郭恒禎、吳浩任、葉國偉、張忠傑 / 格斯科技股份有限公司
鈦酸鋰(LTO)儲能電池具有高安全性與超長壽命、快速充放電、廣泛的操作及保存溫度等特點。鈦酸鋰作為負極材料為鋰離子提供穩定的結構環境，相對於其他鋰電池擁有更高的安全性，非常適合用於需長壽命、高速充放電之領域，如電動巴士、儲能系統、48 V輕混動電池。LTO電池充放電倍率優異，快速充電或高功率的應用如充電樁、UPS也相當適合。格斯科技採用中油綠能研究所之鈦酸鋰原料製造電芯，並根據客戶的需求，開發不同的模組供各種應用。
【內文精選】
LTO系統的移動式儲能應用
本案在十呎貨櫃內規劃移動式儲能(Mobile ESS)及固定式儲能兩種應用方案。移動式儲能平時為待命狀態，有急難需求時得以整組依靠貨車移動至任何地方使用，電池組為24 V系統，系統輸出有110 V/220 V的插座直接供電；固定式儲能為48 V/400 Ah鈦酸鋰電池組搭配5 kW PCS與能源管理系統EMS (Energy Management System)，可供應加油站本身用電的需量反應，每日配合加油站上班時間(08:00~16:00)進行需量反應並補充太陽能供電不足時的電力。
另一項重要的特點是LTO電池具有優異的充放電倍率，能以極高的電流進行充電和放電操作，並且能夠承受瞬間高功率輸出，這使得LTO電池非常適合用於需要快速充電或高功率應用的場合。充電樁在對應快充時易對電網造成瞬間的大負載，此時裝設LTO儲能系統在電網及充電樁之間，能有效地降低電網的波動，且充電樁也能同時對更多的車輛充電。LTO電池能夠更好地應對電網波動，也相當適合UPS類型的應用，當發生停電或斷電情況時，LTO儲能系統作為應急備用電源，對於重要的設備、醫療設施或關鍵系統的可靠性相當重要，LTO的高功率輸出能夠在短時間內提供足夠的電力，確保連續供電直到主電源恢復。優異的充放電倍率確保了在各種類型的儲能系統中能量的高效利用和即時的能量需求應對。
LTO高壓儲能系統
圖四為高壓儲能(High-voltage ESS)系統，應用格斯科技自行開發的分散堆疊式智能BMS架構平台。此案使用兩組30 kWh鈦酸鋰電池儲能櫃(LTO Battery Rack)結合台達電125 kW儲能逆變器PCS (Power Conversion System)與能源管理系統EMS，每個儲能機櫃標準電壓與容量規格為870 V/50 Ah 43 kWh，組成架構為16箱22S2P電池模組串聯，每箱電池模組內均有BMU (Battery Monitoring Unit) 實時監控各串電壓及溫度，電池箱串聯之間也適當搭配MSD (Manual Service Device)保護異常短路及保證維修時的安全性；每箱電池模組經由內網CANBus發送資訊至高壓開關箱整合，再從高壓開關箱以外網CANBus即時向能源管理系統EMS發送和接收訊號，可即時管理與監控儲能電池相關資訊。
圖四、高壓873 V儲能系統
LTO儲能系統相較於其他電池能在更廣的溫度區間使用，且LTO電池在高低溫環境中都能保持良好的性能，在極寒地區或高溫環境中的應用更加可靠和穩定。加上低內阻不易發熱的特性，在家用或工業應用上來說，可以降低系統對散熱或加熱的需求，也提高整體的能源使用效率。然而，LTO儲能系統相對於其他鋰電池技術，目前LTO電池的能量密度較低且LTO材料的生產成本相對較高，未來於形成規模經濟及持續研發的努力下，有望提升能量密度及降低成本。
LTO家用儲能系統HESS
客戶位於頂樓的空間並無安裝冷氣，儲能系統本身亦無風扇，可見LTO不易發熱，且具寬工作溫度範圍之優點。目前裝設15 kWh一組及7.5 kWh三組，均為48 V系統，總容量接近40 kWh；這套儲能系統未來如有更新容量需求，最大可擴充至60 kWh。本系統搭配四組5 kW PCS配合太陽能使用，且關閉市電充電功能，使所有充電均為太陽能發電，並依充電狀況進行放電，連續陰天的情形下仍保有部分電力供緊急使用。因裝設較大容量的太陽能板，白天發電量遠大於負載，多餘電力可充入儲能電池，太陽下山則轉為提供負載替代市電，故儲能的應用能更有效率地使用太陽能。為了方便用戶使用，本案除機櫃上的人機介面，並以Wi-Fi連接網路上傳至雲端，用戶能隨時隨地利用智能行動裝置連線雲端，查看儲能系統的電池電壓、溫度、電流、剩餘容量及電池狀態（圖十一）。本案例已於2021年運行至今---以上為部分節錄資料，完整內容請見下方附檔。
圖十一 、雲端資訊頁面
★本文節錄自《工業材料雜誌》440期，更多資料請見下方附檔。