ที่สถานีวิจัยอาร์กติกที่ - 40 องศาและสถานีฐานการสื่อสารไซบีเรียที่ -30 องศาความจุของแบตเตอรี่ลิเธียมแบบดั้งเดิมจะสลายตัวมากกว่า 50%และอาจเริ่มต้นขึ้น แบตเตอรี่ลิเธียมที่ติดตั้งบนชั้นวางจะทำงานได้อย่างมั่นคงในสภาพแวดล้อมที่อุณหภูมิต่ำสุดผ่านวัสดุเซลล์ที่ได้รับการปรับปรุงการออกแบบฉนวนกันความร้อนของห้องโดยสารและเทคโนโลยีการอุ่นเครื่องอัจฉริยะการแก้ปัญหาการจัดหาพลังงานในสถานการณ์สำคัญในบริเวณที่เย็น ผู้ผลิตทั่วโลกได้พัฒนาโซลูชันที่กำหนดเองสำหรับ "ความต้านทานน้ำค้างแข็งสูง+การใช้พลังงานต่ำ" เพื่อตอบสนองความต้องการที่แตกต่างของสภาพอากาศเย็นที่แตกต่างกันทำให้การจัดเก็บพลังงานความหนาแน่นสูงสามารถเล่นได้แม้ในพื้นที่แช่แข็ง
1 ระดับเซลล์ความต้านทานน้ำค้างแข็ง: นวัตกรรมวัสดุแตกผ่านคอขวดของอุณหภูมิต่ำ
สูตรของ "ต่ำ - อุณหภูมิลิเธียมฟอสเฟต" ในประเทศจีน แบรนด์บางแบรนด์ได้พัฒนาเซลล์แบตเตอรี่อิหร่านฟอสเฟต 21700 ลิเธียมสำหรับสถานีฐานภาคตะวันออกเฉียงเหนือ โดยการเติมองค์ประกอบนิกเกิล (ที่มีเนื้อหา 5%) และเพิ่มประสิทธิภาพองค์ประกอบอิเล็กโทรไลต์ (เพิ่มเอทิลีนคาร์บอเนต 20%) ต่ำ - อัตราความสามารถในการเก็บรักษาอุณหภูมิของเซลล์แบตเตอรี่เพิ่มขึ้นเป็น -30 องศา /80% และ -40 องศา /65% ในเวลาเดียวกันเทคโนโลยี "การเคลือบอิเล็กโทรดเชิงบวกระดับนาโน" (ความหนาของชั้นการเคลือบ 3NM) ถูกนำมาใช้เพื่อลดความต้านทานการย้ายถิ่นของไอออนที่อุณหภูมิต่ำ หลังจาก 500 รอบที่ -30 องศาอัตราการเก็บรักษากำลังการผลิตยังคงอยู่ที่ 75% ซึ่งสูงกว่าเซลล์ดั้งเดิม 25% การวัดจริงของสถานีฐานการสื่อสารใน Harbin แสดงให้เห็นว่าแบตเตอรี่ 1U แร็คที่ใช้เซลล์แบตเตอรี่นี้สามารถจัดหาแหล่งจ่ายไฟเฉลี่ยต่อวัน 8kWh ในฤดูหนาวตอบสนองความต้องการพลังงาน 24 ชั่วโมงของอุปกรณ์หลัก (สวิตช์, เสาสัญญาณ) ของสถานีฐาน
Nordic 'Lithium Titanate+เซลล์แบตเตอรี่ไฮบริด Supercapacitor' เซลล์แบตเตอรี่คอมโพสิตที่พัฒนาโดยผู้ผลิตชาวสวีเดนใช้ลิเธียมไททาเนต (LTO) เป็นอิเล็กโทรดเชิงลบ (ด้วยอายุการใช้งาน 30000 เท่า) อิเล็กโทรดบวกจะถูกจับคู่กับลิเธียมแมงกานีสเหล็กฟอสเฟต (LMFP) Supercapacitors มีหน้าที่ในการเริ่มต้นอุณหภูมิต่ำ -} - ขึ้น (การปล่อยทันทีที่ - 40 องศา) ในขณะที่เซลล์ LTO -LMFP ให้แหล่งจ่ายไฟอย่างต่อเนื่อง การออกแบบไฮบริดนี้ยังช่วยแก้ปัญหาความหนาแน่นของพลังงานต่ำของเซลล์ LTO (ด้วยความหนาแน่นของพลังงานโดยรวมที่ 120Wh/kg) ทำให้เหมาะสำหรับสถานการณ์การวิจัยทางวิทยาศาสตร์เชิงขั้วที่มีความต้องการอายุการใช้งานสูง การประยุกต์ใช้ที่สถานีวิจัยวิทยาศาสตร์อาร์กติกของนอร์เวย์แสดงให้เห็นว่าเซลล์แบตเตอรี่ประสบความจุเพียง 5% หลังจาก 120 รอบในช่วงหกเดือนติดต่อกันของคืนขั้วโลก (โดยไม่ต้องเสริมพลังงานแสงอาทิตย์) เพื่อให้มั่นใจว่าการทำงานของอุปกรณ์วิจัยทางวิทยาศาสตร์ที่มั่นคง
2 ฉนวนกันความร้อนในห้องโดยสาร: การป้องกันทางกายภาพเพื่อปิดกั้นต่ำ - การแทรกซึมของอุณหภูมิ
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 องศาเป็นเวลา 8 ชั่วโมงหลังจากความล้มเหลวของไฟฟ้า ประตูห้องโดยสารใช้ "ซีลดูดแม่เหล็ก+ลวดทำความร้อน" (พลังงาน 50W) เพื่อป้องกันการก่อตัวของน้ำแข็งและน้ำแข็งในช่องว่างของประตูในขณะที่หลีกเลี่ยงการสูญเสียความร้อน การทดสอบที่ศูนย์ข้อมูลในอัลเบอร์ตาได้แสดงให้เห็นว่าการออกแบบฉนวนนี้ช่วยลดการใช้พลังงานควบคุมอุณหภูมิฤดูหนาว 60%ประหยัดได้ 24000 kWh ต่อปีเมื่อเทียบกับโซลูชั่นฉนวนกันความร้อนขนหินแบบดั้งเดิม
ระบบ "การกู้คืนความร้อนของเสีย+ระบบความร้อนที่ใช้งาน" ของรัสเซีย แบตเตอรี่ชั้นวางฐานการสื่อสารในไซบีเรียแนะนำการกระจายความร้อนของอุปกรณ์สถานีฐาน (CPU, โมดูลพลังงาน, อุณหภูมิ 40 - 50 องศา) ลงในช่องใส่แบตเตอรี่ผ่านท่ออากาศและร่วมมือกับฮีตเตอร์ PTC เซ็นเซอร์อุณหภูมิภายในห้องโดยสาร (ความแม่นยำ± 0.5 องศา) จอภาพแบบเรียลไทม์ เมื่ออุณหภูมิต่ำกว่า 5 องศาการกู้คืนความร้อนของเสียจะถูกเปิดใช้งานก่อนและเครื่องทำความร้อนจะถูกเปิดใช้งานเมื่อไม่เพียงพอลดการใช้พลังงานของการควบคุมอุณหภูมิ 45% เมื่อเทียบกับความร้อนที่ใช้งานอยู่ ข้อมูลการดำเนินงานฤดูหนาวของสถานีฐานบางแห่งแสดงให้เห็นว่าระบบทำให้อุณหภูมิของช่องใส่แบตเตอรี่คงที่ที่ 10-15 องศาและอัตราการเก็บรักษาความจุของเซลล์แบตเตอรี่ถึง 90% ซึ่งสูงกว่าสารละลายฉนวน 40%
3 การควบคุมอุณหภูมิอัจฉริยะ: ปรับตัวให้เข้ากับสภาพต่ำ - แบบไดนามิกสภาพการทำงานของอุณหภูมิ
อัลกอริทึม 'predictive preating' ของเยอรมนี ในการตอบสนองต่อสภาพภูมิอากาศในทวีปยุโรปของทวีปยุโรป (ที่มีความแตกต่างของอุณหภูมิสูงถึง 20 องศาระหว่างวันและกลางคืนในฤดูหนาว) ระบบ BMS ของแบตเตอรี่ลิเธียมที่ติดตั้งแร็คเชื่อมต่อกับข้อมูลอุตุนิยมวิทยาในท้องถิ่นเพื่อทำนายการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิสิ่งแวดล้อมล่วงหน้า 6 ชั่วโมง เมื่ออุณหภูมิตอนกลางคืนที่คาดการณ์ลดลงถึง -15 องศาระบบจะอุ่นอุณหภูมิของแบตเตอรี่อย่างแข็งขันถึง 20 องศาในช่วงเวลาสูงสุดของเซลล์แสงอาทิตย์ในเวลากลางวัน (12: 00-14: 00) และรักษาผ่านชั้นฉนวนเพื่อหลีกเลี่ยงผลกระทบของอุณหภูมิในเวลากลางคืนที่ต่ำ การทดสอบจริงของโครงการจัดเก็บพลังงานเชิงพาณิชย์ในมิวนิคแสดงให้เห็นว่าอัลกอริทึมเพิ่มความสามารถในการจัดเก็บพลังงานฤดูหนาวที่มีอยู่ 15% และเพิ่มผลกำไรการเก็งกำไรสูงสุด 8%
กลยุทธ์ "การชาร์จและการปลดปล่อย" ของจีน แร็คด้านข้างของ Grid Power Grid Mosted Storage (42U/200KWH) ใช้ "ต่ำ - การควบคุมอุณหภูมิที่ให้คะแนน": เมื่ออุณหภูมิโดยรอบคือ - 20 องศา ~ -10 องศาค่าประจุและอัตราการปลดปล่อยจะ จำกัด อยู่ที่ 0.5C; เมื่ออุณหภูมิโดยรอบคือ -30 องศา ~ -20 องศาจะลดลงเป็น 0.3C และ "การชาร์จชีพจร" (0.5C พัลส์ที่มีรอบการทำงาน 10%) จะถูกเปิดใช้งานเพื่อลดโพลาไรเซชัน BMS ตรวจสอบความต้านทานของเซลล์แบตเตอรี่แบบเรียลไทม์ (ความถี่การสุ่มตัวอย่าง 100Hz) เมื่อความต้านทานเกินเกณฑ์ (เพิ่มขึ้น 50% เมื่อเทียบกับอุณหภูมิห้อง) จะหยุดการชาร์จและปล่อยและเริ่มให้ความร้อนโดยอัตโนมัติ มันจะดำเนินการต่อหลังจากการกู้คืนความต้านทาน การประยุกต์ใช้โครงการจัดเก็บพลังงานในกริดพลังงานใน Shenyang แสดงให้เห็นว่ากลยุทธ์นี้ขยายอายุการใช้งานรอบฤดูหนาวเป็น 3000 เท่าซึ่งสูงกว่าโครงการที่ไม่สามารถควบคุมได้ 25%
เทคโนโลยีการปรับอุณหภูมิต่ำ - ต่ำของแบตเตอรี่ลิเธียมที่ติดตั้งบนชั้นวางกำลังทำลายการรับรู้แบบดั้งเดิมของ "การจัดเก็บพลังงานเป็นความเย็น" ในอนาคตด้วยการประยุกต์ใช้อิเล็กโทรไลต์ที่เป็นของแข็ง (มีการเพิ่มขึ้น 10 เท่าในต่ำ - การนำไฟฟ้าไอออนอุณหภูมิ) และวัสดุฉนวนทางชีวภาพ (เลียนแบบโครงสร้างของขนสุนัขจิ้งจอกอาร์กติก การขยายแอปพลิเคชันการจัดเก็บพลังงานความหนาแน่นสูงไปยังเสาทั้งสองของโลก