中國儲能網(wǎng)訊：首先讓我們明確一點——鋰離子電池可以是安全的。
每年生產(chǎn)數(shù)十億個鋰離子電芯，并且這個數(shù)字在未來十年還將繼續(xù)增長。對于如此大量的電芯，任何其他電子類設(shè)備都會發(fā)生故障。因此，面臨的挑戰(zhàn)實質(zhì)上是在事件發(fā)生之前盡早解決這些表現(xiàn)不佳的電芯。
對儲能系統(tǒng)，可以應(yīng)用不同層次的安全管理。雖然電芯和系統(tǒng)制造商通過其中的一些概念來監(jiān)控電芯和系統(tǒng)安全，但運營商也可以通過使用專門的電池分析來確保其系統(tǒng)安全。
那么，鋰離子電芯制造商、系統(tǒng)開發(fā)商和運營商可以做些什么來減少故障并確保安全呢？維持安全可靠的電池系統(tǒng)需要三層。
第一層：生產(chǎn)質(zhì)量控制和老化測試
第二層：電池管理系統(tǒng)
第三層：讓云發(fā)揮作用
這三層類似于拉力賽，我們需要一輛可靠的汽車、一名駕駛員和一名副駕駛。
第一層：生產(chǎn)質(zhì)量控制和老化測試
電池可以被視為拉力賽車。對于拉力賽，我們需要一輛可靠的高品質(zhì)汽車。
然而，電芯制造商無法保證每個電池 100% 的質(zhì)量。因此，質(zhì)量測試在防止鋰電池故障的傳統(tǒng)方法中起著至關(guān)重要的作用。
生產(chǎn)后進行下線測試，看看電芯是否符合給定的質(zhì)量標準。但這些測試通常不是很徹底，它們可以從眾多測試中篩選出明顯的壞蘋果。生產(chǎn)后不久，通常使用初始容量或阻抗測量等分析來幫助識別有缺陷的電芯。
認證測試對于每種產(chǎn)品都至關(guān)重要，因為它們必須從法律角度進行。在這些測試中，必須進行標準化測試，并且制造商必須證明與安全相關(guān)的行為。
為了了解電池的老化行為，日歷測試和循環(huán)測試都在規(guī)定的實驗室測試中進行了數(shù)月和數(shù)年。然而，這些測試需要時間、成本高昂、僅僅控制了電池的某些部分，并且對于現(xiàn)場部署的系統(tǒng)來說不可擴展。我們道路上、家里或連接到電網(wǎng)的電池所經(jīng)歷的環(huán)境條件和負荷曲線與實驗室測試的電池不同。
生產(chǎn)質(zhì)量測試僅評估特定時間點，這就是需要額外安全層的原因。
第二層：電池管理系統(tǒng)
電池管理系統(tǒng) (BMS)可以被視為專注于道路并持續(xù)保持汽車在賽道上安全的拉力賽車手。然而，他們需要更多的時間和資源來看到更大的前景。
BMS 使電池保持在預期的安全運行范圍內(nèi)，并最大限度地減少單只電芯故障對受影響電池組或模組的影響。他們通過以下方式做到這一點：
測量電池的電壓、電流和溫度
計算和監(jiān)控荷電狀態(tài) (SOC)
將電芯平衡到相同的電壓水平以確保安全運行
如果值接近邊緣值或超過邊界條件，BMS 應(yīng)通過改變操作或關(guān)閉電池系統(tǒng)使系統(tǒng)進入安全狀態(tài)。BMS 是一種被動但必要的安全措施。
不幸的是，BMS 也有缺點：
只看到現(xiàn)在的狀況
只能看到相應(yīng)電池組內(nèi)的電芯
計算能力有限并遵循簡單的規(guī)則
由于這些限制，BMS 無法檢測指定值范圍內(nèi)發(fā)生的與安全相關(guān)的異常，無法運行深度分析以更準確地計算電池狀態(tài)，也無法預測長期趨勢。正如之前的事件所表明的那樣，BMS 的局限性可能會導致鋰離子電池故障，從而使公司面臨風險。這也增加了評估安全風險的復雜性，因為除了電池的制造質(zhì)量之外，還需要考慮BMS的質(zhì)量。傳感器可能會發(fā)生故障，從而導致安全關(guān)鍵事件。傳感器質(zhì)量和計算能力可能會得到改進，從而導致成本更高。但問題仍然存在：如果 BMS 監(jiān)視電池，那么誰監(jiān)視 BMS？
第三層：讓云發(fā)揮作用
基于云的電池分析可以被視為拉力賽車的副駕駛，確保正確的路線和策略。BMS 專注于眼前的問題，而云則負責全局。
基于云的分析為 BMS 添加了額外的安全層。BMS 數(shù)據(jù)收集在云端，創(chuàng)建一個歷史數(shù)據(jù)庫，可以對電池系統(tǒng)在現(xiàn)實條件下運行和充電時的行為進行更深入、更高級的分析。該分析使用基于物理的電池模型和機器學習來確定和預測電池老化和安全性。與 BMS 相比，云分析是一種預防性安全措施，因為它們可以分析長期健康趨勢并檢測異常情況。這一點非常重要，因為如果 BMS 將電池在其整個生命周期內(nèi)保持在其預期值范圍內(nèi)，甚至可能會發(fā)生安全關(guān)鍵的老化機制。
BMS與云分析在電池安全方面的關(guān)系
借助電池分析軟件，業(yè)主和運營商可以：
每天跟蹤運行期間以及所有系統(tǒng)和供應(yīng)商的電池老化情況
分析電池行為以獲得多個早期檢測指標
比較不同的系統(tǒng)并檢測異常
啟用預防性安全措施
準確評估每項電池資產(chǎn)的風險
電池分析軟件為 BMS 和生產(chǎn)質(zhì)量測試添加了重要的安全層，并提供急需的商業(yè)智能來評估和降低整個電池生命周期的風險。
可靠、安全的操作需要三個安全層，每個安全層涵蓋不同的方面。其中包括用于初始安全的高生產(chǎn)質(zhì)量、用于短期安全的可靠電池管理操作以及用于長期和戰(zhàn)略安全的云分析。
