鋰電池應用場(chǎng)景可分為消費、動(dòng)力和儲能三種。早應用是在手機、筆記本電腦、數碼相機等消費類(lèi)產(chǎn)品,目前約占全球各類(lèi)鋰電池出貨量一半。隨著(zhù)全球對新能源汽車(chē)需求量的增加,動(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用場(chǎng)景。根據標準,動(dòng)力電池的容量低于80%就不能再應用在新能源汽車(chē),而普通儲能電池的要求沒(méi)這么高,動(dòng)力電池退役后稍加改造,還可用在儲能系統中。儲能作為新興應用場(chǎng)景也逐漸受到重視,儲能是解決新能源風(fēng)電、光伏間歇波動(dòng)性,實(shí)現“削峰平谷”功能的重要手段之一。
目前主流儲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,相對來(lái)說(shuō),三元鋰又比磷酸鐵鋰更高一些。
在儲能系統中,鋰電池和鉛炭電池、鉛酸電池都是儲存電能,沒(méi)有本質(zhì)的區別,電池容量,充放電電流的設計選型一樣。和鉛酸電池對比,鋰電池儲能是新生事電池物,目前沒(méi)有標準產(chǎn)品,不像鉛酸電池那樣有很多種規格型號,一般廠(chǎng)家是按電量來(lái)定規格的。鋰電池和鉛酸電池最大的區別是鋰電池必須配備電池管理系統。
BMS電池管理系統
鋰電池具有重量輕、儲能容量大、功率大、無(wú)污染、壽命長(cháng)等優(yōu)點(diǎn),但鋰電池對過(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加入控制。鉛酸蓄電池擁有眾多的優(yōu)點(diǎn),如大電流特性好、自放電小、性能穩定、安全干凈,目前鉛酸蓄電池的日常維護,主要是通過(guò)人工完成,主要對蓄電池的連接狀況,端電壓等進(jìn)行故障排查,不需要BMS電池管理系統。
電池管理系統(BatteryManagementSystem,BMS)是由微電腦技術(shù),檢測技術(shù)等構成的裝置,是對電池組和電池單元運行狀態(tài)進(jìn)行動(dòng)態(tài)監控,精確測量電池的剩余電量,同時(shí)對電池進(jìn)行充放電保護,并使電池工作在佳狀態(tài),達到延長(cháng)其使用壽命,降低運行成本的目的,進(jìn)一步提高電池組的可靠性。電動(dòng)汽車(chē)電池管理系統要實(shí)現以下幾個(gè)功能:
1---準確估測動(dòng)力電池組的荷電狀態(tài)(StateofCharge,即SOC)
即電池剩余電量,保證SOC維持在合理的范圍內,防止由于過(guò)充電或過(guò)放電對電池的損傷,從而隨時(shí)預報混合動(dòng)力汽車(chē)儲能電池還剩余多少能量或者儲能電池的荷電狀態(tài)。
2---動(dòng)態(tài)監測動(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(chē)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)的一項電池能量管理系統的關(guān)鍵技術(shù)。
鋰電池的選型與設計
儲能系統包括雙向變流器和電池系統,如一套21kW/42kWh的儲能,表示雙向變流器的功率是21kW,電池系統儲存的電量是42kWh。鋰電池系統包括電芯和BMS電池管理系統,由廠(chǎng)家統一提供。設計時(shí)要注意以下幾個(gè)要點(diǎn):
1、儲能鋰電池有BMS系統,需要和逆變器或者雙向儲能變流器PCS通信,要選擇具有鋰電池功能并有相應的通信接口功能的設備。
2、儲能鋰電池和鉛酸蓄電池相比,充放電電流不一樣,設計時(shí)要特別注意。
3、鋰電池目前沒(méi)有統一的規格型號,每個(gè)廠(chǎng)家的規格不一樣,BMS通信協(xié)議也不一樣。要根據項目的具體要求去定制。