באַטעריע סטרוקטור סעלעקציע פֿאַר הויך-ראַטע טשאַרדזש און דיסטשאַרדזש סצענאַריאָס: סטאַקינג אָדער וויינדינג?

געגרינדעט אין 2002, ספּעציאַליזירט אין קאָמוניקאַציע ויסריכט פאַבריקאַציע און ענערגיע סטאָרידזש אינטעגראַציע, און אַ טראַסטיד שוטעף פון כינע'ס פיר הויפּט טעלעקאָם אָפּעראַטאָרן.

ווען אַן ענערגיע סטאָרידזש סיסטעם מוז סיימאַלטייניאַסלי צושטעלן הויך מאַכט רעזולטאַט, מיליסעקונדע-לעוועל ענטפער, און לאַנג-טערמין סטאַביל אָפּעראַציע, איז באַטאַרייע סטרוקטוראַל פּלאַן ניט מער בלויז אַ מאַנופאַקטורינג-פּראָצעס אַרויסגעבן. אַנשטאָט, ווערט עס אַ קערן סיסטעם פּאַראַמעטער וואָס באַשטימט ינערלעך קעגנשטעל קאָנטראָל, טערמאַל פאַרוואַלטונג עפעקטיווקייַט, און ציקל לעבן. ספּעציעל אין טשאַרדזש/דיטשאַרדזש סצענאַריאָוז פון 3C–10C און העכער, די אינערלעכע צעל סטרוקטור האט א דירעקטע ווירקט אויף קעגנשטעל פארשפרייטונג, עלעקטראכעמישע פאלאריזאציע, היץ דיפוזיע וועגן, און מעכאנישע דרוק מענעדזשמענט.

פֿאַר אינזשענירן וואָס זענען פאַרנומען מיט ענערגיע סטאָרידזש סיסטעם סעלעקציע, פֿאַרשטיין די פונדאַמענטאַלע אונטערשיידן צווישן סטאַקט ליטהיום באַטעריז און וואונד צעלן אונטער הויך-קורס אַפּערייטינג באדינגונגען איז יקערדיק פֿאַר דערגרייכן אַ פאַרלאָזלעך סיסטעם פּלאַן.

דיזער אַרטיקל אַנאַליזירט סיסטעמאַטיש די טעכנישע פאָרשטעלונג פון פֿאַרשידענע באַטעריע סטרוקטורן אין הויך-ראַטע אַפּליקאַציעס פֿון פֿאַרשידענע פּערספּעקטיוון, אַרייַנגערעכנט קראַנט וועג, עלעקטראָכעמישע ימפּידאַנס, טערמאָדִינאַמיש נאַטור, סטרוקטורעל דרוק, און סיסטעם אינטעגראַציע קאָמפּאַטאַבילאַטי. עס אויך אויספֿאָרשט זייער פּראַקטיש אינזשעניריע ווערט אין פאַקטיש-וועלט ענערגיע סטאָרידזש פּראָדוקט פּלאַן.

1. עלעקטראָכעמיש-סטרוקטורעלע קאַפּלינג מעקאַניזמען אונטער הויך-ראַטע באדינגונגען

אונטער נידעריק-ראַטע באדינגונגען (≤1C), באַטעריע וואָולטידזש אָנווער קומט דער הויפּט פון די אינטרינסיק קעגנשטעל פון מאַטעריאַלס און די יאָניש טראַנספּאָרט קעגנשטעל פון די עלעקטראָליט, בשעת די פּראַל פון סטרוקטוראַלע דיפעראַנסיז איז לעפיערעך לימיטעד.
אבער, ווען דער שיעור גייט אריבער 3C, אָהמישער קעגנשטעל (רₒ), לאָד-טראַנספער קעגנשטאַנד (Rct), און קאנצענטראציע פאלאריזאציע וואקסט שנעל, און די פראבלעם פון אומגלייכער שטראָם פארטיילונג אינעווייניק פון דער צעל הייבט אן צו אויפקומען.

די טערמינאַל וואָולטידזש פון אַ באַטאַרייע קען אויסגעדריקט ווערן ווי:

ווו רₒ איז העכסט קארעלירט מיט די קראַנט וועג לענג אין די עלעקטראָוד קראַנט קאַלעקטאָר.

אין אַ וואונד סטרוקטור, ווערט שטראָם טראַנסמיטירט איבער דער לענג פון דעם עלעקטראָד בויגן, וואָס רעזולטירט אין אַ רעלאַטיוו לאַנגן עלעקטראָן טראַנספּאָרט וועג. אין קאַנטראַסט, אַ סטאַקט סטרוקטור ניצט קייפל טאַבס פארבונדן אין פּאַראַלעל צו שפּאַלטן דעם שטראָם, אַלאַוינג עס צו דורכגיין די עלעקטראָדן אין דער גרעב ריכטונג, באַטייטיק פאַרקירצן די עלעקטראָן טראַנספּאָרט דיסטאַנסע. אונטער הויך-קורס פּולס דיסטשאַרדזש, איז דעם חילוק אין שטראָם וועג גלייך ריפלעקטעד אין וואָולטאַזש קאַפּ און היץ דזשענעריישאַן אינטענסיטי.

אינזשעניריע טעסטן ווײַזן אָפט אַז ווען די אָפּזאָגן קורס וואַקסט פֿון קסנומקסק צו קסנומקסק,
די טעמפּעראַטור העכערונג קורווע פון ​​וואונד צעלן האט אַ באַמערקבאַר שטיילערע שיפּוע ווי יענע פון ​​סטאַקעד צעלן, וואָס ווייַזט אויף אַ
מער אויסגעשפראכענע קאנצענטראציע פון ​​אינערליכער שטראָם געדיכטקייט. די קאנצענטראציע עפעקט ווירקט נישט נאר אויף די מאָמענטאַנע
עפעקטיווקייט, אבער אויך פארשנעלערט SEI פילם דעגראַדאַציע, דערמיט פארמינערנדיק דעם ציקל לעבן.

2. טעכנישע קעראַקטעריסטיקס און הויך-ראַטע לימיטיישאַנז פון די וואונד סטרוקטור

דער ווינדונג פּראָצעס איז דער מערסט דערוואַקסענער טעכנאָלאָגישער וועג אין דער ליטיום באַטעריע אינדוסטריע און איז באַזונדערס פּאַסיק פֿאַר צילינדרישע צעלן און עטלעכע פּריזמאַטישע צעלן. זײַן הויפּט שטריך איז אַז די קאַטאָדע, סעפּאַראַטאָר און אַנאָדע ווערן קאַנטיניואַסלי ווילד אין דער סיקוואַנס פון קאַטאָדע-סעפּאַראַטאָר-אַנאָדע-סעפּאַראַטאָר צו שאַפֿן אַ זשעלע-ראָל סטרוקטור.

דעם פּלאַן אָפפערס עטלעכע אַדוואַנידזשיז, אַרייַנגערעכנט הויך פּראָדוקציע עפעקטיווקייט, דערוואַקסן עקוויפּמענט, קאָנטראָלירבאַר קאָסטן, און גוטע קאָנסיסטענסי.

אבער, אונטער הויך-ראַטע אַפּלאַקיישאַנז, וואונד סטרוקטורן שטייען פאר עטלעכע פיזישע לימיטיישאַנז וואָס זענען שווער צו ויסמיידן.

ערשטער, איין-טאַב אָדער לימיטעד-טאַב דיזיינז קען פירן צו קראַנט קאָנצענטראַציע. ווען הויך קראַנט גייט דורך די צעל, טענדירט דער קראַנט צו פליסן פּרעפֿערענציעל דורך געביטן לעבן די טאַבס, שאַפֿנדיק לאָקאַליזירטע הייסע פלעקן.

צווייטנס, די אנוועזנהייט פון א צענטראלער ליידיגער קערן רעדוצירט וואָלומעטרישע נוצן, לימיטירנדיק דעם פּלאַץ פֿאַר ווייטערדיקע פֿאַרבעסערונג אין ענערגיע געדיכטקייט.

דריטנס, די בייגן פון עלעקטראָד שיץ בעשאַס די וויינדינג פּראָצעס ינטראַדוסיז רעזידועל מעכאנישע דרוק, וואָס מאַכט אַקטיוו מאַטעריאַל אָפּפאַל מער מסתּמא בעשאַס אָפט הויך-ראַטע סייקלינג.

כאָטש מולטי-טאַב וויינדינג און פאַר-בענדינג טעכנאָלאָגיעס קענען פֿאַרלייכטערן עטלעכע פֿון די פּראָבלעמען, די אינהערענטע סטרוקטור רעזולטירט נאָך אין רעלאַטיוו לאַנגע עלעקטראָן טראַנספּאָרט וועגן און מאַכט עס שווער צו באַדייטנד רעדוצירן אינערלעכן קעגנשטעל. דעריבער, אין אַפּליקאַציעס וווּ הויך-ראַטע פאָרשטעלונג איז די הויפּט ציל, ווערן וויינדינג סטרוקטורן ביסלעכווייַז געמאַכט צו סטאַקט סטרוקטורן.

3. סטרוקטורעלע מעלות און פיזישע באזיס פון סטאַקט ליטהיום באַטעריעס

געשטאפּלטע ליטהיום באַטעריעס ווערן קאנסטרואירט דורך לייגן קאטאדעס, סעפאראטארן, און אנאדעס איינס נאכן אנדערן. זייערע הויפט מעלות ליגן אין אָפּטימיזירטע קראַנט פּאַטס און מער איינהייטלעכע דרוק פאַרשפּרייטונג.

ערשטנס, פֿון דער פּערספּעקטיוו פֿון איצטיקער פֿאַרשפּרייטונג, נוצן געשטאַקטע סטרוקטורן טיפּיש קייפל טאַבס אין פּאַראַלעל, וואָס ערמעגליכט אַ מער איינהייטלעכע קראַנט פאַרשפּרייטונג איבער די עלעקטראָד פלאַך. קראַנט גייט דורך די עלעקטראָד לייַערס אין די גרעב ריכטונג, באַדייטנד פאַרקירצן דעם וועג און דערמיט רעדוצירן אָהמיש קעגנשטעל. אין דיסטשאַרדזש סצענאַריאָס אויבן 5C, די רעזולטירנדיקע פֿאַרבעסערונג אין וואָולטידזש קאַפּ ווערט באַזונדערס אויסגעשפּראָכן.

צווייטנס, אין טערמינען פון טערמישער פאַרוואַלטונג, די שיכטן אָרדענונג פון די סטאַפּט סטרוקטור אַלאַוז היץ דזשענעריישאַן צו זיין מער מונדיר, בשעת אויך ילימאַנייטינג די היץ אַקיומיאַליישאַן זאָנע געפֿירט דורך די ליידיק קערן אין ווונד סעלז. די מער מונדיר טערמישע פאַרשפּרייטונג ראַדוסאַז די ריזיקירן פון היגע אָוווערכיטינג און גיט אַ מער גינציק טערמיש פעלד יסוד פֿאַר מאָדול-מדרגה פליסיק קילונג אָדער לופט קילונג סיסטעם פּלאַן.

דריטנס, וועגן מעכאנישע פעסטקייט, פארמיידן געשטאפלטע סטרוקטורן עלעקטראד בייגן און צושטעלן א מער גלייכע דרוק פארטיילונג.
בעת הויך-ראַטע סייקלינג, די אָפטקייט פון עלעקטראָד יקספּאַנשאַן און קאָנטראַקשאַן ינקריסיז. די סטאַקט פּלאַן קען רעדוצירן די ריזיקירן פון סעפּאַראַטאָר דעפאָרמאַציע און מיקראָ-קורץ קרייזן געפֿירט דורך דרוק קאַנסאַנטריישאַן. עקספּערימענטאַל דאַטן ווייַזן אַז, אונטער די זעלבע מאַטעריאַל סיסטעם, סטאַקט סעלז טיפּיקלי ווייַזן אַ קאַפּאַציטעט ריטענשאַן קורס מער ווי 10% העכער ווי וואונד צעלן אין הויך-קורס ציקל טעסטינג.

4. סיסטעם-לעוועל באַדייַטונג פון ענערגיע געדיכטקייט און פּלאַץ נוצן

אין ענערגיע סטאָרידזש סיסטעם פּלאַן, ענערגיע געדיכטקייט אַפעקטירט ניט בלויז די פּאַראַמעטערס פון אַ איין צעל, אָבער אויך די קוילעלדיק קאַבינעט פּלאַן און פּראָיעקט עקאָנאָמיק. די צענטראַל ליידיק האַרץ פון ווונד סעלז ינעוואַטאַבלי ראַדוסאַז וואָלומעטריק נוצן, כוועראַז סטאַקט סטראַקטשערז פֿאַרבעסערן פּלאַץ-פילן עפעקטיווקייַט דורך פלאַך-שיכט סטאַקינג.

ביידע טעאָריע און פּראַקטישע אַפּליקאַציע ווײַזן אַז געשטאַפּלטע סטרוקטורן קענען דערגרייכן אַפּראָקסימאַטלי 5%–10% העכערע וואָלומעטרישע ענערגיע געדיכטקייט.

פֿאַר קאמערציעלע און אינדוסטריעלע ענערגיע סטאָרידזש סיסטעמען, איבערזעצט זיך די פֿאַרבעסערונג אין:

• העכער קווה/מ³
• מער קאָמפּאַקט סטאָרידזש קאַבינעט פּלאַן
• נידעריקערע פּלאַץ רעקווייערמענץ פֿאַר עקוויפּמענט צימער
• בעסערע טראַנספּאָרטאַציע און ינסטאַלירונג קאָסטן סטרוקטור

ווען די סיסטעם וואָג דערגרייכט די מעגאַוואט שעה לעוועל, די פֿאַרבעסערונג אין פּלאַץ אויסניצן געבראַכט דורך סטרוקטורעלע אונטערשיידן קען ווערן פארוואנדלט אין באַטייטיקע אינזשעניריע קאָסטן אַדוואַנטאַגעס.

5. טעכנישע שוועריקייטן פון דעם סטאַקינג פּראָצעס און אינדוסטריע טרענדס

דער סטאַקינג פּראָצעס פארלאנגט הויכע עקוויפּמענט פּינקטלעכקייט, האט אַ רעלאַטיוו שטייטערע פּראָדוקציע טאַקט צייט ווי וויינדינג, און ינוואַלווז העכער ערשט עקוויפּמענט ינוועסטירונג. אָבער, מיט די צייַטיקייט פון הויך-גיכקייט סטאַקינג מאשינען, וויזשאַן אַליינמאַנט סיסטעמען, און ינאַגרייטיד קאַטינג-און-סטאַקינג ויסריכט, איר עפעקטיווקייט האט זיך באדייטנד פארבעסערט. געוויסע פארגעשריטענע עקוויפמענט האט שוין געברענגט די שטאפלען עפעקטיווקייט נאנט צו יענע פון ​​ווינדינג פראצעסן.

דערצו, די אויפקום פון טרוקן-עלעקטראָד טעכנאָלאָגיע און כייבריד סטאַק-ווינט ינטאַגרייטאַד טעקנאַלאַדזשיז איז דערמעגלעכט סטאַקטעד סטרוקטורן צו האַלטן פאָרשטעלונג אַדוואַנידזשיז בשעת ביסלעכווייַז נעראָוינג די קאָסטן ריס.

צוקונפטיגע קאנקורענץ וועט מער נישט זיין פשוט א זאך פון שטאקלען קעגן ווינדן, נאר א זוכעניש פארן אפטימאלן באלאנס צווישן פּראָדוקציע עפעקטיווקייט און פאָרשטעלונג.

6. פון צעל סטרוקטור ביז סיסטעם-לעוועל אינזשעניריע אינטעגראציע

אין ענערגיע סטאָרידזש אַפּלאַקיישאַנז, מוז די ברירה פון צעל סטרוקטור באַטראַכט ווערן אין קאָאָרדינאַציע מיט סיסטעם-לעוועל פּלאַן.

נידעריק-קעגנשטעל סטאַקט סעלז פונקציאָנירן בעסער אין פּאַראַלעל יקספּאַנשאַן סצענאַריאָוז, אָפפערס בעסער וואָולטידזש קאָנסיסטענסי און מאכן עס גרינגער פֿאַר די BMS צו פונקציאָנירן SOC שאַצונג און באַלאַנסינג קאָנטראָלאין דער זעלבער צייט, זייערע טערמישע פארשפרייטונג אייגנשאפטן זענען בעסער פּאַסיק צו די שנעלע אָפּלאָד/אָפּזאָגן פאָדערונגען פון הויך-מאַכט ינווערטער סיסטעמען.

אין אונדזער מאַדזשאַלער ענערגיע סטאָרידזש סיסטעם פּלאַן, מיר אַדאַפּט אַ סטאַקקאַבלע ליטהיום-יאָן באַטאַרייע לייזונג וואָס קאָמבינירט הויך-פאָרשטעלונג צעל סטרוקטורן מיט אַן אינטעליגענטער BMS צו דערגרייכן פלעקסאַבאַל קאַפּאַציטעט יקספּאַנשאַן און סטאַביל הויך-ראַטע רעזולטאַט. די סיסטעם שטיצט שנעל אָפּלאָדונג און אָפּלאָדן, פֿעיִקייטן לאַנג ציקל לעבן און נידעריק וישאַלט, און איז פּאַסיק פֿאַר קאמערציעלע און אינדוסטריעלע ענערגיע סטאָרידזש, PV-סטאָרידזש אינטעגראַציע, און הויך-מאַכט באַקאַפּ מאַכט אַפּלאַקיישאַנז.

דער מאָדולאַרער פּלאַן ניט נאָר ראַדוסירט דעם דרוק אויף די אָנהייבנדיקע ינוועסטמענטן, נאָר מאַכט אויך צוקונפֿטיקע קאַפּאַציטעט יקספּאַנשאַן מער באַקוועם.

7. אינזשעניריע באַשלוס לאָגיק פֿאַר סטרוקטור סעלעקציע

אין אינזשעניריע פּראַקטיק, זאָל סטרוקטורעלע סעלעקציע זיין קאָמפּרעהענסיוולי עוואַלואַטעד באַזירט אויף די פאלגענדע דימענסיעס:

• אויב די אַפּליקאַציע איז בעיקר נידעריק-קורס און קאָסטן-סענסיטיוו, די וואונד סטרוקטור אָפפערט די מעלות פון צייַטיקייט און קאָסטן-עפעקטיווקייט.
• אויב די סיסטעם פארלאנגט אָפטע הויך-קראַנט פּאַלסן, שנעלע אָפּצאָל/אָפּזאָגן קייפּאַבילאַטי, אָדער לאַנג ציקל לעבן, די געשטאפטע סטרוקטור אָפפערט שטאַרקערע טעכנישע מעלות.
• אויב דער פּראָיעקט גייט ווייטער הויכע מאַכט געדיכטקייט און אַ מער קאָמפּאַקטן פּלאַן, די געשטאפטע סטרוקטור איז העכער אין טערמינען פון ביידע פּלאַץ נוצן און טערמישע פאַרוואַלטונג.

די עסאַנס פון הויך-ראַטע אַפּלאַקיישאַנז איז מאַכט פּריאָריטעט אלא ווי קאַפּאַציטעט פּריאָריטעט.
ווען די סיסטעם ציל טוישט זיך פון פשוטע ענערגיע סטאָרידזש צו מאַכט שטיצע און דינאַמישע רעאַקציע, די ברירה פון באַטעריע סטרוקטור מוז זיך רירן צו נידעריקער אינערלעכער קעגנשטעל און העכערער איינהייטלעכקייט.

סטרוקטור איז קאָנקורענץ אין דער הויך-ראַטע תקופה

מיט זייַן קירצערע קראַנט וועגן, מער מונדיר טערמישע פאַרשפּרייטונג, און בעסערע מעכאַנישע פעסטקייט, די געשטאפלטע ליטהיום באַטעריע ווערט אנגענומען מער און מער וויידלי אין הויך-ראַטע אַפּלאַקיישאַנז.

פֿאַר פֿירמעס וואָס פּלאַנירן ענערגיע סטאָרידזש סיסטעמען אָדער פֿאַרבעסערן זייערע פּראָדוקטן, איז די אויסוואַל פֿון די ריכטיקע באַטעריע סטרוקטור נישט בלויז אַ טעכנישע פּראָבלעם, נאָר אויך אַ ענין פֿון לאַנג-טערמין פֿאַרלעסלעכקייט און פּראָיעקט צוריקקער אויף ינוועסטירונג.