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一些储能电池的不一致性问题及解决,,, [复制链接]

本帖最后由 qwqwqw2088 于 2022-11-14 15:41 编辑

电池系统是整个储能系统的核心,由成百上千个单体电池串并联组成。电池的不一致性主要是指电池容量、内阻、温度等参数的不一致。具有不一致性的电池串并联在一起使用,会出现如下:

 

问题:

 

1)可用容量损失

 

储能系统中,单体电池串并联构成电池箱,电池箱串并联构成电池簇,多个电池簇直接并联接入同一直流母排。电池不一致性导致可用容量损失的原因包括串联不一致和并联不一致。

 

电池串联不一致性损失

 

根据木桶原理,电池系统的串联容量取决于容量最小的单体电池。由于单体电池本身差异、温度差异等不一致性会造成每个单体电池的可用容量不同,容量小的单体电池充电时先充满、放电时先放空,制约电池系统的其他单体电池的充放电能力,造成电池系统可用容量下降。不实施有效的均衡管理,随着运行时间的增长,加剧单体电池容量的衰减与分化,使电池系统可用容量进一步加速下降。

image.png  


电池簇并联不一致性损失

 

电池簇直接并联会在充放电结束后出现环流现象,各电池簇电压被强制平衡,当内阻较小的电池簇电量充满或放光后,其他电池簇必须停止充放,造成电池簇间充不满、放不尽,造成电池容量损失和温度升高,加速电池衰减,降低电池系统可用容量。

 

image.png  


此外,由于电池内阻较小,因不一致性造成的各簇电压差异即使仅有几伏,簇间不均流就会很大,如下表中某电站实测数据所示,充电电流差异达到75A(与理论平均值相比偏差达42%),偏差电流会导致部分电池簇出现过充过放现象;极大影响充放电效率、电池寿命以及甚至导致严重安全事故。

 

2)温度不一致导致的单体电池加速分化、寿命缩短

 

温度是影响储能寿命的最关键因素,当储能系统内部温度提升15℃时,系统寿命会缩短一半以上。锂电池在充放电过程中会产生大量热量,单体电池的温度差异过大会造成内阻、容量等不一致进一步增大,导致单体电池加速分化,缩短电池系统的循环寿命,甚至造成安全隐患。

 

如何应对储能电池不一致性?

 

电池不一致性是当前储能系统很多问题的根源,虽然由于电池的化学特征以及应用环境的影响,电池的不一致性很难根除,但是可以将数字技术、电力电子技术与储能技术融合,用电力电子技术的可控性将锂电池不一致性的影响降至最低,可大幅提升储能系统可用容量,以及提高系统安全性。

 

1)主动均衡技术实时监测每个单体电池的电压和温度等信息,最大消除电池串联的不一致性问题,使储能系统在全生命周期可用容量提升20%以上。

image.png  
 

2)储能系统的电气设计中,对每簇电池单独进行充放电管理,电池簇不并联,避免了直流并联造成的环流问题,有效提升系统可用容量。

 

image.png  


3)精准温控,延长储能系统寿命

 

对每个单体电池进行温度采集,实时监控。通过三层级CFD热仿真和大量的实验数据,最优化电池系统的热设计,使电池系统单体电池的最大温差<5℃,解决温度不一致引起的单体电池分化问题。

 

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所以TSL得BMS很厉害了!


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一粒金砂(初级)

非常感谢!的点点滴滴


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容量不一致的问题是最致命的,以前就试过用这种方法换电动车电瓶,把一个电池放点,其他不放,这样一充电准坏


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