に把握することで、そのバッテリーのコスト状態を計算することが簡単になります。新品のリチウムベースのバッテリーの場合、一定の時間枠内での電圧降下がはるかに小さいため、この測定を行うために必要な精度は桁違いに高くなります。

SOH の場合、以前のバッテリーはより早く、非常に予測可能な方法で放電します。電圧放電曲線はさらに急峻になり、目標充電電圧に到達できなくなります。新しいリチウム電池は同一の良好な伝導性をより長く保ちますが、最終的には余分な独特の伝導性で劣化し、寿命が尽きるまで閉じたときや壊れたときにインピーダンスと放電曲線がすぐに変化する可能性があります。温度測定にはさらに注意を払う必要があり、理想的には各単一セルで、SOC および SOH アルゴリズムをこの情報と組み合わせて正確性を高める必要があります。

正確で信頼性の高い SOC および SOH の計算により、バッテリーの寿命が 10 年から最良のケースで 20 年に延長され、通常は 30 % の寿命延長につながり、蓄電システムの所有価格全体が 30 % 以上削減されます。維持費も一緒に。これは、SOC 情報の精度の向上と合わせて、バッテリーがすぐに消耗する可能性のある過充電または過放電の状況を回避し、ショート回路、暖炉、およびさまざまな危険な状態の可能性を最小限に抑え、バッテリー内のすべての電力を使用するのに役立ち、次のことを可能にします。可能な限り最良かつ最も効果的な方法でバッテリーを充電します。

ウィズダム産業パワー株式会社 3つの新製品を発表しました。 B-LFP48-50 、 LFP48-100 そして LFP48-150 、JIANGXI STAR ENERGY CO., LTD (Star Energy) バッテリーセルを使用した最初の製品。 3 つの製品はすべて、BSLBATT の特許取得済み BMS バッテリー管理および制御ソフトウェアを利用して、Star Energy の大型フォーム ファクター セルを中心に BSLBATT によって設計されました。 BSLBATT 独自の B-LFP48V シリーズ製品は、メーターの前、メーターの後ろ、およびマイクログリッドのさまざまなアプリケーションを実行して、今日の進化するエネルギー貯蔵ニーズを満たすことができますが、優先順位の変化に応じてバッテリー アプリケーションも柔軟に設計できるように設計されています。将来のユースケースのニーズに合わせて調整できます。

すでに量産化されており、 BSLBATTのLFP48-100 この製品は 2 時間持続するシステムに使用され、1 日あたり 1 回のフルサイクルで 10 年間のパフォーマンス保証を提供します。 LFP48-50 は、周波数調整やその他の付随サービスなど、短期間のアプリケーション向けに設計された製品です。 LFP48-100 は、BSLBATT が市場にリリースした最初の製品で、20 年間、1 日あたり 1 回のフルサイクルのパフォーマンス保証を提供します。 LFP48-100 は、PV + ストレージ アプリケーション向けに特別に設計されており、通常 3 時間以上のシステム持続時間を必要とし、PV モジュールの一般的なライフ サイクルに合わせた 20 年間の保証寿命から大きなメリットを得ることができます。 LFP48-100 の性能保証により、お客様は最初に取り付けたバッテリーを交換せずに 20 年間使用することができます。

「私たちは、Star Energy ベースの 3 つの新しい製品を含む製品ラインの拡大を正式に発表できることを嬉しく思います。 Star Energy の品質と一貫性に関する評判と BSLBATT の事業規模のエネルギー貯蔵システム プラットフォームを組み合わせることで、当社はパフォーマンス、信頼性、銀行性に対する顧客のニーズを満たすシステムを提供しています。特に、LFP48-100 は 20 年間の性能保証を備えており、新規または既存の太陽光発電プロジェクトとストレージを組み合わせようとしている電力会社や IPP にとって、エキサイティングで新しく手頃なオプションを提供します。当社は、長期使用可能で手頃な価格の高品質のエネルギー貯蔵システムによって再生可能発電資産の価値を高めることで、電力網の近代化を加速することを目指しています。前例のない評判と製品品質により、スター エナジーは当社の使命を推進する完璧なパートナーです」とウィズダム インダストリアル パワー株式会社の社長、ジェフ エリック イー氏は述べています。