生产制造和使用过程的差异性,造成了电池单体天然就存在着不一致性。不一致性主要表现在单体容量、内阻、自放电率、充放电效率等方面。单体的不一致,传导至电池包,必然的带来了电池包容量的损失,进而造成寿命的下降。有研究表明,单体电芯20%的容量差异,会带来电池包40%的容量损失。电池单体的不一致,还会随着时间的推移,在温度以及振动条件等随机因素的影响下进一步恶化,使得参数向着离散化方向发展。如同这个世界永远向着熵增的方向前进一样,趋势无法逆转,但可以干预,降低它的恶化速率。方法之一就是通过电池管理系统对电芯实施均衡。
均衡面对的第一个问题,是什么条件下起动系统均衡功能。常见的是两条路劲,一条是以单体端电压为监督目标,当单体压差进入一定范围,均衡开始发挥作用;另一条路劲是以SOC为目标,认为SOC才是真正反映电芯需求的参数,当单体SOC与平均SOC的差值达到一定值,均衡过程被触发。
安徽博威康经过多年的开发研究和技术攻关,开发出一种高效,性价比好,嵌入式架构的电池均衡管理系统,在很大程度上提高了电池的使用寿命,降低了电池综合成本。为广大电动汽车厂商,储能运营厂商,电池生产商节约了成本,提高了电池的安全寿命。
被动式均衡
被动均衡,运用电阻器,将高电压或者高荷电量电芯的能量消耗掉,以达到减小不同电芯之间差距的目的,是一种能量的消耗。
主动式均衡
主动均衡,运用储能器件等,将荷载较多能量的电芯部分能量转移到能量较少的电芯上去,是能量的转移
电池储能系统BMS重点要做好两个方面,一是电池的数据分析和计算,二是电池的均衡。储能电站提供的电池管理系统具备双向主动无损均衡功能,均衡电流最大5A,均衡效率达到80%以上,同时能有效地筛选出性能异常的单体电池进行报警以便更换,能快速高效的改善电池组的一致性,提高电池组的使用效率及使用寿命,确保整个储能系统的正常运行。
单体电池均衡单元:
单体电池由于生产工艺等原因导致各电池容量与性能的差异,在对电池组进行充放电的过程中,必然会扩大这种差异,充电时,容量小性能差的电池会出现过充现象;放电时,容量小性能差的电池又会有过放现象;电池组容量利用率会越来越低,长此以往,这种恶性循环过程将加速电池的损坏。因此,动力及储能电池组需要采用均衡电路以延长电池组寿命是国内外学者和业界的共识。
电池均衡系统步骤:
电池信息采集→均衡规则运算→均衡状态输出→均衡实现。
1、电池信息采集:
快速精准地采集电池信息是进行有效均衡的基础,储能电池管理模块采用了高速、高精度、高有效率24位AD转换器,及高精度(±0.05%)低温漂(±2PPM)的精密基准,确保在任何容许的工作环境下实现电池信息测量的高度一致性和精准性。
2、均衡规则运算:
均衡规则是挑出哪些电池需要被均衡,怎么样均衡,优越的均衡规则的运算是有效均衡的保证。储能电池管理模块的均衡规则中综合了电池组状态、电池电压、电池SOC、温度、电池厂家、循环次数等相关因素,使得运算结果更加符合实际需求,并能实现放电、充电及动态均衡。
3、均衡实现:
均衡实现单元根据均衡规则输出的均衡状态对相应的电池实施均衡。储能电池管理模块的均衡实现采用无损充电方式,并且其充电电流可根据均衡规则的要求进行调节,最大电流2A;同时支持最大2A可调电流的均衡方式。电池监测模块采用点对点均衡。 使用储能电池管理模块均衡管理系统后,充放电过程中各单体电池的一致性大大提高,锂电池组得到了有效均衡。
磷酸铁锂电池均衡板
应用场景
电池均衡管理系统应用领域非常广,各种新能源汽车、电动车、、各种储能系统,UPS、电池PARK等等领域
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