新能源锂电产品应用介绍
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新能源锂电产品应用介绍. 张一 2011 年 9 月 20 号. 一.未来 10 年际芯可能涉及的铁锂产品领域将涵盖以下 8 点 : ( 1 )后备电源:主要用于通讯电源、移动基站、电信、铁路运输、电 力、金融、发电厂、计算机系统电源后备、自动控制的备用电源。 ( 2 )储能设备:基于太阳能、风能、地热、海洋能发电系统之储能设备电网调峰;不断电系统 UPS ;配合太阳能电池使用作为储能设备家庭照明等;

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新能源锂电产品应用介绍

张一

2011年9月20号


一.未来10年际芯可能涉及的铁锂产品领域将涵盖以下8点:

(1)后备电源:主要用于通讯电源、移动基站、电信、铁路运输、电 力、金融、发电厂、计算机系统电源后备、自动控制的备用电源。

(2)储能设备:基于太阳能、风能、地热、海洋能发电系统之储能设备电网调峰;不断电系统UPS;配合太阳能电池使用作为储能设备家庭照明等;

(3)电动运输工具:电动机车(叉车、铲车)、电动自行车、休闲车、高尔夫球车、清洁车、混合动力汽车(HEV)、插电式混合动力汽车(PHEV)电动汽车(EV)、电动大巴,游船,等等;

(4)小型医疗设备:电动轮椅车、电动代步车;

(5)电动工具类:高功率电动工具、电锤、电钻、除草机,玩具;

(6)其它小型电器矿灯;

(7)启动电源:汽车、摩托车、拖拉机、柴油机,铁路内燃机车、电力机车、客车起动电源;

(8)军事领域:军队电子指挥系统、海(潜艇、水下机器人)、陆(陆军士兵系 统、机器战士)、天(无人飞机)、空(卫星、飞船)诸兵种。


二.际芯通信电源及UPS后备储能电池系统


下面是通信电源的后备电池管理和连接架构示意图:下面是通信电源的后备电池管理和连接架构示意图:


下面是下面是通信电源的后备电池管理和连接架构示意图:UPS电源的后备电池管理和连接架构示意图:


EPS下面是通信电源的后备电池管理和连接架构示意图:应急电源在日本家庭市场的应用

24V~72V

光伏电池(选项)

110Vac~

家庭市电


FTTH/FTTO 下面是通信电源的后备电池管理和连接架构示意图:备电解决方案

解释:

FTTH即Fiber TO The Home,光纤到户; FTTO:Fiber TO TheOffice,光纤到办公室。

随着“光纤到户”工程的大规模建设,主干铜缆正在逐步消失,ONU(Optical Network Unit) 光节点设备已下移到办公室或用户家里。与此同时,也带来了“市电掉电,通讯即断”的问题。市电断电后如何保证数据、语音业务正常运行?因此运营商非常需要FTTO/FTTH ONU磷酸铁锂备电解决方案和产品。 企业级ONU备电产品应该是容量大、体积小巧,能在市电掉电时为ONU设备提供备电保障。保证在市电掉电情况下,企业用户能够继续进行财务处理、客户支持等重要业务,为企业用户提供高性能通信备电保障。 家用级ONU备电产品在市电断电时为ONU提供备电保障,保证家用固话、家庭网络和IPTV等业务的正常运行,为家庭用户带来更好的通信体验。


企业级下面是通信电源的后备电池管理和连接架构示意图:ONU备电产品应用


家庭级下面是通信电源的后备电池管理和连接架构示意图:ONU备电产品应用


FTTB ONU下面是通信电源的后备电池管理和连接架构示意图:备电解决方案

解释:

FTTB(即Fiber TO The Building)光纤到建筑大楼 。

在通讯技术高速发展的今天,“光进铜退”已经成为固网通讯发展的大趋势。而在“光进铜退”的发展进程中,如何在ONU设备断电时进行业务保障成为运营商的新课题。传统的铅酸电池备电方案因产品体积过大,受环境温度影响严重,同时存在维护成本高以及环保和安全方面的各种问题,无法满足“光进铜退”背景下的备电需求。

  针对客户需求,根据目前应用场景不同,主要有分布式、集中式两种备电解决方案。


一体化通信用锂电产品及终端应用下面是通信电源的后备电池管理和连接架构示意图:


分布式备电方案下面是通信电源的后备电池管理和连接架构示意图::

在大型小区和分散式布局的工业区中,ONU通常分布式放置,并且园区内楼宇之间距离较远,使用直流电缆供电方式工程施工难度大、成本高。可以采用备用电源与ONU 1对1共同放置在多媒体箱的方式,通过NMS (网管系统)统一远程网管,维护方便。


集中式备电方案下面是通信电源的后备电池管理和连接架构示意图::

  在工业园区和大型商业区等应用场景中,运营商往往租有专用机房,在此种情形下,可以采用集中供电方式。通过NMS统一远程管理,最大程度节约投入成本。


通信基站基站备电系统解决方案下面是通信电源的后备电池管理和连接架构示意图::

随着社会的不断发展,运营商机房空间日趋紧张,“寸土寸金”的现状让运营商对基站备用电源的体积、重量提出了更高的要求。同时由于经济的快速发展,市电供给压力增大,经常性的瞬间断电导致为基站备电的铅酸电池性能、寿命大大降低,给运营商带来巨大的采购和维护成本。

针对客户需求,根据目前应用场景不同,主要有分布式、集中式两种备电解决方案。


分布式备电方案下面是通信电源的后备电池管理和连接架构示意图::

在深度覆盖等应用场景中,基站通常分布式放置,相距较远,布线困难,安装空间也比较狭窄,有时挂在墙壁或安装在铁塔上。这些情况下采用1对1备电,便于灵活安装,而且通过NMS(网管系统)进行远程统一管理,维护方便。


集中式备电方案下面是通信电源的后备电池管理和连接架构示意图::

在汇聚机房和接入机房等应用场景中,通讯基站分布较为集中、数量多,机房条件好,布线比较容易,可采用集中供电方案,通过级联方式,为机房内所有基站统一备电,节约机房空间,并通过NMS远程管理,最大程度节约成本。


际芯的通信储能电池系统将具有集成化、轻型化、智能化,可进行集中监控管理和维护、无人值守、节能环保等众多特点。作为后备电源,将被广泛应用于接入网设备电源、远端交换局电源、移动通信设备电源、传输设备电源、卫星地面站和微波通讯设备电源等通信领域,将满足通信事业的飞速发展对通信用后备电源提出的新挑战,将受到通信行业的青睐。

际芯通信储能电池系统产品特点:

1、电池正极采用磷酸铁锂材料制作,安全性能好、循环寿命达2000次 以上;

2、电池系统采用智能型的电池管理模块(BMS)进行管理,BMS具备过充、过放、 过流、过载、短路、充电平衡、放电平衡、休眠管理、反充电、温度保护等功能。

3、充放电自动管理,监控单元自动测量电池的充放电电流并对电池进行浮充和均充管理;

4、二次下电功能,电池电压低于告警值有告警信息,电压过低时自动下电,保护 电池;

5、系统具有良好的电磁兼容性;

6、全智能设计,配置有集中监控模块,具有四遥(遥信、遥调、遥测、遥控)功能,实现计算机管理,可以与远端中央监控中心通信;

7、配置灵活,可以灵活进行串联/并联使用,多个模块级联可以延长系统的使用 时间。






际芯的磷酸铁锂高功率和高容量动力电池,可根据用户需要,用于各种太阳能发电系统、太阳能及风能互补发电系统。可为客户提供从咨询、设计、生产、安装到售后服务的一条龙服务。

磷酸铁锂储能电池具备以下特点:1、使用寿命长,是其他类传统储能电池的4-7倍;2、突出的免维护性能,使电池在使用过程中体现出高质量和高可靠性,特别适用于适用于高速公路及野外等无人值守的使用环境;3、优越的环保性能,绝对不含任何重金属的材料品质保障,更能匹配新能源产品的共同要求;4、适应温度范围广(-20~75℃),从容应对各种恶劣的户外使用环境;5、使用安全,三维方向可任意使用;6、自放电小,搁置寿命长。


四.际芯电动汽车等动力电池系统 际芯的磷酸铁锂高功率和高容量动力电池,可根据用户需要


电动车辆系统主要框图 际芯的磷酸铁锂高功率和高容量动力电池,可根据用户需要


际芯的电动汽车等锂动力安全电池组,是由多个单体电池、电池BMS管理系统、保护维护系统和充电器组成,是替代燃油的动力电池,是广泛用于电动自行车、电动摩托车、混合动力汽车、纯电动汽车、叉车、堆高机等绿色交通工具的理想能量系统。

以48V/300AH纯电动叉车为例,目前都是用铅酸蓄电池在国内的仓库/物流等用户中,基本上是每14~16个月就要更换一次所有的电池,并购买新电池继续使用,购买价格在3万元左右,按叉车使用7~8年计算,需要更换5次电池,总更换成本为15万元,假如使用磷酸铁锂电池,在使用初期安装一次锂电池即可,在整个7~8年的寿命周期中无需更换电池,总成本约10万元,比使用铅酸蓄电池减少5万元成本,而且不会污染环境,属于绿色能源,充电和放电效率都很高(大于95%)。


五.际芯智能电网储能电池系统 际芯的电动汽车等锂动力安全电池组,是由多个单体电池、电池

根据国家“十二五”的国家智能电网规划,未来10年里,智能电网预计年均投资约3000亿元,总投资将达到3.1万亿元。未来10年,一个因智能电网而带动的宏大产业链条正徐徐展开。

际芯的磷酸铁锂电池能量储存系统,还可应用于智能电网,智能电网是常规电网逐步发展发展的前进方向,其目的是通过信息化手段,使能源资源开发、转换(发电)、输电、储电、配电、供电、售电及用电的电网系统各个环节,能够进行智能交流,实现精确供电、互补供电,在保证供电安全前提下,提高能源的利用效率,最大限度地接纳可再生能源,以节省用电成本,降低环境压力。其中储能电站有助于平衡各方利益,能有效调控电力资源,是可再生能源应用的重要前提和实现电网互动化管理的有效手段,没有储能,智能电网的实现是不可能的。


储能电站分布架构框图 际芯的电动汽车等锂动力安全电池组,是由多个单体电池、电池


室外储能电站参考图(集装箱式) 际芯的电动汽车等锂动力安全电池组,是由多个单体电池、电池


储能电站内部电池摆放参考图 际芯的电动汽车等锂动力安全电池组,是由多个单体电池、电池


尽管储能方式有多种,但磷酸铁锂电池储能以其寿命长、成本低、效率高、安全性能好、方便建设、技术成熟、无污染以及未来成本和寿命改进的空间较大,从而成为世界各国竞相发展的方向。  际芯的智能电网磷酸铁锂电池储能系统主要由磷酸铁锂电池组、电池管理BMS系统、能量转换器(PCS系统)三部分组成,也可根据客户要求选配监控系统、变压器、并网开关柜、双向有功无功计费电度表等,其功率等级将从几十kW到几十MW不等。


我们来分析上面的曲线图: 尽管储能方式有多种,但磷酸铁锂电池储能以其寿命长、成本低、效率高、安全性能好、方便建设、技术成熟、无污染以及未来成本和寿命改进的空间较大,从而成为世界各国竞相发展的方向。

(一)、调峰填谷

  简单来看就是在电能富余时将电能存储,电能不足时将存储的电能逆变后向电网输出,这即是储能系统的基本功能-调峰功能。

(二)、应急独立逆变功能

当电网失电时,储能系统可以充当独立逆变电源,给重要负载持续提供交流电力,从而对用户提供进一步的保障。

(三)、灵活接受电网的调试指令

储能系统可以灵活方便地和电网远程终端装置和数据采集与监视控制系统进行信息交互,接受电网调度自动化监控系统的调度,可实现遥信、遥测、遥控和遥调,其严格遵循智能电网通讯协议。具体的通讯介质可以通过无线、有线多种方式。

(四)、动态、静态电网支撑以及无功功率补偿   储能系统可以根据电网调度指令实现多种功能,主要包括:1、向电网提供需要的有功功率;2、向电网提供需要的无功功率;3、实现低电压穿越,以提高电网的稳定性。


六.高压直流后备电池管理 尽管储能方式有多种,但磷酸铁锂电池储能以其寿命长、成本低、效率高、安全性能好、方便建设、技术成熟、无污染以及未来成本和寿命改进的空间较大,从而成为世界各国竞相发展的方向。BMS+PACK电池成组

我们的高压直流供电设备后备电池系统包括BMS和PACK最终成组,是完整的电池系统,具有完善的电池管理功能和丰富的外部通信接口,具有良好的散热和保温功能,并且满足严格的防水和震动等级要求,可以根据实际使用的需要定制尺寸和接口类型。


七. 尽管储能方式有多种,但磷酸铁锂电池储能以其寿命长、成本低、效率高、安全性能好、方便建设、技术成熟、无污染以及未来成本和寿命改进的空间较大,从而成为世界各国竞相发展的方向。LED照明后备电池管理BMS+PACK电池成组

我们的LED照明后备电池系统包括BMS和PACK最终成组,是完整的电池系统,具有完善的电池管理功能和丰富的外部通信接口,具有良好的散热和保温功能,并且满足严格的防水和震动等级要求,满足各种条件下的路灯照明系统后备电池需要,可以根据实际使用的需要定制尺寸和接口类型。


八.电动工具及其它类型电池管理系统 尽管储能方式有多种,但磷酸铁锂电池储能以其寿命长、成本低、效率高、安全性能好、方便建设、技术成熟、无污染以及未来成本和寿命改进的空间较大,从而成为世界各国竞相发展的方向。BMS+PACK电池成组

我们的电动工具等类型的大倍率放电动力电池系统包括BMS和PACK最终成组,是完整的电池系统,具有完善的电池管理功能和丰富的外部通信接口,具有良好的散热和保温功能,并且满足严格的防水和震动等级要求,可以根据实际使用的需要定制尺寸和接口类型。


锂电池技术已经不是单纯的一项产业技术,它攸关信息产业的发展,更是新能源产业发展的基础技术之一,并将成为现代和未来军事装备不可缺少的重要“粮食”之一。

相信在不久的将来,磷酸铁锂电池将取代铅酸电池一统动力电池天下的局面,且用途将更加广泛!


谢谢各位! 锂电池技术已经不是单纯的一项产业技术,它攸关信息产业的发展,更是新能源产业发展的基础技术之一,并将成为现代和未来军事装备不可缺少的重要“粮食”之一。


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