電磁流量計24小時咨詢服務熱線
13151342466
電儲能智能電磁流量計電池材料選型技術探討淺析
來源： 發布日期：2019-07-18 16:54:16 作者：
摘要：本文擬根據常見儲能電池材料的性能參數，建立優化選型數學模型，為電儲能電磁流量計電池材料的選型提供一套完整的理論技術體系。
為了貫徹落實集團公司提出的“碧水藍天”的環保計劃，以電代油勢必成為修井作業設備的技術發展趨勢。預計在“十三五”末期，勝利油田將實現50%以上的修井作業設備采用網電。開展電儲能技術在油田作業設備中的應用研究可以解決網電作業設備需頻繁拆裝變壓器帶來的安全隱患，最大限度的發揮網電作業設備的節能優勢。
通過對國內外不同類型的儲能電池的材料特性、性能指標、應用成本等進行調研，結合電儲能電磁流量計作業工況，對所調研的儲能電池材料進行優選，為電儲能電磁流量計電池材料的選型提供一套完整的理論技術體系。
1 儲能電池材料性能分析
當 前 常 用 的 儲 能 電 池 材 料 主 要 有 鈷 酸 鋰 、錳 酸 鋰 、 磷 酸 鐵 鋰 、 三 元 材 料 （ N C M ） 、 三 元材 料 （ N C A ） 、 鎳 酸 鋰 等 [ 1 ] 。 電 池 單 體 容 量 結 余（120~200）mAh/g，循環壽命在500~4000次之間，能量密度在（80~220）Wh/kg。在單體容量、安全性、成本、循環壽命、能量密度等5個方面，對6種電池材料進行排序。（1）單體容量：鎳酸鋰＞三元材料（NCA）＞三元材料（NCM）＞磷酸鐵鋰＞鈷酸鋰＞錳酸鋰；（2）安全性：磷酸鐵鋰＞錳酸鋰＞三元材料（NCM）＞三元材料（NCA）＞鈷酸鋰＞鎳酸鋰；（3）成本：鈷酸鋰＞鎳酸鋰＞三元材料（NCM）＞三元材料（NCA）＞磷酸鐵鋰＞錳酸鋰；（4）循環壽命：三元材料（NCM）＞三元材料（NCA）＞磷酸鐵鋰＞鎳酸鋰＞鈷酸鋰＞錳酸鋰；（5）能量密度：鎳酸鋰＞三元材料（NCA）＞三元材料（NCM）＞鈷酸鋰＞磷酸鐵鋰＞錳酸鋰。由此可以看出，每種材料都有不同的性能，依靠單一指標無法判斷一種材料的優劣。
2 優化選型模型
根據雙重比率分析法建立儲能電池材料優化數學模型：其中，功能比重＝項目功能得分/總功能得分，成本比重＝項目成本/總成本，功能成本平均比＝（功能比重+成本比重）/2。
結合儲能電池材料性能分析可知，安全性、循環壽命、能量密度、容量為功能指數，成本為成本指數，根據價值指數的數學模型計算結果，可以判斷價值指數最大的材料為數學模型的目標值，即最優材料。
3 結束語
電儲能電磁流量計在野外工作，環境溫差較大，對設備安全性要求較高，可完成檢泵、打撈落物作業及封井作業等工作。通過建立電儲能電磁流量計專家評價系統，對安全性、循環壽命、能量密度、容量和成本的權重指數進行分配。[安全性，循環壽命，能量密度，容量，成本]=[0.39，0.16，0.15，0.08，0.22]。將不同儲能電池材料的性能指數代入優化選型數學模型，可以計算出各材料的價值指數。根據計算，最終確定磷酸鐵鋰為最優儲能電池材料。
為了貫徹落實集團公司提出的“碧水藍天”的環保計劃，以電代油勢必成為修井作業設備的技術發展趨勢。預計在“十三五”末期，勝利油田將實現50%以上的修井作業設備采用網電。開展電儲能技術在油田作業設備中的應用研究可以解決網電作業設備需頻繁拆裝變壓器帶來的安全隱患，最大限度的發揮網電作業設備的節能優勢。
通過對國內外不同類型的儲能電池的材料特性、性能指標、應用成本等進行調研，結合電儲能電磁流量計作業工況，對所調研的儲能電池材料進行優選，為電儲能電磁流量計電池材料的選型提供一套完整的理論技術體系。
當 前 常 用 的 儲 能 電 池 材 料 主 要 有 鈷 酸 鋰 、錳 酸 鋰 、 磷 酸 鐵 鋰 、 三 元 材 料 （ N C M ） 、 三 元材 料 （ N C A ） 、 鎳 酸 鋰 等 [ 1 ] 。 電 池 單 體 容 量 結 余（120~200）mAh/g，循環壽命在500~4000次之間，能量密度在（80~220）Wh/kg。在單體容量、安全性、成本、循環壽命、能量密度等5個方面，對6種電池材料進行排序。（1）單體容量：鎳酸鋰＞三元材料（NCA）＞三元材料（NCM）＞磷酸鐵鋰＞鈷酸鋰＞錳酸鋰；（2）安全性：磷酸鐵鋰＞錳酸鋰＞三元材料（NCM）＞三元材料（NCA）＞鈷酸鋰＞鎳酸鋰；（3）成本：鈷酸鋰＞鎳酸鋰＞三元材料（NCM）＞三元材料（NCA）＞磷酸鐵鋰＞錳酸鋰；（4）循環壽命：三元材料（NCM）＞三元材料（NCA）＞磷酸鐵鋰＞鎳酸鋰＞鈷酸鋰＞錳酸鋰；（5）能量密度：鎳酸鋰＞三元材料（NCA）＞三元材料（NCM）＞鈷酸鋰＞磷酸鐵鋰＞錳酸鋰。由此可以看出，每種材料都有不同的性能，依靠單一指標無法判斷一種材料的優劣。
2 優化選型模型
根據雙重比率分析法建立儲能電池材料優化數學模型：其中，功能比重＝項目功能得分/總功能得分，成本比重＝項目成本/總成本，功能成本平均比＝（功能比重+成本比重）/2。
結合儲能電池材料性能分析可知，安全性、循環壽命、能量密度、容量為功能指數，成本為成本指數，根據價值指數的數學模型計算結果，可以判斷價值指數最大的材料為數學模型的目標值，即最優材料。
3 結束語
電儲能電磁流量計在野外工作，環境溫差較大，對設備安全性要求較高，可完成檢泵、打撈落物作業及封井作業等工作。通過建立電儲能電磁流量計專家評價系統，對安全性、循環壽命、能量密度、容量和成本的權重指數進行分配。[安全性，循環壽命，能量密度，容量，成本]=[0.39，0.16，0.15，0.08，0.22]。將不同儲能電池材料的性能指數代入優化選型數學模型，可以計算出各材料的價值指數。根據計算，最終確定磷酸鐵鋰為最優儲能電池材料。
相關產品
相關文章
蘇ICP備12061627號-9 ©版權所有 江蘇美安特自動化儀表有限公司 網站優化支持 家家云科技
美安特儀表專業生產電磁流量計高壓電磁流量計，不銹鋼電磁流量計，一體式、分體式、插入型電磁流量計、電池供電、衛生型卡箍式、高溫高壓電磁流量計，污水電磁流量計，防腐電磁流量計，擁有SIL認證，防爆證等資質，可信賴的電磁流量計廠家，歡迎咨詢電磁流量計價格；在自身努力和廣大用戶的大力支持下不斷發展壯大，取得了被業界認可的成績。