Giải thích về tế bào 314Ah: Dòng Deye GE-F đạt hơn 8.000 chu kỳ như thế nào

Pin công suất cao 314Ah sắp ra mắt: Dòng Deye GE-F đạt được tuổi thọ 8.000 vòng đời như thế nào

Các con số về vòng đời trên bảng dữ liệu pin có xu hướng mờ đi sau một thời gian - 6.000, 8.000, 10.000, tất cả đều nằm trong cùng một khu vực "đủ lâu". Điều thực sự tách biệt chúng hiếm khi là bản thân chất hóa học. Lithium sắt photphat đã là hóa chất C&I mặc định trong nhiều năm. Điểm khác biệt nằm ở cấu trúc tế bào: có bao nhiêu tế bào trong một gói, mỗi tế bào mang bao nhiêu dòng điện và mức độ phân tán nhiệt đều khắp chúng. Đó là câu chuyện đằng sau tế bào 314Ah cung cấp năng lượng cho Deye's giải pháp C&I ESS quy mô nhỏ , và đó là lý do tại sao dòng tủ pin ngoài trời GE-F128/F240/F256 được xếp hạng cho 8.000 chu kỳ ở 0,5C và khi hết tuổi thọ từ 25°C đến 70%.

Từ 100ah đến 314Ah: Ít ô hơn, ít điểm hỏng hơn

Tủ thế hệ trước của Deye, GE-F120-2/3/4H2, được chế tạo từ các ngăn 100Ah được bố trí sâu hai giá đỡ. Để có được con số năng lượng khả dụng có nghĩa là xếp chồng một số lượng lớn các ô nhỏ hơn riêng lẻ, nhân lên số lượng kết nối nối tiếp/song song, các mối nối thanh cái và mối hàn bên trong gói — mỗi ô trong số đó là một điểm điện trở tiềm năng và mọi điểm điện trở đều tạo ra nhiệt khi chịu tải.

Sê-ri GE-F hợp nhất thành một ô 314Ah cho mỗi vị trí, nối 1P16S thành mô-đun 51,2V, 16,08kWh. Tủ GE-F128 chỉ cần 8 mô-đun này để đạt công suất 128,5kWh; GE-F256 cần 16 để đạt 257,23kWh. Ít ô hơn, lớn hơn có nghĩa là bộ dây bên trong đơn giản hơn, ít khớp nối bị hỏng hơn trong thời gian bảo hành 10 năm và — do chi phí sản xuất và lắp ráp tăng theo số lượng bộ phận nhiều hơn công suất thô — đơn giá trên nền GE-F128 thấp hơn khoảng 25% và trên nền GE-F240/256 thấp hơn khoảng 15% so với thiết kế cũ.

"8.000 chu kỳ" thực sự có nghĩa là gì

Xếp hạng không phải là con số tiếp thị - nó đi kèm với các điều kiện kiểm tra cụ thể: Tốc độ sạc/xả 0,5C, nhiệt độ môi trường xung quanh 25°C, đạp xe đến 70% công suất hết tuổi thọ . Đó là cách tiêu chuẩn công nghiệp để xác định tuổi thọ của chu trình và có thể so sánh trực tiếp với định mức 6.000 chu kỳ của pin thế hệ trước trong cùng điều kiện 0,5C/25°C. Chu kỳ định mức tăng 33% ở cùng tốc độ xả, từ một tế bào có công suất trên mỗi đơn vị gần gấp ba, cho thấy một thiết kế bên trong thực sự khác biệt thay vì tiêu chuẩn thử nghiệm lỏng lẻo hơn.

Về mặt thực tế, ở một chu kỳ đầy đủ mỗi ngày, 8.000 chu kỳ hoạt động trong khoảng 21–22 năm trước khi gói giảm xuống còn 70% công suất ban đầu — vượt xa thời hạn bảo hành 10 năm của tủ và đủ khoảng trống để hầu hết các nhà khai thác C&I sẽ ngừng hoạt động hoặc cấp nguồn lại cho cơ sở vì những lý do khác ngoài suy giảm pin.

Thiết kế tản nhiệt đằng sau xếp hạng

Các tuyên bố về vòng đời sẽ nhanh chóng bị hủy bỏ nếu gói chạy nóng hoặc không đều, vì nhiệt độ tế bào không đồng đều là một trong những cách nhanh nhất để tăng tốc độ xuống cấp của các tế bào nóng nhất trong ngăn xếp. Đây là nơi kiến ​​trúc làm mát dòng GE-F thực hiện công việc thực sự đằng sau con số vòng đời.

Mỗi tủ sử dụng một ống điều hòa không khí ba cấp — tế bào, mô-đun, gói — được mô phỏng chính xác, được điều khiển bởi máy điều hòa không khí 3kW trên GE-F128 và bộ 5kW trên GE-F240/256. Kết quả là sự chênh lệch nhiệt độ tối đa giữa các tế bào là 6°C , giảm từ 10°C ở thế hệ trước mà không giảm công suất đầu ra lên tới 45°C xung quanh. Sự phân tán nhiệt chặt chẽ hơn có nghĩa là mọi tế bào trong gói đều già đi với tốc độ gần như nhau, thay vì một số điểm nóng bị hao mòn sớm và kéo công suất sử dụng tổng thể của gói xuống rất lâu trước khi các tế bào còn lại gần hết tuổi thọ.

180A liên tục, đỉnh 285A — Không giảm công suất thêm

Các ô lớn hơn cũng nâng mức trần về mức dòng điện mà một gói có thể xử lý mà không gây áp lực lên từng ô một cách không cân xứng. Mọi tủ trong dòng GE-F — từ GE-F112 112,4kWh đến GE-F256 257,23kWh — đều có chung phạm vi hoạt động hiện tại: 180A liên tục, 285A đỉnh trong 15 giây ở 20–45°C , ở tốc độ hoạt động 0,5P. Tính nhất quán đó rất quan trọng đối với thiết kế hệ thống, vì điều đó có nghĩa là các giả định sạc/xả giống nhau sẽ được áp dụng cho dù dự án bắt đầu với một tủ GE-F128 duy nhất hay mở rộng lên ngăn xếp GE-F256 nhiều tủ.

Để so sánh, các tủ làm mát bằng không khí cạnh tranh được chế tạo trên các ngăn có công suất thấp hơn (thường là 280Ah) thường có giới hạn gần 130–140A, với mức chênh lệch nhiệt độ trong ngăn rộng hơn và ngưỡng không giảm công suất thấp hơn khoảng 40°C. Khoảng cách trở nên rõ ràng trên mái nhà nóng bức hoặc bến tàu tải vào giữa một buổi chiều mùa hè - một hệ thống duy trì công suất định mức tối đa, hệ thống còn lại lặng lẽ điều tiết.

Cấu hình một ô, sáu tủ

Vì mọi tủ GE-F đều được chế tạo từ cùng một mô-đun 16,08kWh nên định mức 8.000 chu kỳ được áp dụng thống nhất trên toàn bộ dòng sản phẩm thay vì là con số tiêu đề cho một SKU hàng đầu:

• các Tủ ắc quy ngoài trời GE-F112/128 — 112,4kWh và 128,5kWh, được xây dựng từ 7 hoặc 8 mô-đun
• các Dòng tủ pin ngoài trời GE-F240/256 — bao gồm GE-F176 (176,84kWh), GE-F208 (208,99kWh), GE-F240 (241,15kWh) và GE-F256 (257,23kWh), từ 11 đến 16 mô-đun

Tất cả sáu cấu hình đều có cùng thời gian bảo hành 10 năm và có cùng các chứng chỉ UN38.3, CE, IEC62619, IEC62477 và IEC62933, vì vậy việc chọn bậc công suất hoàn toàn là vấn đề về yêu cầu năng lượng tại chỗ — không phải là sự đánh đổi giữa chất lượng tế bào hoặc tuổi thọ dự kiến.

Điều này có ý nghĩa gì đối với việc tính toán TCO 10 năm

Xếp hạng vòng đời chỉ chuyển thành khoản tiết kiệm thực sự nếu nó được kết hợp với chi phí đầu vào thấp hơn và hệ thống làm mát thực sự có thể mang lại yêu cầu không giảm công suất tại hiện trường - nếu không thì đó là số phòng thí nghiệm. Trên dòng GE-F, cả ba dòng đều phù hợp: cấu trúc tế bào 314Ah cắt giảm chi phí đơn vị từ 15–25% tùy thuộc vào kích thước tủ, mức chênh lệch nhiệt 6°C bảo vệ định mức 8.000 chu kỳ khỏi bị cắt giảm do suy giảm điểm nóng và ngưỡng không giảm ở 45°C có nghĩa là số chu kỳ định mức có thể đạt được trong điều kiện thực tế ngoài trời thay vì chỉ trong phòng thí nghiệm được kiểm soát khí hậu.

Dành cho các nhà tích hợp hệ thống có công suất 100–300kWh hệ thống lưu trữ năng lượng pin cho dự án C&I , sự kết hợp đó sẽ chuyển phép tính từ "pin nào rẻ nhất hiện nay" sang "pin nào vẫn còn dung lượng đáng kể trong năm 15". Ít nhất trên giấy tờ, dòng GE-F được xây dựng để trả lời câu hỏi đó một cách thuận lợi.