Projekteerisime Bessify Energy Systemi algpõhimõtetest lähtudes ühe küsimuse ümber: mis juhtub, kui akuelement rikneb?
USA energeetikaministeerium määratleb termilist äravoolu (thermal runaway) kui „akuelemendi sees toimuvat kiirenevat soojuse eraldumist, mille põhjustab eksotermiliste reaktsioonide jada“, mis muutub „akuelemendi temperatuuri eksponentsiaalseks, kontrollimatuks tõusuks“, ning hoiatab, et selle levik „võib põhjustada suuri süsteemitulekahjusid või plahvatusi“.
Allikas: USA energeetikaministeerium, Office of Electricity, Energy Storage Safety Strategic Plan, aprill 2024.
Bessify ühendab akuelementide kvaliteedikontrolli, pideva seire ja füüsilise eraldatuse kahe aktiivse leviku tõkestamise funktsiooniga.
Elektriline lahutamine kõrvaldab välise energiatee, kuid ei suuda peatada rikneva akuelemendi sisemisi reaktsioone. Seetõttu ulatub kaitse kaugemale kui väljalülitamine.
Bessify on kavandatud nii, et termilise äravoolu leviku tõkestamise süsteem (TRPPS) rakendab leviku tõkestamist mitmel tasandil. TRPPS 1 juhib aktiivselt termilise äravoolu algsündmust, et vältida levikut ühelt akuelemendilt teisele. TRPPS 2 tagab sõltumatu veeuputuse ja üleujutamisega reageerimise, et peatada edasine levik, kui selle seadistatud rakendumistingimus on täidetud.
Kumbki neist ei väida, et akuelemendis ei saa tekkida termilist äravoolu.
Kui ebanormaalne käitumine jõuab seadistatud aktiveerimistingimuseni, suurendab TRPPS 1 gaasiringlust ja viib jahutuse maksimaalsele võimsusele, et kaitsta naaberelemente. Kui akuelemendist eraldub gaase, haldab soojussüsteem (Thermal System) ka sektsiooni atmosfääri.
Esmatähtis on kaitsta naaberelemente, isegi kui algse akuelemendi rike jätkub.
Kui TRPPS 1 levikut ei peata, rakendab TRPPS 2 energiasektsioonis (Energy compartment) veeuputuse ja järkjärgulise üleujutamise.
EPRI, PNNL ja TWAICE 2024. aasta analüüs omistas 89% klassifitseeritud rikkunud süsteemiosadest juhtimissüsteemidele ja abisüsteemide (balance-of-system) komponentidele, mitte akuelementidele ega moodulitele.
Allikas: EPRI, PNNL ja TWAICE, Insights from EPRI’s Battery Energy Storage Systems (BESS) Failure Incident Database: Analysis of Failure Root Cause, mai 2024, joonis 6. Protsendid kirjeldavad aruandes klassifitseeritud rikkunud süsteemiosi, mitte kõiki akusalvestussüsteemide intsidente.
Bessify paigutab aktiivse jõuelektroonika ja soojusjuhtimisseadmed salvestatud energiast eraldi sektsioonidesse. Energiasektsioonis piirdub elektroonika madalpingelise temperatuuri- ja pingemõõtmisega. See vähendab akuelementide kõrval asuvaid võimalikke tule- ja soojusallikaid, mis võiksid algatada termilise äravoolu.
Jõusektsioon
PCS-moodulid, lülitusseadmed ja võrgupoolsed seadmed paiknevad üksnes oma eraldi hooldatavas sektsioonis.
Energiasektsioon
Akuelemente, soojusvaheteid ja siine hoitakse kontrollitud mehaanilistes, termilistes ja atmosfääritingimustes. Sektsioonis asuv elektroonika piirdub madalpingelise temperatuuri- ja pingemõõtmisega.
Soojussektsioon
Seadmed, mis kannavad soojust ära ja haldavad sektsiooni atmosfääri, on salvestatud energiast füüsiliselt eraldatud.
Bessify säilitab teed soojuse eemaldamiseks, vee juurdevooluks ja järkjärguliseks üleujutamiseks. Juurdepääs sekkumiseks on energiasektsiooni projekteeritud algusest peale.
TRPPS 2 juhib vee energiasektsiooni. Füüsiline eraldatus on kavandatud jõu- ja soojussektsiooni säästmiseks, piirates kahjustuste ulatust ja väljavahetamist vajavate seadmete hulka.
Bessify soojussüsteem projekteeriti akuelemendi rikke korral tekkivate gaasihalduse ja soojuse eemaldamise nõuete järgi. See kaitseülesanne määras süsteemi võimsuse, mis ületab tavapärase töö jahutusvajaduse.
Soojussüsteem reguleerib akuelementide temperatuuri elementidevaheliste soojusvahetite kaudu.
Samad seadmed suurendavad gaasiringlust ja viivad jahutuse maksimaalsele võimsusele, et eemaldada soojust ja kaitsta naaberelemente. Kui akuelemendist eraldub gaase, haldavad need ka sektsiooni atmosfääri.
Elementidevahelised soojusvahetid on soojuse eemaldamise liideseks mõlemas töörežiimis, toetades nii igapäevast akuelementide jahutust kui ka suurendatud soojuse eemaldamist TRPPS 1 aktiveerumise ajal.
Iga akuelement saabub koos tootja andmetega ja mõõdetakse enne paigaldamist uuesti. Seejärel järgneb kirje akuelemendile täpselt selle korruse, rea ja asukohani Bessify Energy Systemis.
Akuelement, mis kaaslastest erineb, süsteemi ei pääse.
Selline jälgitavus annab võrdlusaluse kogu kasutusea vältel. Hilisemat käitumist saab seostada konkreetse asukoha, tootmispartii ja vastuvõtul tehtud mõõtmisega.
Mahutavus, sisetakistus ja transpordipinge vöötkoodi järgi.
Iga akuelement skannitakse uuesti ja selle pinge mõõdetakse pärast transporti uuesti.
Kuuesekundiline alalisvoolutakistuse test, mille tulemus salvestatakse.
Korrus, rida ja asukoht reas. Iga rida katsetatakse uuesti enne järgmise korruse ehitamist.
Prismaatiline akuelement saabub suletud alumiiniumkorpusena. Selle sees täidab aktiivne elektroodipakk akuelemendi laia keha, klemmiplaat aga paikneb selle kohal. Need akuelemendid pärinevad Bessify süsteemi ehitusest ja avati arendustöö käigus.
Soojus jõuab klemmini juhtlintide, paki kohal oleva tühimiku ja korpuse seinte kaudu. Seetõttu ei ole klemmilt võetud näit sama, mis otse aktiivse materjali kõrvalt võetud näit. Bessify mõõdab akuelemendi korpuse temperatuuri piki selle suurt külgpinda ja käsitleb siini temperatuuri eraldi signaalina.
400 rea pingemõõtmist ja süsteemi voolu täppismõõtmine.
Akuelementide korpuse otse mõõdetud temperatuurid, õhuvool ja siinide temperatuurid annavad töötingimustest ruumilise ülevaate.
Pidev survestuse ja nihke seire koos lämmastiku-hapniku segu mõõtmisega.
Kriitilised kaitsepiirid rakenduvad kohalike kaitseahelate kaudu. Põhikaitse ei sõltu kõrgema taseme analüütikast.
Energia-, jõu- ja soojussektsioon on füüsiliselt eraldatud, et piirata teid, mida mööda sündmus võib levida.
Rõhu juhtimine on osa sektsiooni kaitsearhitektuurist.
Vesi peetakse kinni, et võimaldada jälgitavat jahtumist ja kontrollitud eemaldamist.
Katsetamisega mõõdetakse kaitsefunktsioonide toimivust. Sõltumatu sertifitseerimine hindab vastavust kohaldatavatele standarditele.
Rääkige otse Bessifyga kaitsefunktsioonidest ja oma projekti nõuetest.