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)來說,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)。
鋰電池具有重量輕、儲(chǔ)能容量大、功率大、無污染、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn),但鋰電池對(duì)過電流、過電壓很敏感,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),防止由于過充電或過放電對(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)。
保障電池的安全,在電池充放電過程中,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)生過充電或過放電現(xiàn)象。
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發(fā)的一項(xiàng)電池能量管理系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。
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):