Влияние усовершенствованного управления батареями на систему хранения энергии в здравоохранении

Программы мониторинга аккумуляторов являются основными инструментами развития различных рынков. Аккумуляторы играют ключевую роль в различных функциях: от преодоления дополнительной мили в электромобилях до хранения возобновляемой энергии для исправной сети. Идентичные и родственные аккумуляторные технологии используются в медицинских учреждениях для повышения безопасности работы и обеспечения свободы перемещения устройств в больницах. Все эти функции работают от батареек, которым необходимы правильные и экологически чистые полупроводники для наблюдения, устойчивости, защиты и общения. Этот текст пояснит, как современная система мониторинга батарей вместе с балансировкой ячеек и сетями удаленной связи может использовать преимущества новейшей химии литиевых батарей. Использование прогрессивных встроенных схем обеспечивает большую надежность и увеличивает срок службы батареи на 30 %, особенно для крупномасштабных программ хранения энергии.

Батареи, используемые в медицинских функциях, должны соответствовать очень высоким требованиям к надежности, эффективности и безопасности во всех функциях, где они иногда используются: передвижные программы для пациентов, напоминающие программы непрямого массажа сердца, оборудование для отделений неотложной помощи в больницах, медицинские тележки и кровати с электроприводом, передвижные ультразвуковые аппараты, дистанционный мониторинг и новинка, доступная на рынке, программы накопления энергии. (Система хранения энергии).

Программы хранения жизненных сил не будут мгновенно связаны с пациентами, и ими не будут управлять врачи. Они являются следующим шагом вперед в области источников бесперебойного питания (ИБП). ИБП исторически использовался в качестве резервного источника питания для, вероятно, наиболее важных функций (например, отделений неотложной помощи, жизненно важной инфраструктуры ИТ-сообщества). Программы хранения жизненных сил для больниц маскируют все больше функций, предоставляемых совершенно новым литиевые батареи . Они становятся полностью встроенными в энергосистему больницы, обеспечивая такие преимущества, как:

Полный резервная энергия для всех удобств, а не только для небольшого, жизненно важного набора удобств, в дополнение к безопасности от отключений электроэнергии, плохого качества электроэнергии/напряжения в сети и снижения использования аварийных дизельных электростанций. Благодаря системе хранения энергии в мегаватт-часах (МВтч) больницы могут функционировать даже во время длительных отключений электроэнергии и, таким образом, могут принимать участие в стабилизации энергосистемы.

Финансовые преимущества по счету за электроэнергию. С помощью системы хранения энергии больницы могут мгновенно управлять профилями использования электрической энергии и сокращать чрезмерные потребности в пиковой энергии, что приводит к снижению платежей со стороны коммунальных предприятий.

Больницы, как правило, имеют большую площадь крыши, что удобно для установки фотоэлектрических (PV) программ для выработки электроэнергии. Фотоэлектрические программы в сочетании с системой хранения энергии позволяют хранить и самостоятельно использовать вырабатываемую электроэнергию, одновременно предлагая финансовые преимущества и снижение выбросов углекислого газа.

В настоящее время химические вещества на основе лития являются новейшими разработками для аккумуляторов, используемых на многих рынках, от автомобильного до промышленного и медицинского оборудования. Некоторые типы литиевых батарей имеют совершенно разные преимущества: более высокие из них хорошо сочетаются с возможностями, необходимыми для широкого спектра функций и конструкций продуктов. Например, LiCoO2 (оксид лития-кобальта) имеет очень высокую удельную мощность, что делает его пригодным для перемещения товаров; LiMn2O4 (оксид лития-марганца) с его очень низким внутренним сопротивлением обеспечивает быструю зарядку и чрезмерную разрядку, что означает, что это разумный выбор для функций накопления пиковой мощности. LiFePO4 (литий-железо-фосфат) более устойчив к ситуациям с полной стоимостью и может сохраняться при повышенном напряжении в течение длительного периода времени. В результате он становится лучшим кандидатом для гигантских программ накопления энергии, которые должны работать во время отключения электроэнергии. Минусом является очередная плата за саморазряд, однако это не связано с вышеупомянутыми реализациями хранилища.

Различные функции требуют широкого спектра типов батарей. Например, автомобильные функции требуют высокой надежности и превосходной скорости зарядки и разрядки, тогда как функции ухода за здоровьем требуют высокой пиковой устойчивости для эффективности и длительного срока службы. Тем не менее, общим для всех этих вариантов является то, что все литиевые конструкции с различным химическим составом имеют действительно плоскую кривую разряда при изменении номинального напряжения. Если в обычных батареях мы видим падение напряжения в пределах от 500 мВ до 1 В, то в более совершенных литиевых батареях это напоминает фосфат лития-железа (LiFePO4) или оксид лития-кобальта (LiCoO2), кривая разряда имеет плато с падением напряжения в диапазоне от 50 мВ до 200 мВ.

Плоскостность кривой напряжения имеет большие преимущества в цепочке управления энергопотреблением микросхем, связанных с шиной напряжения батареи: преобразователи постоянного тока могут быть спроектированы так, чтобы работать с максимальной эффективностью при небольшом изменении входного напряжения. При переходе от распознаваемого VIN к действительно закрытому VOUT цепочка функций системы может быть спроектирована таким образом, чтобы иметь действительно идеальный цикл ответственности и улучшить преобразователи для достижения эффективности> 99% во всех рабочих ситуациях. Кроме того, зарядное устройство может полностью регулировать напряжение зарядки, а его размеры рассчитаны в соответствии с безопасным рабочим напряжением, чтобы повысить точность конечных функций, напоминающих дистанционный мониторинг или встроенную электронику человека. В случае предыдущих химических процессов или неплоских кривых разряда преобразование постоянного тока от аккумулятора будет работать с пониженной эффективностью, что приводит к сокращению длины аккумулятора (–20 %) или, при подключении к медицинскому передвижному устройству. единиц, необходимость их увеличения обычно связана с дополнительным рассеиванием энергии.

Принципиальным недостатком плоской кривой разряда является то, что рейтинги стоимости (SOC) и состояния здоровья (SOH) батареи гораздо сложнее определить. SOC необходимо рассчитывать с очень высокой точностью, чтобы убедиться, что аккумулятор правильно заряжается и разряжается. Перезарядка может вызвать вопросы безопасности, привести к деградации химических веществ и коротким замыканиям, что приведет к возгоранию и опасности возгорания топлива. Чрезмерная разрядка может нанести вред аккумулятору и сократить срок его службы более чем на 50 %. SOH предоставляет подробную информацию о состоянии батареи, чтобы помочь предотвратить замену исправных батарей и отслеживать состояние опасных батарей до того, как возникнет проблема. Главный микроконтроллер в реальном времени анализирует данные SOC и SOH, адаптирует алгоритмы зарядки, информирует человека о потенциале батареи (например, если батарея готова к чрезмерному текущему глубокому разряду в случае сбоя питания) и гарантирует, что в крупных программах накопления энергии стабильность между батареями в опасной ситуации и батареями в хорошем состоянии идеальна для продления полного срока службы батареи.

Изображая действительно старую батарею с крутой кривой разряда, проще рассчитать состояние стоимости этой батареи, измерив дельту падения напряжения за небольшой период времени и точно определив ценность напряжения батареи. Для совершенно новой литиевой батареи точность, необходимая для проведения этого измерения, на несколько порядков выше, поскольку падение напряжения намного меньше за определенный период времени.

Что касается SOH, предыдущие батареи разряжаются более быстрым и более предсказуемым способом: их кривая разряда напряжения становится еще более крутой, и целевое напряжение зарядки не может быть достигнуто. Новые литиевые батареи будут дольше сохранять одинаковое хорошее поведение, но в конечном итоге могут ухудшиться, стать более отличительными и быстро изменить свой импеданс и кривую разряда, просто когда они заканчивают свой срок службы или выходят из строя. Необходимо уделить особое внимание измерениям температуры, в идеале в каждой отдельной ячейке, чтобы объединить алгоритмы SOC и SOH с этой информацией и сделать их более точными.

Точные и надежные расчеты SOC и SOH помогают продлить срок службы батарей с 10 до 20 лет в лучшем случае и обычно приводят к увеличению срока службы на 30 %, что снижает полную стоимость владения системой накопления энергии более чем на 30 % после вместе с ценами на содержание. Это, наряду с высочайшей точностью информации о SOC, позволяет избежать ситуаций перезарядки или чрезмерной разрядки, которые могут быстро разрядить батарею, сводит к минимуму вероятность коротких замыканий, возгорания и других опасных условий, помогает использовать всю мощность батареи и позволяет заряжайте аккумуляторы самым лучшим и наиболее эффективным способом.

Мудрость Индастриал Пауэр Ко., Лтд. представила три новых продукта, Б-ЛФП48-50 , ЛФП48-100 и ЛФП48-150 , ее первые продукты, использующие аккумуляторные элементы JIANGXI STAR ENERGY CO., LTD (Star Energy). Все три продукта были разработаны BSLBATT на основе элементов большого форм-фактора Star Energy с использованием запатентованного BSLBATT программного обеспечения для управления и контроля батарей BMS. Запатентованные продукты BSLBATT серии B-LFP48V могут выполнять широкий спектр задач перед счетчиком, за счетчиком и микросетями для удовлетворения сегодняшних развивающихся потребностей в хранении энергии, но при этом они разработаны с учетом гибкости, поэтому по мере изменения приоритетов приложения для батарей могут быть адаптированы для удовлетворения потребностей будущих вариантов использования.

Уже запущено в серийное производство. LFP48-100 компании BSLBATT продукт используется для систем с продолжительностью 2 часа и предлагает 10-летнюю гарантию производительности при одном полном цикле в день. LFP48-50 — это продукт, предназначенный для кратковременных применений, таких как регулирование частоты и другие вспомогательные услуги. LFP48-100 — первый продукт BSLBATT, выпущенный на рынок, с 20-летней гарантией производительности при одном полном цикле в день. LFP48-100 был специально разработан для фотоэлектрических + накопительных приложений, которые обычно требуют продолжительности работы системы более 3 часов и могут значительно выиграть от 20-летнего гарантированного срока службы, соответствующего типичному жизненному циклу фотоэлектрических модулей. Гарантия производительности LFP48-100 позволяет клиенту использовать установленные батареи в первый день в течение 20 лет без какой-либо замены.

«Мы рады официально объявить о расширении нашей линейки продуктов, включив в нее три новых предложения на базе Star Energy. Объединив репутацию компании Star Energy за качество и стабильность с платформой систем хранения энергии BSLBATT, мы поставляем системы, которые отвечают потребностям наших клиентов в производительности, надежности и рентабельности. Благодаря 20-летней гарантии производительности LFP48-100, в частности, представляет собой новый и доступный вариант для коммунальных предприятий и независимых производителей энергии, желающих объединить системы хранения данных с новыми или существующими солнечными проектами. Мы стремимся ускорить модернизацию электросетей за счет увеличения стоимости активов возобновляемой генерации с помощью долговременных, доступных и высококачественных систем хранения энергии. Благодаря своей беспрецедентной репутации и качеству продукции Star Energy является идеальным партнером в реализации нашей миссии», — сказал Джефф Эрик Йи, президент Wisdom Industrial Power Co., Ltd.