¿Qué progreso se ha logrado en la investigación de aplicaciones de la batería de energía en cascada en el almacenamiento de energía?

En la octava conferencia internacional sobre almacenamiento de energía de China celebrada recientemente, Yang Kai, director de la oficina de investigación de tecnología de ontología de baterías de almacenamiento de energía del instituto de investigación de energía eléctrica de China co., LTD., Pronunció un maravilloso discurso titulado "investigación sobre la aplicación de la energía en cascada batería en almacenamiento de energía "en la sesión especial de la central eléctrica de almacenamiento de energía.

El discurso es el siguiente:

Yang kai: hola a todos. Soy Yang Kai del instituto de investigación de energía eléctrica de China. Hoy, me gustaría compartir con ustedes parte de nuestro trabajo sobre la utilización de la batería. Debido a que la utilización de la batería en cascada es ahora un tema candente, el instituto de tecnología eléctrica de China ha estado trabajando en este tema durante unos cinco o seis años desde 2012. Primero comprenda la fase utilizando los antecedentes técnicos, los antecedentes que conocemos más de varios campos, debido a nuestra Los automóviles eléctricos del país ahora han entrado en un período de rápido desarrollo, vendieron 777000 unidades en 2017, se espera que más de 1 millón de vehículos en 2018, lo que se asocia con la cantidad de baterías retiradas del automóvil eléctrico aumenta gradualmente, hasta su retiro en 2020 llegará a 20 GWH , para el año 2025 se espera alcanzar los 90 GWH. Con una cantidad tan grande de baterías de energía retiradas, la utilización en cascada es bastante necesaria.

La denominada utilización en cascada consiste en readaptar la batería de energía retirada y reutilizarla en algunas ocasiones con una tasa de utilización relativamente baja. En la actualidad, hay tres aplicaciones de utilización en cascada, la primera es el vehículo eléctrico en cascada, la segunda es el almacenamiento de energía de la red eléctrica y la tercera es la aplicación de la estación base de comunicaciones.

Para la disposición en el sentido de explotación, resumimos principalmente tiene tres aspectos: uno es que puede prolongar la vida útil de la batería, mejorar el valor del uso del ciclo de vida completo, si en la etapa del piloto utilizado la batería aún se poder beneficiarse, también puede reducir la aplicación en el campo de los vehículos eléctricos en formas disfrazadas al comprar las baterías; El segundo aspecto es el almacenamiento de energía. Si la utilización en cascada se puede aplicar al almacenamiento de energía de la red eléctrica, en comparación con la nueva batería, reducirá el costo del proyecto de almacenamiento de energía y también reducirá el costo de la electricidad del usuario en el proceso de almacenamiento de energía. El tercer aspecto es la materialización del uso pleno de los recursos, con mejores beneficios ambientales.

En la actualidad, en la industria de la utilización en cascada, se han realizado muchos proyectos de demostración en el país y en el extranjero. En China, hay principalmente byd, baic new energy, grupo de torres de hierro, corporación estatal de redes de China, redes del sur, etc., y se han realizado algunos proyectos de demostración. La tecnología en el uso de la fase como desarrollo principal en la actualidad, la tecnología de la principal que incluye la evaluación del estado de la batería, después de retirarse de las baterías de los vehículos eléctricos, es qué tipo de estado de salud, el valor de cuánto se puede aplicar a otro está clasificando la reorganización, es otro uso piloto, la seguridad de la batería se reduce, la gestión de seguridad tiene algo de trabajo por hacer. A partir del análisis de las tendencias de desarrollo de tecnología nacionales e internacionales, podemos juzgar básicamente que hay dos tendencias de desarrollo. La primera es la aplicación de la batería de utilización en cascada desde la etapa inicial de desmontaje de la batería en una sola unidad, hasta la tendencia actual de la tecnología principal es la aplicación de todo el módulo. La segunda tendencia es la escala de los proyectos de demostración desde el kilovatio inicial hasta el megavatio actual.

En la actualidad, creemos que la aplicación del almacenamiento de energía es un medio eficaz de consumo a gran escala de baterías retiradas. En la actualidad, la generación de energía de nueva energía probablemente pueda absorber las baterías dadas de baja de 120 GWh, y la utilización en cascada de las baterías brinda oportunidades para el bajo costo de la energía. En la actualidad, existe otra ventaja significativa de la batería de utilización en cascada en el aspecto del almacenamiento de energía eléctrica. Esto se debe a que las escenas de almacenamiento de energía son muy ricas, lo que puede proporcionar algunas escenas de aplicación para baterías retiradas con diferentes rendimientos. Aquí hay cinco escenarios principales en los que no entraré.

El segundo aspecto es presentar algunos de los trabajos que hemos realizado en la utilización en cascada de baterías en los últimos años.

Confiamos en el nuevo almacenamiento de energía de 2016 aprobado por el laboratorio estatal clave de control de operación en paralelo, en el uso de estimación de estado de fase, predicción de vida, integración de sistemas, evaluación económica, etc. El trabajo de investigación, en Zhang Bei almacenamiento de energía La base del experimento también hizo varios proyectos de demostración, les presento algunos trabajos hoy.

Estudiamos principalmente tres tipos de baterías. Una batería es la batería retirada de los coches eléctricos de los Juegos Olímpicos de 2008. Esta es la batería de litio y ácido manganeso, que se retiró en 2012. La segunda categoría son las baterías utilizadas en el vehículo eléctrico K9 en shenzhen, que se retiraron en 2015. La tercera categoría son las baterías utilizadas en el vehículo eléctrico xuejiadao en Qingdao. que se retiraron en 2016.

La batería de manganato de litio retirada es el tipo de batería que se retiró en 2012. Después de nuestras pruebas, la capacidad principal de estas baterías es de aproximadamente 55 amperios-hora. Teóricamente, el 80% de las baterías que se utilizan en los coches eléctricos se retirarán, pero esta batería solo tiene entre un 50% y un 60% de capacidad aquí. De la resistencia interna, también podemos ver que su dispersión es relativamente grande, la resistencia interna inicial, la nueva batería es 0.5 - 0.6, la dispersión es relativamente grande después de la jubilación, la más grande es 1.5 ohmios, así que la dividimos en aproximadamente 6 marchas. En términos de la tasa de retención de la capacidad, se debe decir que aproximadamente la mitad de la tasa de retención de la capacidad de la batería sigue siendo relativamente buena, lo que puede representar más del 95%.

Medimos las características de aumento de potencia y temperatura de esta batería. Desde la perspectiva del valor calorífico, el aumento de temperatura es de aproximadamente 5 grados a 50 amperios. Calculamos su vida útil real de acuerdo con esta batería. Elegimos un escenario, que estaba en condiciones de UPS, e hicimos la evaluación de adaptabilidad. Calculamos la tasa de retención de capacidad y la fórmula de las estanterías, y la vida útil esperada de esta batería fue de aproximadamente 3 años en condición de UPS. Y como evaluación de la aplicación de pico a valle, si la batería está en condiciones de pico a mínimo, su vida útil es aproximadamente 1,500 veces. Como una condición de trabajo suave, elegimos cuatro baterías, una tiene aproximadamente la misma capacidad, resistencia interna diferente, la segunda es resistencia interna, casi cambios de capacidad, predicción hecha en condiciones suaves, puede ver el rendimiento de esta batería en condiciones suaves El rendimiento no es muy bueno, se puede ver en la figura con poca capacidad de retención.

Realizamos 7 pruebas de seguridad en esta batería de acuerdo con los estándares de 2006. La batería pudo pasar las 7 pruebas de seguridad y no podría incendiarse ni explotar. Debido a esto, hicimos un sistema de almacenamiento de energía, el paquete de baterías en los taxis eléctricos daxing se carga en la planta de energía, el producto después de participar en la operación, el bucle es menos de 100 veces, reduce drásticamente el rendimiento de la batería, es la consistencia de la batería demasiado dispersa, Se dispersó rápidamente, la batería cuando estamos en el ensamblaje, se divide en monómero, después de una clasificación muy fina, reorganización y se formó un nuevo módulos y sistemas, aún así, su rendimiento también se redujo drásticamente. Por tanto, básicamente podemos juzgar que los alimentos salados producidos antes de 2012 tienen poco valor debido a su limitada capacidad de producción.

Ahora veamos la segunda batería, la batería de fosfato de hierro y litio de 200 amperios-hora, que se retiró del bus K9. Al principio, era de 200 amperios, y cuando llegamos a unos 150 a 160, pudimos ver que la batería tenía muy poca dispersión y buena consistencia. La capacidad estaba básicamente entre 145 y 160, y la resistencia interna no aumentó mucho. La tasa de retención de capacidad también fue muy buena.

Se puede observar que el rendimiento de la batería en el proceso de carga y descarga es bueno. En cuanto a las características de elevación, hemos medido la temperatura a 0,5 ° C, 1 ° C y 2 ° C. En el estado de 0,5 ° C, la temperatura aumenta en aproximadamente 2 grados, 1 ° C en más de 5 grados y 2 ° C en más de 10 grados. Por lo tanto, sugerimos que el aumento de temperatura se controle dentro de los 5 grados considerando su uso seguro.

En la prueba de seguridad, la batería también pareció abultarse, pero a través de estas pruebas de seguridad, no hay problema.

Nos centramos en el análisis de la duración de la batería, y en esta batería hicimos 100% DOD, carga completa, 80% DOD y 20% DOD, y puedes ver que esta batería, al 100% DOD, probó 4.000 ciclos, todavía tenía un 93% de capacidad. El 80 por ciento del DOD probó 5000 veces y tenía un 91 por ciento de capacidad.

Para esta batería, hemos construido un sistema de almacenamiento de energía de 250 kilovatios / 1 megavatio hora, que está instalado en el laboratorio de almacenamiento de energía de la base experimental de almacenamiento de energía de Zhangbei de la red estatal. Este sistema se utiliza principalmente para suavizar la energía eólica y realizar cierta modulación de frecuencia. Ha pasado casi un año y medio desde la instalación de este sistema en marzo de 2016, y el funcionamiento del sistema es relativamente estable.

El tercer tipo de batería es la batería de fosfato de hierro y litio, que se retiró de Qingdao. La capacidad inicial de esta batería es de 22 horas. Después de la jubilación, el 60% de la capacidad de la batería supera las 19 horas y la dispersión no es alta. Del mismo modo, también hemos medido su multiplicador y el aumento de temperatura. Se puede ver que el aumento de temperatura de esta batería es de aproximadamente 1 grado por debajo de 0.5c, y el aumento de temperatura de 1C no es más de 3 grados. En este caso, tanto 0.5c como 1C están bien.

Otro son las características de carga-descarga de alta y baja temperatura. Puede ver que esta batería se puede cargar hasta en un 90% incluso a cero grados. Tampoco hubo ningún problema con las pruebas de seguridad meteorológica.

Características de vida, después de que la batería 100% DOD circule 1400 veces, la tasa de retención de capacidad es de aproximadamente 93%, 80% de circulación DOD 2000 veces, la tasa de retención de capacidad es de aproximadamente 90%, 28 días de rendimiento de uso de autodescarga también es bueno, alrededor del 98%.

Esta batería está ahora a cargo de la construcción del proyecto del grupo xuji, y el instituto de tecnología eléctrica brinda soporte técnico para hacer un conjunto de sistema de 3MW / 9MWh, que actualmente está previsto que se instale en la segunda fase del almacenamiento nacional de energía eólica. y proyecto de demostración de transporte, principalmente para plan de suavizado, absorción fotovoltaica y seguimiento de energía eólica. El sistema se encuentra actualmente en instalación y depuración.

Finalmente, se extraen algunas conclusiones a partir del trabajo que hemos realizado en los últimos años. En primer lugar, creemos que no toda la batería de alimentación es adecuada para hacer arreglos en uso, como describimos anteriormente en el primer proyecto de demostración, básicamente, se puede ver en los primeros años (antes de 2012) de la batería, porque el El nivel técnico de la batería en sí y el nivel de preparación no es alto, después de la etapa de aplicación del vehículo eléctrico, el valor de uso del piloto es más bajo y el problema oculto seguro. El segundo son los países de utilización en cascada, algunas tecnologías clave aún deben romperse, como la tecnología de evaluación rápida del desempeño, incluida la evaluación del estado de salud y la evaluación del valor residual. El segundo es la selección y reorganización de low cost. En la etapa de utilización en cascada, el bajo costo se considera el índice más crítico, porque es para darse cuenta de su bajo costo. Si no se puede reducir el costo en cada enlace, es difícil competir con la potencia abandonada. Otra razón es que el riesgo potencial para la seguridad puede aumentar en comparación con la batería nueva. Por lo tanto, en la utilización en cascada, la advertencia de seguridad, incluida la protección de seguridad posterior, debe ser más considerada que la nueva batería. En tercer lugar, para las baterías de energía retiradas en diferentes estados, se deben seleccionar escenarios de aplicación apropiados. En el campo del almacenamiento de energía, las baterías se pueden usar en ciertos escenarios de acuerdo con diferentes etapas de rendimiento para garantizar el uso seguro de las baterías y aprovechar al máximo el valor residual de cada etapa de utilización en cascada.

Para la perspectiva de esta tecnología, en primer lugar, para las baterías retiradas, su rendimiento definitivamente es cada vez mejor. Como puede verse en los proyectos de demostración que acabamos de realizar, los dos últimos proyectos de demostración que hemos introducido siguen siendo muy buenos, con un rendimiento cada vez mejor y un precio continuamente más bajo. El segundo aspecto, la energía de la batería, todos los datos históricos, el protocolo de comunicaciones, el piloto que usa la batería nuevamente, el enlace retirado ahora se considera cada vez más perfecto, muchas empresas ahora conscientemente, en el momento de la aplicación de la batería de energía, consideran un buen piloto usando la etapa de retiro en el futuro, por lo que puede reducir el costo de piloto utilizando el enlace relativamente, mejorar el beneficio económico de la misma. De 2016 a 2018, varios ministerios y comisiones del estado han emitido cerca de 15 políticas sucesivamente, que mencionaban el uso del escalón. Se puede decir que el Estado concede gran importancia a este tema. Además, el plan nacional de investigación y desarrollo clave también ha desplegado contenidos relevantes. Es decir, desde el nivel técnico y el nivel de políticas, creemos que la tecnología de utilización en cascada sigue siendo muy prometedora en términos de almacenamiento de energía.

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