DNV的“电池性能记分卡”可帮助投资者,贷方和开发商告知其储能系统(ESS)的购买策略。它还创建了一个路线图,用于管理和操作特定的电池技术,评估保修,估算更换成本以及预测安全需求。
一个项目的成功很大程度上取决于电池的性能。因此,重点放在单元和系统级别的保证和性能保证上。
但是制造商的保修可能旨在涵盖广泛的条件。这样,在一种情况下性能良好的电池在另一种情况下可能是不合适的。电池测试可帮助投资者和运营商了解特定应用中储能系统(ESS)的限制,从而实现最佳计划和运行。这种确定性降低了风险,从而增加了项目的价值。
《电池性能记分卡》现已第三版(于2020年12月发布),提供了在纽约罗切斯特的DNV最佳测试和商业化中心(BTCC)进行的严格,独立测试的结果。DNV在性能和安全性测试方面已记录了超过500万个频道小时。计分卡可提供无偏见且透明的信息和分析,因此买家不仅仅依赖于供应商的保证。
退化因素
DNV测试滥用的四类:平均充电状态(SOC),SOC摆动,电池充放电速率(C速率)和温度。这些变量控制电池的退化行为,并在项目的财务模型中提供有关更换间隔的信息,从而提供有关更换成本的信息。
DNV还根据累积吞吐量来评估电池性能,累积吞吐量是电池在其整个使用寿命期间的总累积放电安培小时数。DNV更喜欢“吞吐量”而不是“周期”,特别是因为电池通常在不同的SOC范围内以及在变化的电流或功率水平下以部分周期运行。
DNV还测量营业额,这是电池的吞吐量除以其原始容量。更换电池时,周转就像循环,但是随着吞吐量的增加和电池的退化,周转次数变得小于循环次数。在系统级别,周转额等于ESS的等效完整周期,如许多存储购买合同中所述。
在降低到其原始容量的90%之前,商用电池平均可以实现1800次转换。
通常,以较低的C速率运行电池可延长使用寿命。较高的C速率意味着流过电池的电流更大。导致高C速率降解的主要因素是由这些较高电流驱动的电池单元自发热。
充电状态和SOC摆动会以多种方式影响电池。最佳SOC条件因电池的化学性质和制造商而异。很难精确地隔离中间区域,但是DNV的测试通常可以确定在整个范围的12.5%至25%范围内性能最差的SOC范围。尽管人们可以使用电池管理系统管理电池并调度控制参数,但这种“ SOC”的存在会给电池带来运营挑战。
而且就温度而言,大多数电池在室温附近或接近25 C时性能最佳。有些在高温下表现良好,有些在低温下表现良好。液体热管理可以提供更加一致的温度管理,可以减轻不同温度下的性能风险。
电池安全
随着2020 NFPA 855标准的发布,该标准提供了减轻与ESS相关的火灾隐患的最低项目要求,该行业现在正面临着存储安全准则和要求的新时代。现在,通过UL9540A标准评估了该标准中引用的燃烧测试数据以及热失控机制以及级联到其他模块的可能性。
ESS设计不断发展,很难为不同的单元,模块和机架配置创建统一的定义。例如,一个“单元”在制造商之间差异很大,并且行业仍然使用各种各样的单元格形状因子,包括圆柱形,袋形和棱柱形单元格。
越来越多的存储制造商采用了新的系统设计,从而消除了人为进入系统本身的危险。这种柜式系统在设备外部具有控件和检修口,将使行业从联运集装箱中转移出来,从而使液冷和风险管理功能更易于集成。此外,大多数新系统都包括可燃气体释放时的通风。
由于设计存在这些变化,因此很难汇总测试数据来确定给定制造商设计级联的倾向。NFPA 855没有提供有关热失控风险的处方-保留了NFPA 855的灭火,通风和间距要求,并依赖于UL9540A测试结果的解释。随着电池的使用和应用数量的增加,这需要业界的进一步投入。
DNV在BTCC上建立了新的安全测试功能。在电池单元级别,热失控测试可确定气体释放速率,并表征废气(即副产品气体)的成分。在模块级别,测试确定电池模块内的传播行为以及电池进入热失控状态时释放的热能。这些发现有助于行业达到UL9540A标准,评估热失控风险,设计电池安全性和防火系统以及制定应急计划。