UPS（途切れやすい電源）やデータセンターのグリッド周波数調整などのシナリオでは、ラックに取り付けられたリチウムバッテリーは、1日あたり数十または数百の高-周波数充電および放電サイクルに耐える必要があります。従来のデザインは、細胞偏光の増加と寿命の短縮に簡単につながる可能性があります。グローバルメーカーは、バッテリーセル構造を改善し、BMSアルゴリズムを最適化し、冷却システムをアップグレードして、ラックに取り付けられたリチウムバッテリーが、{3}}頻度の高いサイクリングの下でも長い寿命と高い信頼性を維持し、「速い応答と頻繁な充電と排出」の厳しい要件を満たすことができるようにします。
1セル構造：-周波数サイクリングに適合した下層設計
韓国の「薄い電極+高伝導性ネットワーク」ソリューション。 Samsungは、グリッド周波数調節シナリオ用に21700成分バッテリーセルを開発しました。このシナリオは、「薄い陽性電極コーティング」（厚さが120μmから80μmに減少）を使用して、リチウムイオン移動経路（移動距離が33％減少）を短くし、高{6}}}}}}} furecime and forcure and forcion in at force in oparization boltageを低下させます。同時に、カーボンナノチューブ（CNT、含有量2％）を電極に加えて、3 -寸法導電性ネットワークを構築し、電子伝導速度を50％増加させました。容量の保持率は、10cの充電と排出中に90％に達しました。これは、従来のバッテリーセルよりも20％高かったです。特定の電力グリッド周波数規制プロジェクトのテストは、バッテリーセルが1cの充電の5000サイクル後に80％の容量保持率を維持し、1日に100回放電し、電力網周波数調節の5年間のサービス寿命要件を満たしていることを示しています。
中国の「リチオン前+デュアル電解質」テクノロジー。特定の企業は、高-周波数フロート充電データセンターUPSの需要を実行し、リチウム鉄リン酸塩バッテリーで「負の電極前リチレーション」処理を実行し（最初のサイクル損失を補償）、最初の電荷放電効率を達成し、98％のリチウム筋肉症の頻度のリスクを軽減します{4}同時に、「炭酸塩+カルボキシレート」デュアル電解質システム（体積比7：3）を使用して、イオン導電率（15ms/cm、従来の電解質よりも30％高く）と電解質の酸化抵抗を改善します。高温および高-周波数フロート充電（0.1c）で50度で、バッテリーセルの容量は10000サイクル後にわずか10％減少します。これは、従来の溶液よりも50％低くなります。深Shenzhenにスーパーコンピューターセンターを適用すると、このバッテリーセルを使用してラックに取り付けられたラックが装備されていることが、平均障害数が年間3から0.5に減少し、99.999％が利用できることが示されています。
2 BMSアルゴリズム：高-周波数変動に対処するように動的に調整
The "pulse equalization" algorithm in the United States. To address the issue of battery imbalance caused by high-frequency charging and discharging, a "pulse balancing" strategy has been developed: when a voltage difference of over 50mV is detected in the battery cells, a 10% duty cycle pulse current (0.5C) is used to recharge the low-voltage cells while discharging the high-voltage cells. The balancing time is shortened by 80% compared to traditional passive balancing. This algorithm can also dynamically adjust the balance threshold based on the charging and discharging frequency - during high-frequency cycles (>1日50回）、しきい値は30mVに低下し、不均衡が事前に悪化するのを防ぎます。低周波数でサイクリングするとき（<10 times per day), the threshold is raised to 80mV to reduce balanced energy consumption. The actual measurement of a frequency regulation energy storage project in a power grid in Texas shows that the algorithm controls the capacity difference between cells within 3% and extends the system life by 20% under high-frequency cycling.
Germany's "temperature power" dynamic matching algorithm. BMS monitors the temperature of each battery cell in real-time (sampling frequency 1kHz) and dynamically adjusts the charging and discharging power according to the temperature: when the battery cell temperature is less than 10 ℃, the power is limited to 0.5C to avoid irreversible damage caused by low-temperature and high-frequency charging and discharging; When the temperature is between 10 ℃ and 45 ℃, it is allowed to operate at full power (1C); >45度で、熱散逸を強化しながら、脱線（5度の増加ごとに10％の脱線）を開始します。このアルゴリズムは、データセンターのUPSの「-}周波数充電の「-}周波数充電」モードを識別するなど、充電および排出ルールを学習することができます。その日。ミュンヘンのデータセンターのアプリケーションは、アルゴリズムがバッテリーセルの平均温度変動を±8度から±3度に減らし、高周波サイクルの寿命を15％増加させることを示しています。
3冷却システム：高-周波数加熱を抑制するための迅速な冷却
中国の「マイクロチャネル液体冷却」設計。高-周波数の充電と放電（1C充電と放電50W/Lの発電電力）によって引き起こされる高熱生成に応じて、ラックマウントリチウムバッテリーは「マイクロチャネルアルミニウムチューブ」（2mmの内径、5mmの間隔5mmの間隔）を使用し、5mlのミニンの容量を埋め込んでいます（5mm）。熱散逸効率は、従来の空気冷却の3倍です。マイクロチャネルアルミニウムチューブは、バッテリーセル（最大90％の接触面積を持つ）と直接接触しており、バッテリーセルから表面熱をすばやく除去できます。 1cの高さ-周波数充電と放電中、バッテリーセルの温度差は3度以内に制御されます。これは、空気-冷却溶液よりも60％低いです。北京の金融データセンターでのテストにより、冷却システムにより、ラックに取り付けられたリチウム電池が1日あたり50 1 C電荷と排出後40度以下の最高温度を維持できることが示されています。
ヨーロッパにおける「位相変化+自然対流」の複合熱放散。低-密度高-周波数シナリオ（小さな通信ベースステーションなど）、 "位相変更材料（PCM）+自然対流"熱散逸が採用されています：パラフィンベースのPCM（融点38度）がセルギャップで満たされ、高生じる熱を吸収します。 PCMが溶けると、自然の対流熱放散がラックの上部の換気穴から（ファンを必要とせずに）実行されます。この設計には、可動部品がなく、液体冷却と比較して失敗率が90％減少し、エネルギー消費量がゼロです。ベルリンでの通信基地局の適用は、1日あたり0.5cの充電と放電の30サイクル未満で、冷却システムが42度以内のバッテリーセルの温度を安定させ、基地局の信頼性要件を完全に満たし、年間1200 kWhの電力を節約することを示しています。
ラックに取り付けられたリチウム電池の高-周波数充電と排出最適化により、「高速応答エネルギー貯蔵」の分野でのアプリケーションが拡大しています。将来的には、固体-状態バッテリー（100000回を超える-周波数サイクル寿命）とAI熱管理（予測熱散逸）の統合により、「高-頻度、高い寿命、高い安全性」のトリプルブレークスルーが "データセンター、パワーグリッド周波数規制、および鉄道輸送。