Con la crescita della domanda di energia, lo sviluppo della tecnologia di accumulo dell’energia è diventato un punto caldo nel settore, rappresentando il 60% del costo del sistema di accumulo dell’energia, il pacco batterie di accumulo dell’energia ha ricevuto un’attenzione diffusa. Il pacco batterie al litio per l’accumulo di energia a bassa tensione come soluzione efficiente e affidabile per l’accumulo di energia è sempre più in aumento.
1.Che cos’è il pacco batterie al litio a bassa tensione per l’accumulo di energia?
Il pacco batteria al litio a bassa tensione, come suggerisce il nome, riunisce i tre concetti “bassa tensione”, “batteria al litio” e “pacco”.
Innanzitutto, cos’è Pack?
Il pacco batteria, noto anche come modulo batteria, è una sorta di imballaggio, incapsulamento e assemblaggio del processo di produzione della batteria. Collega più celle singole in parallelo e in serie, formando una forma specifica in base alle esigenze del cliente, denominata Pack.
In secondo luogo, qual è la batteria al litio?
Nell’attuale campo del “fotovoltaico + accumulo di energia” domestico, la batteria tradizionale per batterie al piombo e batterie agli ioni di litio e le batterie agli ioni di litio sono la tecnologia principale di accumulo di energia elettrochimica. Capacità installata globale di stoccaggio di energia elettrochimica nel 2021 pari a 21,1 GW. Di cui, le batterie agli ioni di litio rappresentavano il 93,9%, le batterie al piombo il 2,2%, le batterie al sodio il 2,0% e le batterie a corrente liquida l’1,2%. Rispetto alle batterie al piombo, le batterie agli ioni di litio hanno tempi di ciclo, densità di energia e tempi di risposta eccellenti e sono rispettose dell’ambiente. In passato il costo elevato ne ha limitato lo sviluppo. Negli ultimi anni, con lo sviluppo della tecnologia, i costi continuano a diminuire e le batterie agli ioni di litio diventeranno la principale direzione di sviluppo in futuro.
Infine, cos’è la batteria a basso voltaggio?
Le batterie per l’accumulo di energia a bassa tensione hanno solitamente una tensione compresa tra 48 e 60 V e, quando utilizzate, le batterie non possono essere collegate in serie tra loro per aumentare la tensione (ovvero, non importa a quante batterie si accede, la tensione è sempre la stessa ). Le batterie di accumulo di energia a bassa tensione hanno bassi requisiti per il BMS, hanno un impatto minore sullo squilibrio delle batterie e la tecnologia è più matura, quindi anche il prezzo è relativamente basso.
La tensione singola della batteria di accumulo ad alta tensione è solitamente compresa tra 80 e 100 V, l’uso di una batteria ad alta tensione attraverso la connessione in serie per il potenziamento, la tensione complessiva finale può essere aumentata a circa 400-600 V (stoccaggio domestico), stoccaggio ad alta tensione la batteria del BMS ha requisiti tecnici e di sicurezza più elevati, quindi anche il prezzo è più alto.
A causa dell’elevata densità energetica delle celle della batteria ad alta tensione, le loro prestazioni di sicurezza sono inferiori a quelle delle batterie a bassa tensione, che sono relativamente più inclini alla combustione spontanea o all’autoesplosione, e le batterie a bassa tensione possono ridurre notevolmente i rischi per la sicurezza nel processo di trasporto, installazione e utilizzo. In termini di catena di fornitura, l’attuale scarsa offerta di batterie ad alta tensione sul mercato rende difficile per i clienti acquistare batterie ad alta tensione che soddisfino le loro aspettative, mentre le batterie a bassa tensione di CHISAGE ESS offrono più scelte.
2. La struttura della composizione del pacco batterie al litio per l’accumulo di energia a bassa tensione
La composizione di un pacco batterie per l’accumulo di energia a bassa tensione comprende principalmente un singolo modulo batteria, un sistema elettrico, una scatola e diverse parti principali del BMS.
Se si paragona la batteria al corpo umano, il modulo batteria può essere considerato come il cuore, responsabile dell’immagazzinamento e del rilascio dell’energia elettrica; il sistema elettrico può essere considerato l’insieme delle arterie, dei vasi sanguigni e della rete nervosa, che fornisce continuamente l’energia elettrica della batteria ai carichi terminali e trasmette i segnali di rilevamento e controllo in tempo reale; la cassa può essere considerata come lo scheletro, che svolge il ruolo di sostenere, resistere agli impatti meccanici e proteggere l’ambiente; e il BMS può essere considerato come il cervello, responsabile della misurazione di parametri come tensione, corrente, temperatura, ecc. della batteria. Il BMS (Battery Management System) può essere considerato come il cervello, responsabile della misurazione della tensione, della corrente, della temperatura e di altri parametri della batteria.
3.Principio e processo del pacco batterie al litio a bassa tensione per l’accumulo di energia
Il principio di base della batteria al litio a bassa tensione si basa sulla proprietà elettrochimica della reazione redox. Durante la carica, gli ioni di litio formano LiCoO2 o LiFePO4 nel materiale dell’elettrodo positivo (ad es. LiCoO2 o LiFePO4) e contemporaneamente nel materiale dell’elettrodo negativo (ad es. grafite), gli ioni di litio entrano dall’elettrolita nella grafite metallica e vengono ridotti a atomi di litio. Una volta scaricati, gli ioni di litio ritorneranno inversamente alla batteria per formare LiFePO4 o LiCoO2 e allo stesso tempo verranno ossidati in ioni di litio.
Batteria al litio di accumulo a bassa tensione Processo di saldatura laser avanzata tradizionale e saldatura ad ultrasuoni in due modi, la saldatura laser è l’uso del raggio laser ad alta densità di energia come fonte di calore di un metodo di saldatura di precisione altamente efficiente. La saldatura ad ultrasuoni è l’uso di onde di vibrazione ad alta frequenza trasmesse alla superficie di due oggetti da saldare, sotto pressione, in modo che la superficie dei due oggetti si attriti tra loro e si formi la fusione tra gli strati molecolari. Il pacco batteria a bassa tensione di CHISAGE ESS adotta la tecnologia di saldatura laser, l’uso dell’attuale laser IPG tedesco di punta, per evitare l’attrito della superficie di saldatura a ultrasuoni causato dal danno alla valvola di sicurezza e più affidabile.
4. Parametri e selezione del pacco batteria al litio a bassa tensione
I parametri del pacco batteria al litio a bassa tensione e la selezione della batteria sono strettamente correlati alla necessità di considerare l’installazione, l’impianto elettrico, la sicurezza e l’uso dell’ambiente. Di seguito è riportato un esempio di un pacco batterie al litio a bassa tensione CE48100-W (51,2 V/100 Ah) di CHISAGE ESS, che introduce i parametri a cui è necessario prestare attenzione nella scelta della batteria:
Parametri di installazione
(1) Peso/dimensioni
Il peso di CE48100-W è di 55 kg e le dimensioni sono 430×191,5×630 mm. Quando scelgono il Battery Pack, i clienti devono considerare la capacità di carico del pavimento o della parete e lo spazio di installazione disponibile, e se la lunghezza, la larghezza e l’altezza del sistema di batterie saranno limitate in questo spazio.
(2) Installazione
I pacchi batteria al litio a bassa tensione di CHISAGE ESS sono disponibili nei tipi con montaggio a pavimento e a parete, che possono essere selezionati in base alle preferenze personali e all’effettiva difficoltà di installazione. CE48100-W supporta entrambi i tipi di installazione e il suo stile semplice e alla moda è adatto a un’ampia gamma di scenari.
(3) Grado di protezione
Indica la capacità di protezione dell’involucro dell’apparecchiatura elettrica contro l’ingresso di corpi estranei (polvere, liquidi, ecc.) e maggiore è il livello di protezione, migliore è l’effetto. Il livello di protezione di CE48100-W è IP65, che appartiene al livello di protezione più elevato.
Parametri Elettrici
(1) Energia Nominale
Scegliere la giusta capacità della batteria è un processo complicato, oltre a considerare il carico, è necessario considerare anche la capacità di carica e scarica della batteria, la potenza massima dell’inverter, le ore di alimentazione del carico, gli scenari applicativi specifici, ecc. la capacità di CE48100-W è di 5,12 kWh, che sostanzialmente soddisfa le esigenze generali di stoccaggio dell’energia della batteria della famiglia.
(2)Tensione operativa
Questo intervallo di tensione deve essere abbinato all’intervallo di ingresso della batteria dell’inverter, una tensione alta o inferiore all’intervallo di tensione della batteria dell’inverter farà sì che il sistema batteria non possa essere utilizzato con l’inverter, l’intervallo di tensione operativa di CE48100-W è 40 ~58,4 V, adatto a qualsiasi inverter di accumulo di energia domestico CHISAGE ESS.
(3) Corrente massima di carica/scarica
La corrente di carica/scarica massima supportata dal sistema batteria determina il tempo di carica/scarica della batteria. CE48100-W ha una corrente di carica massima di 50 A e una corrente di scarica massima di 100 A, ovvero supporta 0,5 C di carica e 1 C di scarica.
Parametri di sicurezza
(1) Tipo di batteria agli ioni di litio
Le batterie agli ioni di litio sono principalmente suddivise in batterie al litio-acido cobalto, batterie al litio-acido manganese, batterie al litio-acido nichel, batterie al litio ferro fosfato, batterie al litio ternarie e così via in base ai diversi materiali catodici. Considerando la sicurezza, la stabilità e il rapporto costo-efficacia, CE48100-W adotta la batteria al litio ferro fosfato più stabile e affidabile.
(2) Garanzia
Prestare attenzione al contenuto dei termini di garanzia della batteria, al periodo e alla portata della garanzia. Generalmente ci sono due fattori che influenzano la garanzia della batteria, uno è il periodo di garanzia e l’altro è il numero di cicli entro una certa profondità di scarica, con il primo che arriva alla scadenza del periodo di garanzia. Ad esempio, CE48100-W ha una garanzia di 5 anni (garanzia estesa di 10 anni) e il numero di cicli è 6000 all’80% DOD (profondità di scarica). Se vengono superati i 6000 cicli entro 5 anni la garanzia è scaduta.
Parametri Ambientali
(1) Intervallo di temperatura
Prestare attenzione all’intervallo di temperatura ambiente supportato dalla batteria, il superamento dell’intervallo di temperatura influirà sul normale utilizzo della batteria. La batteria CE48100-W supporta un intervallo di temperatura di carica di 0-55℃, un intervallo di temperatura di scarica di -20-55℃ .
(2) Umidità
Per alcune aree umide o ad alta quota è necessario prestare attenzione a questo parametro, l’intervallo di umidità della batteria CE48100-W è compreso tra 20 e 95% di umidità relativa.
Inoltre, è necessario prestare attenzione anche ad altre proprietà dei pacchi batteria di accumulo a bassa tensione, al fine di offrire agli utenti un’esperienza d’uso più comoda e confortevole. Ad esempio, la batteria CHISAGE ESS adotta batterie di grado A con capacità utilizzabile maggiore; supporta fino a 15 batterie in parallelo per soddisfare la richiesta di espansione della capacità di accumulo delle batterie; e supporta anche l’impostazione automatica dell’indirizzo BMS, compatibile con più inverter. Gli utenti possono fare la scelta più adatta a se stessi in base alla domanda effettiva, considerando le diverse funzionalità della batteria.
Il pacco batterie al litio a bassa tensione per l’accumulo di energia ha un’ampia prospettiva di applicazione nel campo delle nuove energie, soprattutto nei sistemi di accumulo di energia domestici e nei sistemi di accumulo di energia industriali/commerciali, applicabili a casa, ufficio, centri commerciali, supermercati, ospedali e altre esigenze multi-scenario. I suoi vantaggi di elevata sicurezza, lunga durata e alta densità di energia ne fanno una delle tendenze importanti nello sviluppo della tecnologia di accumulo dell’energia. CHISAGE ESS continuerà a dedicarsi alla ricerca, allo sviluppo e all’applicazione di pacchi batterie al litio a bassa tensione per l’accumulo di energia, contribuendo allo sviluppo del nuovo settore energetico.
