Dans la demande de stockage d'énergie de plus en plus diversifiée d'aujourd'hui, la conception modulaire des batteries au lithium montées à rack est devenue la clé de leur compréhension. Ce concept de conception de désassemblage d'éléments centraux tels que les cellules de la batterie, les systèmes de gestion, champs.
1 Unité Standardisation: Building Compatible et interopérable "Building Blocks"
La modularisation des batteries au lithium montées à rack a commencé avec la normalisation des unités cellulaires les plus basiques. Les produits traditionnels adoptent une largeur de rack standard de 19 pouces, et la hauteur d'un seul module de batterie est divisée en spécifications telles que 1U, 2U, 3U, etc. (1U =44.45 mm), avec des capacités allant de 500Wh à 5 kWh, comme des blocs de construction d'énergie de taille uniforme ". Cette normalisation permet l'interchangeabilité des modules de différentes marques. Lorsqu'un centre de données se détenait, il a mélangé le module 2U de la marque A avec le module 3U de la marque B et a réalisé des travaux collaboratifs via un protocole de communication unifié. La compatibilité a atteint plus de 98%, évitant le gaspillage de coût de "un échange, tous les échanges".
La normalisation des interfaces améliore encore l'universalité des modules. L'interface d'alimentation adopte la prise industrielle IEC 60309 et l'interface de communication prend en charge RS485, CAN BUS et Ethernet, de sorte que lorsque de nouveaux modules sont connectés au système, il n'est pas nécessaire de recâbler ou de modifier le programme. Dans la rénovation du stockage d'énergie d'une certaine station de base d'un opérateur de communication, les techniciens ont terminé l'installation de trois modules 2u en seulement 2 heures, augmentant la capacité de stockage d'énergie de 10 kWh à 20 kWh, ce qui permet d'économiser 80% du temps de déploiement par rapport aux batteries non modulaires traditionnelles.
2 Architecture hiérarchique: connexion transparente des modules aux systèmes
Les batteries au lithium montées à rack adoptent une architecture à trois niveaux de «grappe de cabinets de modules», chaque couche ayant des capacités de gestion indépendantes. Un seul module est équipé d'un micro BMS, qui est responsable de la surveillance de la tension, de la température et de l'état d'équilibre du module; Le niveau de l'armoire BMS consolide toutes les données du module et contrôle la puissance totale de charge et de décharge; Le contrôleur de cluster coordonne plusieurs armoires pour obtenir une liaison avec le réseau électrique ou la charge. Cette architecture hiérarchique permet au système d'avoir la capacité de "l'isolement des défauts". Dans un certain cluster de stockage d'énergie, lorsqu'un module éprouve un court-circuit, l'armoire BMS coupe immédiatement sa connexion, tandis que les 95% restants des modules peuvent toujours fonctionner normalement, avec une disponibilité de 99,9%.
Le design swappable chaud est la touche finale de l'architecture hiérarchique. Les modules de batterie swappable à chaud peuvent être remplacés sans panne d'alimentation dans le système. Lorsqu'un centre de données financière traite des modules défectueux, il fournit brièvement l'énergie via une source d'alimentation de sauvegarde et termine le remplacement du module dans les 5 minutes. Le temps d'arrêt est contrôlé dans une minute, bien en dessous du seuil de 4 heures requis par l'industrie. L'échange chaud au niveau de l'armoire permet l'ajout de nouvelles armoires pendant le fonctionnement du cluster. Grâce à cette méthode, un centre de cloud computing a élargi sa capacité de stockage d'énergie de 50mwh à 150mwh en trois versements en six mois, sans affecter les opérations commerciales.
3 Adaptabilité de scène: "Solutions énergétiques" personnalisées à la demande
Dans les scénarios à petite échelle, la conception modulaire montre une forte adaptabilité spatiale. Dans l'armoire de serveur de 19 pouces du nœud informatique Edge, deux modules de batterie au lithium 1U peuvent être insérés pour partager l'espace de l'armoire avec le serveur. La capacité de stockage d'énergie est jusqu'à 2 kWh, répondant à la demande de sauvegarde de l'électricité de 4 heures. Un certain projet de lampadaire intelligent intègre des modules 3U au bas du lampadaire, en utilisant des panneaux photovoltaïques pour charger et atteindre l'intégration de l'éclairage nocturne et de l'alimentation d'urgence, sans avoir besoin d'une occupation terrestre supplémentaire pendant l'installation.
Dans les scénarios à grande échelle, les grappes modulaires peuvent répondre de manière flexible aux fluctuations de charge. Le système de stockage d'énergie de 100mwh dans un certain parc industriel se compose de 200 500} kwh armoires, et le nombre d'armoires d'exploitation est ajusté en fonction de la charge en temps réel via un contrôleur de cluster: 80% des armoires sont utilisées le jour où l'usine commence à fonctionner, et seulement 20% des armoires sont réservées pour le standby la nuit, la sauvegarde d'un coût annuel et un coût d'entretien de 150000 yuan. Lorsque vous participez au rasage de pointe de la grille, le système peut obtenir un contrôle de puissance précis d'un seul module, avec une vitesse de réponse de millisecondes, et une régulation fluide de 10 MW à 50 MW peut être obtenue dans un processus de rasage de pic.
À l'avenir, avec la vulgarisation du concept "module en tant que service" (MAAS), la modularisation des batteries au lithium montées à rack évoluera vers "Smart Plug and Play". Le module est équipé d'algorithmes d'IA qui peuvent identifier de manière autonome les scénarios d'accès et ajuster les stratégies opérationnelles; Mise en œuvre de l'authentification de l'identité et de la gestion du cycle de vie des modules par le biais de la technologie blockchain, ce qui rend la circulation des modules d'occasion plus sûrs et plus efficaces. Cette conception modulaire en évolution en constante évolution permettra aux batteries de lithium montées à rack de devenir des "cellules d'énergie" de planification flexible dans l'Internet d'énergie, soutenant le développement à grande échelle du stockage d'énergie distribué.