Os efeitos do gerenciamento avançado de bateria no sistema de armazenamento de energia para cuidados de saúde

Os programas de monitoramento de baterias são facilitadores básicos de vários mercados. As baterias desempenham um papel fundamental em uma variedade de funções, desde percorrer um quilômetro adicional em veículos elétricos até armazenar energia renovável para a rede inteligente. As tecnologias de bateria idênticas e semelhantes são usadas em dispositivos médicos para maior segurança de operação e para ter liberdade para mover dispositivos em hospitais. Todos esses recursos funcionam com baterias que necessitam de semicondutores precisos e ecológicos para monitorar, equilibrar, defender e comunicar. Este texto irá esclarecer como um sistema de monitoramento de bateria de última geração, juntamente com balanceamento de células e redes de comunicação remotas, pode explorar as vantagens das recentes químicas de baterias de lítio. O uso de circuitos integrados inovadores permite maior confiabilidade e uma vida útil da bateria 30% maior, especialmente para sistemas de armazenamento de energia em grande escala.

As baterias usadas em aplicações médicas precisam atender a requisitos muito altos de confiabilidade, eficiência e segurança em todas as aplicações onde são normalmente usadas: sistemas móveis para pacientes, como programas de compressão torácica, equipamentos de emergência hospitalar, carrinhos e camas médicas motorizadas, máquinas de ultrassom móveis, monitoramento à distância e o recém-chegado disponível no mercado, programas de armazenamento de energia (Sistema de Armazenamento de Energia).

Os programas de armazenamento de energia não são diretamente vinculados aos pacientes, nem são operados por médicos. Eles são o próximo passo à frente em termos de fornecimento de energia ininterrupta (UPS). Historicamente, o UPS tem sido usado como energia de reserva para as funções mais importantes (por exemplo, unidades de pronto-socorro, infraestrutura vital da comunidade de TI). Os programas de armazenamento de vitalidade para hospitais estão mascarando um número cada vez maior de recursos, possibilitados pelo novo baterias à base de lítio . Eles estão se tornando totalmente integrados à rede energética hospitalar, trazendo benefícios como:

Completo energia de reserva para instalações totais, em vez de apenas um pequeno e importante subconjunto de instalações, bem como proteção contra apagões, baixa qualidade de energia/tensão da rede e diminuição da utilização de usinas a diesel de emergência. Com o Sistema de Armazenamento de Energia em escala de megawatt-hora (MWh), os hospitais podem funcionar mesmo durante blecautes prolongados e, assim, participar da estabilização da rede.

Vantagens financeiras na fatura de energia elétrica. Com o Energy Storage System, os hospitais podem controlar instantaneamente os perfis de utilização da energia elétrica e reduzir as altas demandas de pico de energia, o que leva à redução dos pagamentos das concessionárias.

Os hospitais geralmente têm telhados grandes, o que é ideal para a instalação de sistemas fotovoltaicos (PV) para gerar energia elétrica. Os programas fotovoltaicos combinados com o Sistema de Armazenamento de Energia permitem o armazenamento e a autoutilização da energia elétrica gerada, ao mesmo tempo que oferecem vantagens financeiras e uma menor pegada de carbono.

Os produtos químicos à base de lítio são atualmente o que há de mais moderno para as baterias utilizadas em vários mercados, desde automotivo até industrial e de cuidados de bem-estar. Vários tipos de baterias de lítio têm vantagens diferentes para melhor atender aos requisitos de capacidade para uma ampla gama de funções e designs de produtos. Por exemplo, LiCoO2 (óxido de lítio-cobalto) tem uma potência específica muito alta e isso o torna adequado para produtos móveis; LiMn2O4 (óxido de lítio-manganês), com sua resistência interna muito baixa, permite carregamento rápido e descarga excessiva de corrente, o que significa que é uma escolha sensata para funções de armazenamento de energia de corte máximo. LiFePO4 (fosfato de ferro-lítio) é mais tolerante a situações de carga total e pode continuar sendo armazenado em alta tensão por um longo período de tempo. Isso acaba sendo o melhor candidato para grandes sistemas de armazenamento de energia que precisam funcionar durante uma queda de energia. A desvantagem é a próxima taxa de autodescarga; no entanto, isso não está relacionado às implementações de armazenamento mencionadas acima.

As diferentes necessidades de recursos exigem uma variedade de tipos de baterias. Por exemplo, os recursos automotivos precisam de alta confiabilidade e uma excelente velocidade de carga e descarga, enquanto os recursos de saúde exigem alta sustentabilidade da corrente de pico para eficiência e uma vida útil prolongada. No entanto, o que há de comum entre todos esses recursos é que todos os vários produtos químicos de lítio têm uma curva de descarga muito plana em uma faixa de tensão nominal. Enquanto nas baterias normais vemos uma queda de tensão na faixa de 500 mV a 1 V, nas baterias de lítio superiores, como fosfato de ferro-lítio (LiFePO4) ou óxido de lítio-cobalto (LiCoO2), a curva de descarga apresenta um platô com queda de tensão na faixa de 50 mV a 200 mV.

O nivelamento da curva de tensão tem grandes vantagens na cadeia de gerenciamento de energia dos CIs conectados ao trilho de tensão da bateria: os conversores CC para CC podem ser projetados para funcionar com um nível de eficiência máximo em uma pequena faixa de tensão de entrada. Mudando de um VIN reconhecido para um VOUT muito fechado, a cadeia de recursos do sistema pode ser projetada para ter um ciclo de responsabilidade do dinheiro realmente perfeito e converter conversores aprimorados para obter> 99% de eficiência em todas as situações de trabalho. Além disso, o carregador de bateria pode atingir perfeitamente a tensão de carga e os milhares são dimensionados de acordo com uma tensão de trabalho segura para aumentar a precisão dos recursos finais, como monitoramento remoto ou eletrônicos corporais do paciente. No caso de produtos químicos anteriores ou curvas de descarga não planas, a conversão CC para CC operada pela bateria funcionará com menor eficiência, o que leva a um comprimento menor da bateria (–20%) ou, quando associada a dispositivos móveis médicos unidades, a necessidade de custo extra geralmente devido à dissipação adicional de energia.

A principal desvantagem de uma curva de descarga plana é que as classificações do estado de carga (SOC) e do estado de saúde (SOH) da bateria são muito mais difíceis de determinar. O SOC deve ser calculado com muita precisão para garantir que a bateria esteja carregada e descarregada corretamente. A sobrecarga pode causar problemas de segurança e gerar degradação química e curtos-circuitos que resultam em riscos de incêndio e combustível. A descarga excessiva pode danificar a bateria e reduzir a sua vida útil em mais de 50%. SOH fornece informações sobre o status da bateria para ajudar a evitar a substituição de baterias boas e monitorar o estado das baterias danificadas antes que apareça um problema. O microcontrolador principal analisa os dados SOC e SOH em tempo real, adapta os algoritmos de carregamento, informa o usuário sobre o potencial da bateria (por exemplo, se a bateria está preparada para uma descarga profunda presente excessiva em caso de interrupção de energia), e garante que, em grandes programas de armazenamento de energia, o equilíbrio entre baterias em situação perigosa e baterias em boa situação seja perfeito para prolongar a vida útil total da bateria.

Ao imaginar uma bateria muito antiga com uma curva de descarga acentuada, é mais fácil calcular o estado de carga dessa bateria medindo o delta da queda de tensão em um curto período de tempo e determinando exatamente o valor da tensão da bateria. Para uma bateria totalmente nova à base de lítio, a precisão necessária para fazer essa medição é muito maior, porque a queda de tensão é muito menor em um determinado período de tempo.

Para o SOH, as baterias antigas descarregam de uma forma mais rápida e previsível: sua curva de descarga de tensão se torna ainda mais íngreme e a tensão de carga desejada não pode ser alcançada. As novas baterias de lítio manterão o mesmo bom comportamento por mais tempo, mas eventualmente podem se degradar com um comportamento mais distinto e alterar rapidamente sua impedância e curva de descarga apenas quando estiverem fechadas para o fim da vida útil ou quebradas. Cuidado adicional deve ser tomado com as medições de temperatura, de preferência em cada célula, para combinar os algoritmos SOC e SOH com essas informações para torná-los ainda mais corretos.

Cálculos SOC e SOH precisos e confiáveis ​​ajudam a prolongar a vida útil da bateria de 10 para 20 anos, na melhor das hipóteses, e geralmente levam a uma melhoria de vida útil de 30%, o que reduz o custo total de posse do sistema de armazenamento de energia em mais de 30% após juntamente com os preços de manutenção. Isso, junto com a maior precisão dos dados SOC, evita situações de sobrecarga ou descarga excessiva que podem descarregar rapidamente a bateria, minimiza a possibilidade de curtos-circuitos, incêndio e outras condições perigosas, ajuda a usar toda a energia de uma bateria e permite carregar baterias da maneira melhor e mais eficaz possível.

Sabedoria Potência Industrial Co., Ltd lançou três novos produtos, B-LFP48-50 , LFP48-100 e LFP48-150 , seus primeiros produtos utilizando células de bateria JIANGXI STAR ENERGY CO., LTD (Star Energy). Todos os três produtos foram projetados pela BSLBATT em torno das células de fator de forma grande da Star Energy, utilizando o software de controle e gerenciamento de bateria BMS patenteado da BSLBATT. Os produtos da série B-LFP48V de propriedade da BSLBATT podem executar uma ampla variedade de aplicações na frente do medidor, atrás do medidor e microrrede para atender às necessidades atuais de armazenamento de energia em evolução, mas são projetados para serem flexíveis para que, à medida que as prioridades mudam, as aplicações de bateria pode ser adaptado para atender às necessidades de casos de uso futuros.

Já em produção em massa, LFP48-100 do BSLBATT O produto é usado para sistemas com duração de 2 horas e oferece garantia de desempenho de 10 anos, um ciclo completo por dia. O LFP48-50 é um produto projetado para aplicações de curta duração, como regulação de frequência e outros serviços auxiliares. O LFP48-100 é o primeiro produto da BSLBATT lançado no mercado com garantia de desempenho de 20 anos, um ciclo completo por dia. O LFP48-100 foi projetado especificamente para aplicações de armazenamento fotovoltaico +, que normalmente exigem durações de sistema de mais de 3 horas e podem se beneficiar muito de uma vida útil garantida de 20 anos, alinhando-se com o ciclo de vida típico dos módulos fotovoltaicos. A garantia de desempenho do LFP48-100 permite que o cliente use as baterias instaladas no dia 1 por 20 anos sem qualquer substituição.

“Estamos entusiasmados em anunciar formalmente a expansão de nossa linha de produtos para incluir três novas ofertas baseadas na Star Energy. Ao unir a reputação de qualidade e consistência da Star Energy com a plataforma de sistema de armazenamento de energia em escala de utilidade da BSLBATT, estamos fornecendo sistemas que atendem às necessidades de nossos clientes em termos de desempenho, confiabilidade e viabilidade financeira. Com sua garantia de desempenho de 20 anos, o LFP48-100, em particular, apresenta uma opção nova e acessível para concessionárias e IPPs que buscam combinar armazenamento com projetos solares novos ou existentes. Nosso objetivo é acelerar a modernização da rede elétrica, aumentando o valor dos ativos de geração renovável com sistemas de armazenamento de energia de longa duração, acessíveis e de alta qualidade. Com sua reputação e qualidade de produto sem precedentes, a Star Energy é o parceiro perfeito para a promoção de nossa missão”, disse Geoff Eric Yi, presidente da Wisdom Industrial Power Co., Ltd.