Сигурност литијум-јонске батерије: ефикасна дугорочна стратегија
Започнимо да направимо једну ствар јасно - литијум-јонске батерије могу бити сигурне.
Милијарде литијум-јонских ћелија се производе сваке године, а тај број ће и даље расти током наредне деценије. Са тако великим бројем ћелија било који други електронски уређај може пропасти. Стога је изазов у суштини да се обратите овим незадовољним језграма што је раније могуће пре него што дође до догађаја.
За енергетске системе за складиштење могу се применити различити нивои управљања сигурношћу. Док ћелијски и системски произвођачи монишу безбедност ћелије и система кроз неке од ових концепата, оператори такође могу осигурати да њихови системи буду сигурни користећи специјализовану анализу батерије.
Дакле, шта литијум-јонски произвођачи ћелија, системски програмери и оператери чине да минимизирају неуспехе и обезбеде сигурност? Одржавање сигурног и поузданог система батерије захтева три слоја.
Слој 1: Контрола квалитета квалитета и старења
Слој 2: Системи за управљање батеријом
Слој 3: Учињање облачног рада
Ова три слоја су слична митингу где нам је потребан поуздан аутомобил, возач и ко-пилот.
Слој 1: Производни тестови за контролу квалитета и старења
Батерије се могу размишљати о митингу аутомобила. За окупљање, потребан нам је поуздан, висококвалитетни аутомобил.
Међутим, произвођачи ћелија не могу гарантовати 100% квалитет за сваку ћелију. Стога тестирање квалитета игра пресудну улогу у традиционалном приступу спречавању пропуста литијумске батерије.
Искључени тестови се спроводе након продукције да виде да ли ћелије испуњавају дате стандарде квалитета. Међутим, ови тестови обично нису баш темељни и могу проћи кроз многе тестове да би пронашли очигледне лоше јабуке. Убрзо након продукције, анализе као што су почетни капацитет или мерења импеданције често се користе за препознавање неисправних ћелија.
Тестови сертификације су критични за сваки производ, јер се морају водити из правне перспективе. У овим тестовима се морају извршити стандардизовани тестови и произвођач мора показати понашање у вези са сигурношћу.
Да би се разумело понашање старења батерија, тестови календара и бициклистичке тестове се изводе током месеци и година у прописаним лабораторијским тестовима. Међутим, ови тестови су дуготрајни, скупи, контролирати само одређене делове батерије и нису скалабилни за системе који се постављају на терену. Батерије на нашим путевима, у нашим домовима или повезани са мрежом доживљавају различите услове заштите животне средине и учитавају профиле од оних тестираних у лабораторији.
Тестирање квалитета производње оцењује само одређено време, због чега је потребан додатни слој сигурности.
Слој 2: Систем управљања батеријом
Системи за управљање батеријом (БМС) могу се сматрати да су возачи рели који се фокусирају на пут и доследно држе своје аутомобиле на нумеру. Међутим, потребно им је више времена и ресурса да виде већу слику.
БМС-а Држите батерије у оквиру свог очекиваног сигурног радног опсега и минимизирају утицај једног ћелијског квара на захваћено паковање или модул. То раде:
Мерење ћелијског напона, струје и температуре
Израчунавање и праћење државне државе (СОЦ)
Балансирајуће ћелије за исти ниво напона за сигуран рад
Ако су вредности близу маргиналних или прелазе граничне услове, БМС би требао да унесе систем у сигурну државу променом операције или искључивањем батерије. БМС је пасивна, али неопходна сигурност.
Нажалост, БМС има своје недостатке:
То само види тренутни услов
Могу се видети само ћелије у одговарајућем батерију
Ограничена рачунарска снага и следи једноставна правила
Због ових ограничења БМС не може открити аномалије који се односе на безбедност који се јављају у одређеном распону вредности, покретање дубинске аналитике на тачније израчунавање статуса батерије или предвиђају дугорочне трендове. Како су показали претходни инциденти, ограничења БМС-а могу довести до литијум-јонских неуспеха који могу да поставе компаније у ризику. Ово такође додаје сложеност процене ризика безбедности, јер се квалитет БМС-а треба узети у обзир поред квалитета производње батерије. Сензори могу пропасти, што доводи до безбедносних критичних догађаја. Квалитет и рачунарска снага сензора могу се побољшати, што доводи до већих трошкова. Али остаје питање: Ако БМС надгледа батерију, ко надгледа БМС?
Слој 3: Учињање облачног рада
Аналистика батерије засноване на облаку може се сматрати ко-пилотом окупљања аутомобила, обезбеђујући праву руту и стратегију. БМС се фокусира на непосредан проблем, док облак води рачуна о великој слици.
Аналитика на бази облака додаје додатни слој сигурности БМС-у. БМС подаци се прикупљају у облаку, стварајући историјску базу података која омогућава дубље, напреднијој анализи понашања батерије у раду и пуњење у стварним условима у стварном свету. Ова анализа користи физички моделе батерије и учење машине за утврђивање и предвиђање старења и безбедности батерије. У поређењу са БМС-ом, Аналитика облака је превентивна сигурност, јер анализирају дугорочне здравствене трендове и откривају аномалије. Ово је важно јер се несигурно-критички механизми старења могу чак догодити ако БМС држи батерију у оквиру свог очекиваног опсега вредности током целог животног циклуса.
