咨询QQ:
      杂志订阅

      编辑

      网管

      培训班

      市场部

      刊行部

电话效劳:
 4
 1
迎接, 客人   会员中央   帮助   合订本   发布信息
设为首页 | 收藏本页
高效电池均衡器技术在梯次储能蓄电池中的应用
  • 电池均衡技术可提高电池组的应用寿命、延长电池组的应用光阴,适用于大容量镍氢、2V铅酸电池、锂电池、6V铅酸、12V铅酸等电池组和超等电容器组。

    1 梯次电池与选用
      
      梯次电池是指已经应用过而且到达原生设计寿命,颠末过程其余办法使其容量全体或部止复持续应用的蓄电池。
      
      一样平常应用5年后的电池,它的有用容量在80%阁下。电池的自然衰减进入安稳期,完全可以或许按照小容量电池应用,颠末过程一定数目电池的并联应用,可利用容量获得数倍的提高,完全满意储能和能源必要,这一点与电动汽车为了增长续航里程,采纳大批并联电池增长电池容量的道理是相同的。
      
      电池组在应用5年后,可用容量和续航光阴显著缩短,用户和经销商通常全体更换,殊不知,并不一个电池组内的统统电池都必要更换,只是此中的一块或几块电池容量严重衰减影响了全体电池组,如果有多个如许的电池组,颠末过程检测剔除严重衰减的电池,其它电池颠末过程分容和内阻检测,完全可以或许新梯次利用。能源电池的梯次利用显著延长电池的应用效力和性命周期,削减电池所带来的环境净化,被誉为是目前和今后的重点睁开对象。
      
      能源电池再利用是能源电池产业链构成闭环的关键关键,在环境掩护、资源收受接收和提高能源电池全寿命周期价值等方面都具有重要价值。退役后的能源电池颠末测试、挑、重组等关键,仍然有能力用于低速电动车、备用电源、电力储能等运行工况相对优越、对电池机能请求较低的领域。
      
      跟着新能源汽车履行应用力度的赓续加大,每一年将发生大批退役电池,能源电池梯次利用的概念应运而生并遭到普遍存眷。
      
      梯次电池利用能提高电池的利用率,延长电池的性命周期,不管是节能方面还是环保方面意义严重,但是梯次电池利用必需注意一些事项:
      
     、尽量采纳基本单位电池(cell),如2V单体铅酸蓄电池,各种锂电池,包含磷酸铁锂电池、钛酸锂电池、三元锂电池、钴酸锂电池、锰酸锂电池等。以多个单位串联后封装一体的电池,如6V铅酸蓄电池(3个2V单位)和12V铅酸蓄电池(6个2V单位),不太得当梯次利用,重要因为这些电池的内部为多串电池,约就存在不均衡的成就,无法颠末过程内部解决。
      
     、必需遵照同范例电池成组原则。成组电池必需是相同范例的电池,即电池的工作电压区间必需相同。工作电压区间分歧的电池不能出如今同一电池组中,即使容量相同也不能混用。
      
     、有条件的环境下,成组电池组装前要停止容量、电压和内阻测量,尽量抉择容量和内阻接近的电池,削减复用期间同等性差异的扩大。
      
      因为梯次电池的容量普遍低于标称容量,为获得足够的容量,必要应用数目更多的电池颠末过程合适的串并联离开达设计容量,因此必要根据技术条件来装配。
      
      装配办法一:先并后串,如电动汽车用电池组采纳此办法。
      
      装配办法二:先串后并,常用于数据中央或机房。
      
      两种装配办法各有优缺点,得当分歧环境:
      
      先并后串的缺点:单位电池衔接线和汇流排的抉择非常重要,否则会形成电池充放电的差异,个别电池漏电流(或故障)会影响一个并联单位,对容量的影响比较大,间接影响续航光阴(里程);优点:易于办理,如果增长电池均衡器只必要一组(套)即可。
      
      先串后并的优点:衔接便利,检修便利,可以或许疾速检测和处理故障电池,易于掩护,每一串中的单位电池容量均可以或许分歧,电池利用率高,容量(功率)可以或许任意扩充,增长后备光阴,提高靠得住性,分外得当数据中央;缺点:如果增长电池均衡器必要多组(套)。
      
     ④下列电池不能复用:一是漏电流大(或自放电率高)的电池;二是外面发生形变,如外壳膨胀的电池;三是发生漏液的电池。
      
      2 梯次电池均衡
      
      梯次电池的挑选即使非常严厉,也难以包管电池的同等性,即使同等性极佳的电池装配在一路,几十个充放电只后仍然会发生分歧程度的差异,而且这种差异会跟着应用光阴的延长逐渐加重,同等性会越来越差,显著表示为电池间的电压差逐渐拉大,有用充放电光阴越来越短。大批检测数据发现,同等性变差的电池组具有如下特色:
      
     、单位电池的电压呈现显著高低错落、还婢散布;
      
     、单位电池的剩余容量大小呈现还婢乩散型散布;
      
     、单位电池的内阻大小同样呈现还婢乩散型散布。
      
      颠末过程对检测数据的进一步统计发现,形成电池失衡的最大杀手,一是电池的温度差异,电池组的装配通常都比较密集,每个部位的电池温度都不相同,影响电池的同等性发挥,加快电池间差异;二是剧烈充放电,加快电池间差异的扩大;
      
      储能电池组的容量都非常大,以标称500Ah电池组为例,假设电池的最大容量和最小容量的差异是50Ah,其余电池间的差异在5至10Ah不等,则体系的最大有用放电容量为450Ah(暂定其编号为D电池,下同),假设放电电流50A,则实践最大放电光阴约为9h。超过这一光阴,D电池将到达放电停止电压,进入过放电状况,如果持续放电,将严重伤害D电池,其最大有用容量将本缦减,从而进一步低落电池组的最大有用容量。这里面还触及到一个放电倍率的成就,最大容量电池的放电倍率是0.1C,D电池的放电倍率0.11C,其余电池的放电倍则处于0.1C~0.11C之间,放电倍率的分歧,使每块电池的衰减程度就分歧,这将导致电池的差异和同等性逐渐扩大,而且呈加快趋向。同样,充电期间,按0.1C倍率充电,D电池的充电倍率到达0.11C,处于最大,最先到达充电限制电压,持续充电将进入过充电状况,对D电池形成进一步的损坏,其余电池充电倍则为0.1C~0.11C之间,充电倍率的分歧将加剧电池的差异和同等性扩大,而且呈加快趋向。如许的电池组,经反复充放电,最终将导致有用容量越来越小,有用放电光阴越来越短。大容量储能电池组另有一个严重成就,那便是热失控危险成就,对付本电池组,如果不能停止有用防控,D电池将可能成为电池组充放电过程温度最高的一块电池,极易发生热失控故障,轻则电池彻底报废,甚至引起电池组故障,重则可能会发生加倍严重的连带成就,不敢想象。如果电池组在运行期间能维持每一块电池都发生过充电和过放电,那么电池组的有用容量和放电光阴就能获得包管,不停处于自然衰减状况,由此可见,电池均衡对付电池组的正常平安运行是何等的至关重要。
      
      对付本例中的D电池,如果能将其放电电流主动降至50A如下,如47~48A,环的2~3A电流主动由其余容量大的电池供给,那么全体放电光阴就可以或许超过9h,与其余电池共同到达放电终点,而且不会发生过放电;同样,如果能将其充电电流主动降至50A如下,如47~48A,剩余的2~3A电流主动转移到其余容量大的电池,主动提高大容量电池的充电电流,与其余电池共同到达充电限制电压,就不会发生过放电。由此可见,均衡电流必需要到达5A以上方可满意请求,分外是在充放电末期,从均衡原理上,只要转移式电池均衡器才可能胜任。
      
      目前有用的电池均衡技术进展很不均衡,分外是在均衡电流和均衡效力上,尽管行┘苹已经采纳了同步整流技术,但最大均衡电流多局限在5A以内,连续均衡电流只要1~3A,满意不了必要。因为必需支撑双向均衡,电流转换效力通常也不高,较大均衡电流下的约发热成就仍比较特出,另有一个重要障碍便是设备本钱,因为多数采纳了同步整流芯片,本钱增长不少。
      
      3 高效电池均衡技术
      
      目前,一种大功率、高效力、实时、静态转移式电池均衡器技术已由大庆市交通运输局的周宝林同志历经多年研制胜利。它以国度专利技术(专利号201220153997.0和201520061849.X)为中央,又融入了自行创造的双向同步整流技术(已申请专利:一种具有双向同步整流功效的转移式实时电池均衡器,申请号:201710799424.2),这一种不必要同步整流芯片的双向同步整流技术,不只设备本钱大幅度低落,而且将均衡电流和均衡效力大幅度晋升。实现为了均衡技术目标上的打破,具有如下特色:
      
     、均衡电流规模大。均衡电流大就意味着均衡速率非常快,见附表。目前增强版锂电池均衡器已实现均衡电流与电压差的相干约为1A/13mV,例如电压差到达130mV时,均衡电流可以或许到达10A阁下,分外有利于高速均衡。
      
     、均衡效力高。均衡效力高意味着电能的损耗更少,利用率更高,设备的温升更低,见表1。
      
     、实本态均衡。电池组静止状况下,可以或许将组内最大电压差节制在10mV以内甚至更小(取决于基准电压差纳瓒),并进入微功耗待机检测状况,电池组不管是在充电状况,还是在放电状况,一旦检测到电压差大于基准电压差,立刻进入高速均衡状况,实本态均衡的最大么是有用均衡光阴长,均衡器的效力最高,其独特的脉冲技术对电池具有优越的养护和容量晋升效果,已经获得应用的检验。
      
      应用大电流、高效力电池均衡器能最大限度预防衰减电池的过充电、过放电和热失控故障。即使电池组的容量衰减压成同等性变差的实,也能非常好地低落其衰减速率,颠末过程主动强制电压坚持同等性,在一定程度上还能提高电池组的有用容量,延长电池组的只应用寿命,分外是显著削减维修和掩护本钱。
      
      实际应用效果:在24串单体2V170Ah客户返厂铅酸蓄电池组上的应用。采纳模范17A电流充放电,在无均衡器环境下,充斥电后的最大放电光阴约3h,3块电池放电期间发热严重,严重过放电,电压值低于0.5V,此中1块电池为-0.1V,出现了极性反转,21块电池电压在1.8~2.0V不等,尚有很多电量没有释放进去;应用本文的电池均衡器样机后,模范充放电参数下,几个充放电只后,放电光阴逐渐延长到5.5h阁下,提高效能达80%以上,3块最差的电池,放电结束后的电压全体在1.5V以上,而且放电电压逐渐上升,分外是当初发热严重的成就,获得极大改良,温度低落非常显著,只要4块电池的电压在1.9V阁下,其余电池均在1.8V阁下,电池电量获得充足、有用释放。图1为试验电池组。
      
      作者简介
      
      周宝林(1968-),男,高级工程师,工程硕士,长期从事电池掩护技术研究,拥有多项电池办理方面专利。
      
      编辑:Harris
      
     

  •  
  • 友情链接:大众健康网  中学历史学习网站  网站监测网  IT技术网  智利华人中文网  天河食品新闻网  长城机械网  cad教程网  中国太阳能光伏网  开磷百花人才网