電力貯蔵におけるカスケードパワーバッテリーの応用研究においてどのような進歩があったか

最近開催された第8回中国国際エネルギー貯蔵会議で、中国電力研究所株式会社のエネルギー貯蔵電池オントロジー技術研究室長のヤン・カイ氏が「カスケード電力の応用に関する研究」と題した素晴らしいスピーチを行いました。エネルギー貯蔵発電所の特別セッションの「電力貯蔵のバッテリー」。

スピーチは次のとおりです。

ヤンカイ：みなさん、こんにちは。中国電力研究所のヤンカイです。本日は、バッテリーの使用率に関する取り組みの一部をご紹介します。カスケード利用バッテリーが今話題になっているため、中国電気技術研究所は2012年から約5〜6年間このトピックに取り組んでいます。まず、技術的背景を使用してフェーズを理解します。国の電気自動車は現在急速な開発期間に入っており、2017年に777000台を販売し、2018年には100万台以上になると予想されています。これは、電気自動車のバッテリーの廃棄量が徐々に増加することに関連しており、2020年の彼の退職は20GWHに達するでしょう。 、2025年までに90GWHに達すると予想されています。使用済みのパワーバッテリーが非常に多いため、カスケードの利用は非常に必要です。

いわゆるカスケード使用率は、使用済みのパワーバッテリーを再適合させ、場合によっては比較的低い使用率で再利用することです。現在、カスケード利用には3つの用途があり、1つはカスケード電気自動車、2つ目は電力網エネルギー貯蔵、3つ目は通信基地局の用途です。

搾取の意味での配置については、主に3つの側面があります。1つは、バッテリーの耐用年数を延ばすことができること、パイロット使用の段階でバッテリーがまだ使用される場合、ライフサイクル全体の使用の価値を向上させることです利益を得ることができるだけでなく、バッテリーのコストを購入するときに、偽装された形で電気自動車の分野でのアプリケーションを減らすことができます。 2番目の側面はエネルギー貯蔵です。新しいバッテリーと比較して、カスケード利用を電力網のエネルギー貯蔵に適用できれば、エネルギー貯蔵プロジェクトのコストを削減し、エネルギー貯蔵の過程でのユーザーの電力のコストも削減します。第3の側面は、より良い環境上の利益を伴う、資源の完全な使用の具体化です。

現在、カスケード利用の業界では、国内外で多くの実証プロジェクトが行われています。中国では、主に比亜迪、北汽新エネルギー、鉄塔グループ、中国国電網、南方電網などがあり、いくつかの実証プロジェクトが行われています。現在の主な開発としてフェーズを使用する技術、バッテリーの状態評価を含む主な技術、電気自動車のバッテリーを廃止した後、それはどのような健康状態であり、他にどれだけ適用できるかという価値は分類されています再編成は、バッテリーの安全性が低下する別のパイロット使用であり、安全管理にはいくつかの作業があります。国内外の技術開発動向の分析から、基本的に2つの開発動向があると判断できます。 1つ目は、バッテリーを単一のユニットに分解する初期段階からカスケード利用バッテリーの適用であり、現在の主流の技術トレンドは、モジュール全体の適用です。 2つ目の傾向は、最初のキロワットから現在のメガワットまでの実証プロジェクトの規模です。

現在、蓄電池の活用は、使用済みバッテリーの大量消費の有効な手段であると考えています。現在、新エネルギー発電はおそらく120GWhの廃止されたバッテリーを吸収することができ、バッテリーのカスケード利用は電力の低コストに機会をもたらします。現在、電力エネルギー貯蔵の面でカスケード利用バッテリーの別の重要な利点があります。これは、電力エネルギー貯蔵のシーンが非常に豊富であり、さまざまなパフォーマンスの使用済みバッテリーのいくつかのアプリケーションシーンを提供できるためです。これは私が入らない5つの主要なシナリオです。

第2の側面は、近年のバッテリーカスケード利用で行った作業の一部を紹介することです。

私たちは、並列運転制御の国家重点実験室によって承認された2016年の新エネルギー貯蔵に依存しており、位相状態推定、寿命予測、システム統合、経済評価などを使用しています。研究作業は、張北エネルギー貯蔵です。実験基地もいくつかのデモンストレーションプロジェクトを作成しました。今日はいくつかの作業を紹介します。

主に3種類の電池を研究しました。 1つのバッテリーは、2008年のオリンピックの電気自動車から引退したバッテリーです。これは2012年に廃止されたリチウムマンガン酸バッテリーです。2番目のカテゴリーは2015年に廃止された深センのK9電気自動車で使用されているバッテリーです。3番目のカテゴリーは青島のxuejiadao電気自動車で使用されているバッテリーです。 2016年に引退しました。

廃止されたマンガン酸リチウム電池は、2012年に廃止された種類の電池です。テスト後、これらの電池の主容量は約55アンペア時です。理論的には、電気自動車に使用されているバッテリーの80％が廃棄されますが、このバッテリーの容量はここでは50％から60％にすぎません。内部抵抗から、分散が比較的大きく、初期内部抵抗、新しいバッテリーが0.5〜0.6、廃棄後の分散が比較的大きく、最大が1.5オームであることがわかります。 6ギア。容量保持率に関しては、バッテリー容量保持率の約半分はまだ比較的良好であり、95％以上を占める可能性があると言わなければなりません。

このバッテリーの電力と温度上昇特性を測定しました。発熱量の観点から、温度上昇は50アンペアで約5度です。このバッテリーを使用して実際の耐用年数を計算しました。 UPS条件下のシナリオを1つ選択し、適応性の評価を行いました。容量保持率と棚の式を計算したところ、このバッテリーの予想耐用年数はUPS条件下で約3年でした。また、ピークツートラフアプリケーションの評価として、バッテリーがピークツートラフ状態にある場合、その耐用年数は約1,500倍です。スムーズな動作条件として、4つのバッテリーを選択しました。1つはほぼ同じ容量、異なる内部抵抗、2つ目は内部抵抗、ほぼ容量の変化、スムーズな状態での予測、スムーズな状態でのこのバッテリーのパフォーマンスを確認できます性能はあまり良くありませんが、保持力の低い図からわかります。

2006年の基準に従って、このバッテリーに対して7つの安全テストを実施しました。バッテリーは7つの安全テストすべてに合格し、発火または爆発することはありませんでした。このため、エネルギー貯蔵システム、発電所の電気タクシー充電をダクシングするバッテリーパック、運用に参加した後の製品、ループが100回未満であり、バッテリー性能が大幅に低下し、バッテリーの一貫性が散在しすぎています、バッテリーはすぐに分散し、組み立て時にバッテリーがモノマーに分割され、非常に細かく分類され、再編成され、新しいモジュールとシステムが形成されましたが、それでもパフォーマンスは大幅に低下しました。したがって、2012年以前に生産された塩辛い食品は、生産能力が限られているため、基本的に価値がないと判断できます。

次に、K9バスから廃止された2番目のバッテリーである200アンペア時のリン酸鉄リチウムバッテリーを見てみましょう。最初は200アンペアでしたが、150〜160程度になるまでに、バッテリーの分散がほとんどなく、一貫性が良好であることがわかりました。容量は基本的に145から160の間で、内部抵抗はそれほど増加しませんでした。容量保持率も非常に良かった。

充電および放電プロセスにおけるバッテリーの性能が良好であることがわかります。隆起特性に関しては、0.5℃、1℃、2℃の温度を測定しました。 0.5℃の状態では、温度は約2度、1℃は5度以上、2℃は10度以上上昇します。したがって、安全に使用するためには、温度上昇を5度以内に抑えることをお勧めします。

安全試験ではバッテリーも膨らんでいるように見えましたが、これらの安全試験では問題ありません。

バッテリー寿命の分析に焦点を当てました。このバッテリーは、100％DOD、フル充電、80％DOD、20％DODを実行しました。このバッテリーは、100％DODで4,000サイクルをテストしましたが、93％の容量が残っていることがわかります。 80％のDODは5,000回テストされ、91％の容量がありました。

このバッテリーのために、私たちは250キロワット/ 1メガワット時のエネルギー貯蔵システムを構築しました。これは、州グリッドの張北エネルギー貯蔵実験基地のエネルギー貯蔵研究所に設置されています。このシステムは、主に風力発電を平滑化し、周波数変調を行うために使用されます。 2016年3月に本システムを導入してから約1年半が経過し、比較的安定した運用を行っています。

3番目のタイプのバッテリーは、青島から引退したリン酸鉄リチウムバッテリーです。このバッテリーの初期容量は22時間です。引退後、バッテリー容量の60％が19時間を超えており、分散は高くありません。同様に、乗数と温度上昇も測定しました。このバッテリーの温度上昇は0.5℃より約1度低く、1℃の温度上昇は3度以下であることがわかります。この場合、0.5cと1Cの両方で問題ありません。

もう1つは、高温と低温の充放電特性です。このバッテリーは、0度でも最大90％まで充電できることがわかります。気象安全試験にも問題はありませんでした。

寿命特性、バッテリー100％DOD循環1400回後、容量保持率は約93％、80％DOD循環2000回、容量保持率は約90％、28日間の自己放電使用性能も良好です、約98％。

このバッテリーは現在、xujiグループのプロジェクト建設を担当しており、電気技術研究所は、現在、国の風力発電の第2フェーズに設置される予定の3MW / 9MWhシステムのセットを作成するための技術サポートを提供しています主に風力発電の平滑化、太陽光発電の吸収および追跡計画のための輸送実証プロジェクト。システムは現在インストールおよびデバッグ中です。

最後に、過去数年間に行った作業に基づいて、いくつかの結論を出します。まず、最初のデモンストレーションプロジェクトで説明したように、すべてのパワーバッテリーが使用中のアレンジに適しているわけではないと思います。基本的に、バッテリーの初期（2012年以前）に見ることができます。バッテリー自体の技術レベルと準備レベルは高くなく、電気自動車の適用段階の後、パイロットの使用価値は低くなり、安全な隠れたトラブル。 2つ目はカスケード利用国であり、健康状態評価や残存価値評価などの迅速な業績評価技術など、いくつかの重要な技術を突破する必要があります。 2つ目は、低コストの選択と再編成です。カスケード利用の段階では、低コストを実現するため、低コストが最も重要な指標とされています。各リンクでコストを削減できない場合、放棄された電力と競争することは困難です。もう1つの理由は、新しいバッテリーと比較して、潜在的な安全上の問題が増える可能性があることです。したがって、カスケードの利用では、後の安全保護を含む安全警告は、新しいバッテリーよりも慎重に行う必要があります。第三に、さまざまな状態の使用済みパワーバッテリーについて、適切なアプリケーションシナリオを選択する必要があります。電力貯蔵の分野では、バッテリーを安全に使用し、カスケード利用の各段階の残存価値を十分に活用するために、さまざまなパフォーマンス段階に応じて特定のシナリオでバッテリーを使用できます。

この技術の展望として、まず第一に、使用済みバッテリーの場合、その性能は確実にますます良くなっています。先ほど行ったデモンストレーションプロジェクトからわかるように、紹介した後の2つのデモンストレーションプロジェクトは依然として非常に優れており、パフォーマンスが向上し、価格が継続的に低くなっています。第二の側面、パワーバッテリー全体の履歴データ、通信プロトコル、バッテリーを使用するパイロットが再び引退したリンクは今やますます完璧であると考えています、多くの企業は今意識的に、パワーバッテリーアプリケーションの時に引退の段階を使用して良いパイロットを検討しています将来的には、リンクを使用するパイロットのコストを比較的削減し、その経済的利益を向上させることができます。 2016年から2018年にかけて、州のさまざまな省庁が15近くの政策を次々と発表し、エシェロンの使用について言及しました。国家はこの問題を非常に重視していると言えます。さらに、国の主要な研究開発計画も関連するコンテンツを展開しています。つまり、技術レベルと政策レベルから、カスケード利用技術はまだ電力貯蔵の面で非常に有望であると私たちは信じています。

このページには、機械翻訳の内容が含まれています。