בתחנת המחקר הארקטי ב- - 40 מעלות ותחנת בסיס התקשורת הסיבירית כ- 30 מעלות, יכולתן של סוללות ליתיום מסורתיות תתפרק ביותר מ- 50%, ואף עשויה להיכשל. סוללות ליתיום רכוב על מתלה משיגות פעולה יציבה בסביבות טמפרטורה נמוכה קיצונית באמצעות חומרי תאים משופרים, תכנון בידוד תא הנוסעים וטכנולוגיית חימום מראש חכמה, ופתרו את בעיית אספקת האנרגיה בתרחישים מרכזיים באזורים קרים. יצרנים גלובליים פיתחו פתרונות בהתאמה אישית ל"תנגדות כפור גבוהה+צריכת חשמל נמוכה "כדי לענות על הצרכים המובחנים של אקלים קר שונה, ומאפשר לאחסון אנרגיה בצפיפות גבוהה לשחק את ערכו אפילו באזורים קפואים.
התנגדות כפור ברמת תאים: חידוש חומרי פורץ דרך צוואר הבקבוק של הטמפרטורה הנמוכה
הנוסחה של "נמוך - טמפרטורה ליתיום פוספט ברזל" בסין. מותג מסוים פיתח 21700 תאי סוללה ליתיום ברזל פוספט לתחנות בסיס צפון -מזרח. על ידי סמים של אלמנטים ניקל (עם תוכן של 5%) ומיטב מיטוב הרכב האלקטרוליט (הוספת 20% אתילן פחמתי), שיעור השמירה על יכולת הפריקה של פריקת הטמפרטורה נמוך {}} הוגדל ל -30 מעלות /80% ו -40 מעלות /65%, שהוא 30% גבוה יותר מתאי הסוללה המסורתיים. יחד עם זאת, טכנולוגיית "ציפוי האלקטרודה החיובי ברמת הננו" (עובי שכבת ציפוי 3 ננומטר) מאומצת כדי להפחית את עמידות נדידת היונים בטמפרטורות נמוכות. לאחר 500 מחזורים ב -30 מעלות, שיעור שמירת הקיבולת עדיין מגיע ל 75%, שהוא 25% גבוה יותר מהתאים המסורתיים. המדידה בפועל של תחנת בסיס תקשורת בהרבין מראה כי סוללת מתלה 1U המשתמשת בתא סוללה זה יכולה לספק אספקת חשמל יומית ממוצעת של 8 קוט"ש בחורף, לעמוד בביקוש החשמל 24 שעות ביממה של ציוד הליבה (מתגים, מגדלי אות) של תחנת הבסיס.
תא סוללה היברידי 'ליתיום טיטנאט+סופר -סאפקטור'. תא הסוללה המורכב שפותח על ידי יצרן שוודי משתמש ליתיום טיטנאט (LTO) כאלקטרודה השלילית (עם חיי מחזור של 30000 פעמים), האלקטרודה החיובית משויכת עם ליתיום מנגן פוספט ברזל (LMFP), ו {3} בנוי בסופר -סאפטור (המונע על 10%). SuperCapacitors אחראים על - טמפרטורה מתחילים - למעלה (פריקה מיידית ב - 40 מעלות), ואילו תאי LTO -LMFP מספקים ספק כוח רציף, ומאפשרים לתאים לטעון ולפרוץ בקצב של 0.5C אפילו על -40 מעלות, עם שיעור שיעור יכולת של 70%. תכנון היברידי זה פותר גם את הבעיה של צפיפות אנרגיה נמוכה של תאי LTO (עם צפיפות אנרגיה כוללת של 120 וואט/ק"ג), מה שהופך אותו מתאים לתרחישי מחקר מדעיים קוטביים עם דרישות אורך חיים גבוה. היישום בתחנת המחקר הנורווגית של ארקטיקטי מדעי מראה כי תא הסוללה חווה ריקבון קיבולת של 5% בלבד לאחר 120 מחזורים במהלך שישה חודשים ברציפות של לילות קוטביים (ללא תוסף אנרגיה סולארית), והבטיח הפעלה יציבה של ציוד מחקר מדעי.
2 בידוד תא: הגנה פיזית לחסימת - הסתננות טמפרטורה
Canada's "vacuum insulation+phase change energy storage" design. For machine rooms in grassland provinces with a temperature of -35 ℃, the rack mounted lithium battery adopts a "double-layer vacuum chamber" (vacuum℃1Pa, thermal conductivity 0.004W/(m ・ K)), the bulkhead interlayer is filled with air gel felt (thickness 10mm), and with phase change materials (paraffin, melting point 8 ℃), it can maintain the temperature in the chamber>0 תואר למשך 8 שעות לאחר הפסקת חשמל. דלת תא הנוסעים מאמצת "חותם יניקה מגנטית+חוט חימום" (כוח 50 וולט) כדי למנוע היווצרות כפור וקרח בפער הדלת, תוך הימנעות מאובדן חום. בדיקות במרכז נתונים באלברטה הראו כי תכנון בידוד זה מצמצם את צריכת האנרגיה של בקרת טמפרטורת החורף ב- 60%, וחוסך 24000 קוט"ש בשנה בהשוואה לפתרונות בידוד צמר סלע מסורתיים.
מערכת "התאוששות חום פסולת" של רוסיה+חימום פעיל. סוללת מתלה של תחנת בסיס תקשורת בסיביר מציגה את פיזור החום של ציוד תחנת הבסיס (מעבד, מודול חשמל, טמפרטורה 40 - 50 מעלות) לתא הסוללה דרך צינור אוויר, ומשתף פעולה עם תנור PTC (חשמל 100W, התחלה אוטומטית ב -30 מעלות) ליצירת התאוששות פסיבית+מצב חידוש פעיל "בידוד. חיישן הטמפרטורה בתוך תא הנוסעים (דיוק ± 0.5 מעלות) צג בזמן אמת. כאשר הטמפרטורה נמצאת מתחת ל -5 מעלות, התאוששות חום הפסולת מופעלת תחילה, והחימום מופעל כאשר הוא אינו מספיק, ומפחית את צריכת האנרגיה של בקרת הטמפרטורה ב- 45% בהשוואה לחימום פעיל טהור. נתוני פעולת החורף של תחנת בסיס מסוימת מראים כי המערכת מייצבת את הטמפרטורה של תא הסוללה ב 10-15 מעלות, וקצב שמירת הקיבולת של תאי הסוללה מגיע ל -90%, שהוא 40% גבוה יותר מתמיסת ללא בידוד.
3 בקרת טמפרטורה אינטליגנטית: התאמה באופן דינמי כדי להסתגל לתנאי עבודה נמוכים {}}}
האלגוריתם 'חימום חיזוי' של גרמניה. בתגובה לאקלים היבשתי הממוזג של יבשת אירופה (עם הפרש טמפרטורה של עד 20 מעלות בין יום ללילה בחורף), מערכת BMS של סוללות ליתיום המותקנות מחוברת לנתונים מטאורולוגיים מקומיים כדי לחזות שינויים בטמפרטורה סביבתית 6 שעות מראש. כאשר טמפרטורת הלילה החזויה יורדת ל -15 מעלות, המערכת מחממת באופן פעיל את טמפרטורת הסוללה ל 20 מעלות במהלך תקופת השיא הפוטו -וולטאית בשעות היום (12: 00-14: 00) ושומרת עליה דרך שכבת בידוד כדי להימנע מההשפעה של טמפרטורות לילה נמוכות על הקיבולת. הבדיקה בפועל של פרויקט אחסון אנרגיה מסחרית במינכן מראה כי האלגוריתם מגדיל את קיבולת אחסון האנרגיה החורפית הזמינה ב -15% ומגדיל את רווחי ארביטראז 'של עמק שיא בשיעור של 8%.
אסטרטגיית "טעינה ושחרור מדורגת" של סין של סין. מתלה צדדי צפון-מזרח רשת אחסון אנרגיה רכוב (42U/200KWH) מאמץ "נמוך {}}} בקרה מדורגת בטמפרטורה": כאשר טמפרטורת הסביבה היא - 20 מעלות ~ -10 מעלות, קצב המטען והפריקה מוגבל ל 0.5C; כאשר טמפרטורת הסביבה היא -30 מעלות ~ -20 מעלות, היא מצטמצמת ל 0.3C, ו"הטעינה לדופק "(דופק 0.5C עם מחזור חובה של 10%) מופעל להפחתת הקיטוב. BMS עוקב אחר עכבה של תאי הסוללה בזמן אמת (תדר דגימה 100 הרץ). כאשר העכבה עולה על הסף (עלה ב- 50% בהשוואה לטמפרטורת החדר), היא מפנה אוטומטית טעינה ופריקה ומתחיל לחימום. זה יחזור לפעול לאחר שחזור העכבה. היישום של פרויקט אחסון אנרגיה ברשת חשמל בשניאנג מראה כי אסטרטגיה זו מרחיבה את חיי מחזור החורף עד 3000 פעמים, שהיא גבוהה ב -25% מהתכנית הבלתי מבוקרת.
טכנולוגיית התאמת הטמפרטורה הנמוכה - טכנולוגיית טמפרטורה של סוללות ליתיום המותקנות משבר את התפיסה המסורתית של "אחסון אנרגיה מפחד מקור". בעתיד, עם יישום של אלקטרוליטים מוצקים (עם עלייה פי 10 בחומרי בידוד ביו -ביומי ({3}} טמפרטורה) וחומרי בידוד ביומימטיים (חיקוי המבנה של פרוות שועל ארקטי), "אפס חימום מראש, יכולת אנרגיה מלאה, יושג תמיכה באנרגיה חדשה ובסביבה של עומס אנרגיה, תמיכה באנרגיה חדשה, תמיכה בעומס אנרגיה, הרחבת יישומי אחסון אנרגיה בצפיפות גבוהה לשני הקטבים של כדור הארץ.