Системы аккумуляторных батарей (ESS)играют все более важную роль по мере роста мирового спроса на устойчивую энергию и стабильность сети. Независимо от того, используются ли они для хранения энергии в масштабе сети, коммерческих и промышленных приложений или жилых солнечных пакетов, понимание ключевой технической терминологии аккумуляторных батарей имеет основополагающее значение для эффективной коммуникации, оценки производительности и принятия обоснованных решений.
Однако жаргон в области хранения энергии обширен и порой пугает. Цель этой статьи — предоставить вам всеобъемлющее и простое для понимания руководство, которое объясняет основную техническую терминологию в области аккумуляторных батарей, чтобы помочь вам лучше понять эту важнейшую технологию.
Основные понятия и электрические единицы
Понимание аккумуляторных батарей начинается с некоторых основных электрических понятий и единиц.
Напряжение (В)
Объяснение: Напряжение — это физическая величина, которая измеряет способность силы электрического поля совершать работу. Проще говоря, это «разность потенциалов», которая движет потоком электричества. Напряжение батареи определяет «тягу», которую она может обеспечить.
Относится к хранению энергии: Общее напряжение системы аккумуляторов обычно представляет собой сумму напряжений нескольких ячеек, соединенных последовательно. Различные приложения (например,низковольтные домашние системы or высоковольтные системы C&I) требуются батареи с разным номинальным напряжением.
Ток (А)
Объяснение: Ток — это скорость направленного движения электрического заряда, «поток» электричества. Единица измерения — ампер (А).
Соответствие хранению энергии: Процесс зарядки и разрядки батареи — это поток тока. Величина тока определяет количество энергии, которое батарея может вырабатывать в данный момент времени.
Мощность (Мощность, Вт или кВт/МВт)
Объяснение: Мощность — это скорость, с которой энергия преобразуется или передается. Она равна напряжению, умноженному на ток (P = V × I). Единица измерения — ватт (Вт), обычно используемый в системах хранения энергии как киловатты (кВт) или мегаватты (МВт).
Связано с хранением энергии: Мощность аккумуляторной системы определяет, насколько быстро она может поставлять или поглощать электрическую энергию. Например, приложения для регулирования частоты требуют высокой мощности.
Энергия (Энергия, Вт·ч или кВт·ч/МВт·ч)
Объяснение: Энергия — это способность системы выполнять работу. Это произведение мощности и времени (E = P × t). Единица измерения — ватт-час (Вт·ч), а киловатт-часы (кВт·ч) или мегаватт-часы (МВт·ч) обычно используются в системах хранения энергии.
Относится к хранению энергии: Энергоемкость — это мера общего количества электроэнергии, которую может хранить батарея. Это определяет, как долго система может продолжать поставлять энергию.
Основные термины, характеризующие производительность и характеристики аккумуляторов
Эти термины напрямую отражают показатели производительности аккумуляторных батарей.
Емкость (Ач)
Пояснение: Емкость — это общее количество заряда, которое аккумулятор может отдать при определенных условиях, и измеряется вампер-часы (Ач). Обычно это относится к номинальной емкости батареи.
Относится к хранению энергии: Емкость тесно связана с энергетической емкостью батареи и является основой для расчета энергетической емкости (Энергетическая емкость ≈ Емкость × Среднее напряжение).
Энергоемкость (кВтч)
Пояснение: Общее количество энергии, которое батарея может хранить и высвобождать, обычно выражается в киловатт-часах (кВт·ч) или мегаватт-часах (МВт·ч). Это ключевая мера размера системы хранения энергии.
Связано с хранением энергии: определяет продолжительность времени, в течение которого система может питать нагрузку, или объем возобновляемой энергии, который может быть сохранен.
Мощность (кВт или МВт)
Пояснение: Максимальная выходная мощность, которую может обеспечить аккумуляторная система, или максимальная входная мощность, которую она может потреблять в любой момент времени, выраженная в киловаттах (кВт) или мегаваттах (МВт).
Связано с хранением энергии: определяет, какой объем поддержки мощности может обеспечить система в течение короткого периода времени, например, чтобы справиться с мгновенными высокими нагрузками или колебаниями сети.
Плотность энергии (Вт·ч/кг или Вт·ч/л)
Пояснение: Измеряет количество энергии, которое может хранить батарея на единицу массы (Вт·ч/кг) или на единицу объема (Вт·ч/л).
Соответствие хранению энергии: Важно для приложений, где пространство или вес ограничены, например, электромобили или компактные системы хранения энергии. Более высокая плотность энергии означает, что больше энергии может храниться в том же объеме или весе.
Плотность мощности (Вт/кг или Вт/л)
Пояснение: Измеряет максимальную мощность, которую может обеспечить аккумулятор на единицу массы (Вт/кг) или на единицу объема (Вт/л).
Относится к хранению энергии: важно для приложений, требующих быстрой зарядки и разрядки, таких как регулирование частоты или пусковая мощность.
C-ставка
Пояснение: C-скорость представляет собой скорость, с которой аккумулятор заряжается и разряжается, кратную его общей емкости. 1C означает, что аккумулятор будет полностью заряжен или разрядится за 1 час; 0,5C означает за 2 часа; 2C означает за 0,5 часа.
Относится к хранению энергии: C-rate является ключевым показателем для оценки способности аккумулятора быстро заряжаться и разряжаться. Различные приложения требуют разных показателей C-rate. Разряды с высоким C-rate обычно приводят к небольшому снижению емкости и увеличению тепловыделения.
Состояние заряда (SOC)
Пояснение: Указывает процент (%) от общей емкости аккумулятора, оставшийся на данный момент.
Связано с хранением энергии: подобно указателю уровня топлива в автомобиле, он показывает, как долго прослужит аккумулятор или как долго его нужно заряжать.
Глубина разряда (DOD)
Пояснение: Указывает процент (%) от общей емкости батареи, который высвобождается во время разряда. Например, если вы переходите от 100% SOC к 20% SOC, DOD составит 80%.
Актуальность для хранения энергии: DOD оказывает значительное влияние на срок службы аккумулятора, а неглубокая разрядка и зарядка (низкая DOD) обычно полезна для продления срока службы аккумулятора.
Состояние здоровья (SOH)
Пояснение: Указывает процент текущей производительности батареи (например, емкость, внутреннее сопротивление) по отношению к производительности новой батареи, отражая степень старения и деградации батареи. Обычно SOH менее 80% считается концом срока службы.
Актуальность для хранения энергии: SOH является ключевым показателем для оценки оставшегося срока службы и производительности аккумуляторной системы.
Терминология срока службы и разрядки батареи
Понимание пределов срока службы батарей имеет ключевое значение для экономической оценки и проектирования систем.
Цикл жизни
Пояснение: Количество полных циклов заряда/разряда, которые аккумулятор может выдержать при определенных условиях (например, при определенной глубине разряда, температуре, зарядном токе), пока его емкость не упадет до определенного процента от первоначальной емкости (обычно 80%).
Относится к хранению энергии: Это важный показатель для оценки срока службы батареи в сценариях частого использования (например, настройка сети, ежедневная езда на велосипеде). Более длительный срок службы означает более прочную батарею
Календарь жизни
Объяснение: Общий срок службы батареи с момента ее производства, даже если она не используется, она будет стареть естественным образом с течением времени. На нее влияют температура, SOC хранения и другие факторы.
Актуальность для хранения энергии: для резервного питания или нечасто используемых приложений календарный срок службы может быть более важным показателем, чем циклический срок службы.
Деградация
Объяснение: Процесс, при котором производительность аккумулятора (например, емкость, мощность) необратимо снижается во время циклирования и с течением времени.
Соответствие требованиям к хранению энергии: Все батареи подвержены деградации. Контроль температуры, оптимизация стратегий зарядки и разрядки и использование передовых систем управления аккумуляторными батареями (BMS) могут замедлить деградацию.
Емкость Fade / Мощность Fade
Пояснение: Это относится конкретно к уменьшению максимально доступной емкости и максимально доступной мощности батареи соответственно.
Актуальность для хранения энергии: Это две основные формы деградации аккумулятора, которые напрямую влияют на емкость хранения энергии системы и время отклика.
Терминология технических компонентов и компонентов системы
Система накопления энергии — это не только сама батарея, но и основные вспомогательные компоненты.
Клетка
Объяснение: Самый базовый строительный блок батареи, который хранит и высвобождает энергию посредством электрохимических реакций. Примерами являются литий-железо-фосфатные (LFP) ячейки и литиевые тройные (NMC) ячейки.
Относительно хранения энергии: производительность и безопасность аккумуляторной системы во многом зависят от используемой технологии ячеек.
Модуль
Пояснение: Комбинация нескольких ячеек, соединенных последовательно и/или параллельно, обычно с предварительной механической структурой и интерфейсами подключения.
Относится к хранению энергии: Модули являются основными единицами для создания аккумуляторных батарей, что упрощает крупномасштабное производство и сборку.
Аккумуляторная батарея
Пояснение: Полная аккумуляторная ячейка, состоящая из нескольких модулей, системы управления батареей (BMS), системы терморегулирования, электрических соединений, механических конструкций и устройств безопасности.
Значение для хранения энергии: Аккумуляторная батарея является основным компонентом системы хранения энергии и представляет собой устройство, которое поставляется и устанавливается напрямую.
Система управления аккумуляторными батареями (BMS)
Объяснение: «Мозг» аккумуляторной системы. Он отвечает за мониторинг напряжения, тока, температуры, SOC, SOH и т. д. аккумулятора, защищая его от перезаряда, переразряда, перегрева и т. д., выполняя балансировку ячеек и взаимодействуя с внешними системами.
Относится к хранению энергии: BMS имеет решающее значение для обеспечения безопасности, оптимизации производительности и максимального увеличения срока службы аккумуляторной системы и является основой любой надежной системы хранения энергии.
(Предложение по внутренней ссылке: ссылка на страницу вашего веб-сайта о технологии BMS или преимуществах продукта)
Система преобразования энергии (PCS) / Инвертор
Объяснение: Преобразует постоянный ток (DC) от батареи в переменный ток (AC) для подачи питания в сеть или нагрузку, и наоборот (из переменного тока в постоянный для зарядки батареи).
Относительно хранения энергии: PCS является мостом между аккумуляторной батареей и сетью/нагрузкой, а ее эффективность и стратегия управления напрямую влияют на общую производительность системы.
Баланс завода (BOP)
Пояснение: Относится ко всему вспомогательному оборудованию и системам, отличным от аккумуляторной батареи и PCS, включая системы терморегулирования (охлаждение/обогрев), системы противопожарной защиты, системы безопасности, системы управления, контейнеры или шкафы, блоки распределения питания и т. д.
Относится к хранению энергии: BOP обеспечивает работу аккумуляторной системы в безопасной и стабильной среде и является необходимой частью построения полноценной системы хранения энергии.
Система хранения энергии (ESS) / Система хранения энергии на основе аккумуляторных батарей (BESS)
Пояснение: Относится к полной системе, интегрирующей все необходимые компоненты, такие как аккумуляторные батареи, PCS, BMS и BOP и т. д. BESS конкретно относится к системе, использующей аккумуляторные батареи в качестве среды хранения энергии.
Относится к хранению энергии: Это окончательная поставка и развертывание решения по хранению энергии.
Условия эксплуатации и применения сценария
Эти термины описывают функцию системы накопления энергии в практическом применении.
Зарядка/разрядка
Пояснение: Зарядка — это накопление электрической энергии в аккумуляторе; разрядка — это высвобождение электрической энергии из аккумулятора.
Относится к хранению энергии: основная работа системы хранения энергии.
Эффективность кругового движения (RTE)
Объяснение: Ключевая мера эффективности системы хранения энергии. Это отношение (обычно выражаемое в процентах) общей энергии, извлекаемой из батареи, к общей энергии, вводимой в систему для хранения этой энергии. Потери эффективности происходят в основном во время процесса заряда/разряда и во время преобразования PCS.
Относительно хранения энергии: более высокий RTE означает меньшие потери энергии, что улучшает экономичность системы.
Сглаживание пиков нагрузки / выравнивание нагрузки
Объяснение:
Ограничение пиковой нагрузки: использование систем накопления энергии для разрядки электроэнергии в часы пиковой нагрузки на сеть, что позволяет сократить объем электроэнергии, закупаемой из сети, и, таким образом, снизить пиковые нагрузки и расходы на электроэнергию.
Выравнивание нагрузки: использование дешевой электроэнергии для зарядки систем хранения в периоды низкой нагрузки (когда цены на электроэнергию низкие) и их разрядки в периоды пиковой нагрузки.
Относится к хранению энергии: Это одно из наиболее распространенных применений систем хранения энергии в коммерческой, промышленной и сетевой сферах, предназначенное для снижения стоимости электроэнергии или сглаживания профилей нагрузки.
Регулировка частоты
Объяснение: Сети должны поддерживать стабильную рабочую частоту (например, 50 Гц в Китае). Частота падает, когда поставки меньше, чем использование электроэнергии, и растет, когда поставки больше, чем использование электроэнергии. Системы хранения энергии могут помочь стабилизировать частоту сети, поглощая или инжектируя энергию посредством быстрой зарядки и разрядки.
Относится к хранению энергии: Аккумуляторные батареи хорошо подходят для регулирования частоты сети благодаря быстрому времени отклика.
Арбитраж
Объяснение: Операция, которая использует разницу в ценах на электроэнергию в разное время суток. Взимать плату в то время, когда цена на электроэнергию низкая, и выгружать ее в то время, когда цена на электроэнергию высокая, тем самым зарабатывая разницу в цене.
Относится к хранению энергии: Это модель получения прибыли для систем хранения энергии на рынке электроэнергии.
Заключение
Понимание ключевой технической терминологии аккумуляторных батарей — это ворота в эту область. От базовых электрических блоков до сложных системных интеграционных и прикладных моделей, каждый термин представляет собой важный аспект технологии хранения энергии.
Надеемся, что с помощью пояснений в этой статье вы получите более четкое представление об аккумуляторных батареях, что позволит вам лучше оценить и выбрать подходящее решение для хранения энергии, соответствующее вашим потребностям.
Часто задаваемые вопросы (FAQ)
В чем разница между плотностью энергии и плотностью мощности?
Ответ: Плотность энергии измеряет общее количество энергии, которое может быть сохранено на единицу объема или веса (сосредоточившись на продолжительности времени разряда); плотность мощности измеряет максимальное количество энергии, которое может быть доставлено на единицу объема или веса (сосредоточившись на скорости разряда). Проще говоря, плотность энергии определяет, как долго это будет продолжаться, а плотность мощности определяет, насколько «взрывным» это может быть.
Почему важны циклическая и календарная жизнь?
Ответ: Циклический срок службы измеряет срок службы батареи при частом использовании, что подходит для сценариев высокоинтенсивной эксплуатации, в то время как календарный срок службы измеряет срок службы батареи, которая естественным образом стареет с течением времени, что подходит для сценариев ожидания или нечастого использования. Вместе они определяют общий срок службы батареи.
Каковы основные функции BMS?
Ответ: Основные функции BMS включают мониторинг состояния батареи (напряжение, ток, температура, SOC, SOH), защиту от перегрузки (перезаряд, переразряд, перегрев, короткое замыкание и т. д.), балансировку ячеек и связь с внешними системами. Это основа обеспечения безопасной и эффективной работы системы батарей.
Что такое C-rate? Для чего он нужен?
Отвечать:C-ставкапредставляет собой кратность тока заряда и разряда относительно емкости батареи. Используется для измерения скорости, с которой батарея заряжается и разряжается, и влияет на фактическую емкость, эффективность, тепловыделение и срок службы батареи.
Являются ли ограничение пиковой нагрузки и тарифный арбитраж одним и тем же?
Ответ: Оба режима работы используют системы хранения энергии для зарядки и разрядки в разное время. Сглаживание пиков больше направлено на снижение нагрузки и стоимости электроэнергии для потребителей в определенные периоды высокого спроса или на сглаживание кривой нагрузки сети, тогда как тарифный арбитраж более прямой и использует разницу в тарифах между различными периодами времени для покупки и продажи электроэнергии с целью получения прибыли. Цель и фокус немного различаются.
Время публикации: 20 мая 2025 г.