鋰電池在儲(chǔ)能電站中的應(yīng)用技術(shù)
鋰電池應(yīng)用場(chǎng)景可分為消費(fèi)、動(dòng)力和儲(chǔ)能三種。最早應(yīng)用是在手機(jī)、筆記本電腦、數(shù)碼相機(jī)等消費(fèi)類產(chǎn)品,目前約占全球各類鋰電池出貨量一半。隨著全球?qū)π履茉雌囆枨罅康脑黾樱瑒?dòng)力鋰電池占比逐年上升,目前約占40%以上,動(dòng)力電池未來(lái)將成為鋰電池的主要應(yīng)用場(chǎng)景。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn),動(dòng)力電池的容量低于80%就不能再應(yīng)用在新能源汽車,而普通儲(chǔ)能電池的要求沒(méi)這么高,動(dòng)力電池退役后稍加改造,還可用在儲(chǔ)能系統(tǒng)中。儲(chǔ)能鋰電池作為新興應(yīng)用場(chǎng)景也逐漸受到重視,儲(chǔ)能是解決新能源風(fēng)電、光伏間歇波動(dòng)性,實(shí)現(xiàn)“削峰平谷”功能的重要手段之一。
目前主流儲(chǔ)能鋰電池有三元鋰和磷酸鐵鋰兩種,功率密度都比鉛炭電池高很多,相對(duì)來(lái)說(shuō),三元鋰又比磷酸鐵鋰更高一些。
在儲(chǔ)能系統(tǒng)中,鋰電池和鉛炭電池、鉛酸電池都是儲(chǔ)存電能,沒(méi)有本質(zhì)的區(qū)別,電池容量,充放電電流的設(shè)計(jì)選型一樣。和鉛酸電池對(duì)比,鋰電池儲(chǔ)能是新生事物,目前沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品,不像鉛酸電池那樣有很多種規(guī)格型號(hào),一般廠家是按電量來(lái)定規(guī)格的。鋰電池和鉛酸電池最大的區(qū)別是鋰電池必須配備電池管理系統(tǒng)。
BMS電池管理系統(tǒng)
鋰電池具有重量輕、儲(chǔ)能容量大、功率大、無(wú)污染、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn),但鋰電池對(duì)過(guò)電流、過(guò)電壓很敏感,大容量的電池都是由很多小容量的單體電池(如18650),通過(guò)大量串并聯(lián)而成,并聯(lián)的電池多了,容易造成各條支路電流不均衡,所以必須引入電池管理系統(tǒng)加入控制。鉛酸蓄電池?fù)碛斜姸嗟膬?yōu)點(diǎn),如大電流特性好、自放電小、性能穩(wěn)定、安全干凈,目前鉛酸蓄電池的日常維護(hù),主要是通過(guò)人工完成,主要對(duì)蓄電池的連接狀況,端電壓等進(jìn)行故障排查,不需要BMS電池管理系統(tǒng)。
電池管理系統(tǒng)(Battery Management System,BMS)是由微電腦技術(shù),檢測(cè)技術(shù)等構(gòu)成的裝置,是對(duì)電池組和電池單元運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)控,精確測(cè)量電池的剩余電量,同時(shí)對(duì)電池進(jìn)行充放電保護(hù),并使電池工作在最佳狀態(tài),達(dá)到延長(zhǎng)其使用壽命,降低運(yùn)行成本的目的,進(jìn)一步提高電池組的可靠性。電動(dòng)汽車電池管理系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)以下幾個(gè)功能:
1---準(zhǔn)確估測(cè)動(dòng)力電池組的荷電狀態(tài)(State of Charge,即 SOC)
即電池剩余電量,保證 SOC維持在合理的范圍內(nèi),防止由于過(guò)充電或過(guò)放電對(duì)電池的損傷,從而隨時(shí)預(yù)報(bào)混合動(dòng)力汽車儲(chǔ)能電池還剩余多少能量或者儲(chǔ)能電池的荷電狀態(tài)。
2---動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)動(dòng)力電池組的工作狀態(tài)
保障電池的安全,在電池充放電過(guò)程中,實(shí)時(shí)采集電動(dòng)汽車蓄電池組中的每塊電池的端電壓和溫度、充放電電流及電池包總電壓,防止電池發(fā)生過(guò)充電或過(guò)放電現(xiàn)象。
3---單體電池間的均衡
即為單體電池均衡充電,使電池組中各個(gè)電池都達(dá)到均衡一致的狀態(tài)。均衡技術(shù)是目前世界正在致力研究與開(kāi)發(fā)的一項(xiàng)電池能量管理系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。
鋰電池的選型與設(shè)計(jì)
儲(chǔ)能系統(tǒng)包括雙向變流器和電池系統(tǒng),如一套21kW/42kWh的儲(chǔ)能,表示雙向變流器的功率是21kW,電池系統(tǒng)儲(chǔ)存的電量是42kWh。鋰電池系統(tǒng)包括電芯和BMS電池管理系統(tǒng),由廠家統(tǒng)一提供。設(shè)計(jì)時(shí)要注意以下幾個(gè)要點(diǎn):
1、儲(chǔ)能鋰電池有BMS系統(tǒng),需要和逆變器或者雙向儲(chǔ)能變流器PCS通信,要選擇具有鋰電池功能并有相應(yīng)的通信接口功能的設(shè)備。
2、儲(chǔ)能鋰電池和鉛酸蓄電池相比,充放電電流不一樣,設(shè)計(jì)時(shí)要特別注意。
3、鋰電池目前沒(méi)有統(tǒng)一的規(guī)格型號(hào),每個(gè)廠家的規(guī)格不一樣,BMS通信協(xié)議也不一樣。要根據(jù)項(xiàng)目的具體要求去定制。
責(zé)任編輯:繼電保護(hù)
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