BE蓄电池BE12-12 BE产品系列说明

　先并后串的缺点:单元电池连接线和汇流排的选择非常重要,否则会造成电池充放电的差异,个别电池漏电流(或故障)会影响一个并联单元,对容量的影响比较大,直接影响续航时间(里程);优点:易于管理,如果增加电池均衡器只需要一组(套)即可。

　　

　　先串后并的优点:连接方便,检修方便,能够快速检测和处理故障电池,易于维护,每一串中的单元电池容量均可以不同,电池利用率高,容量(功率)可以任意扩充,增加后备时间,提高可靠性,特别适合数据中心;缺点:如果增加电池均衡器需要多组(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;二是外观发生形变,如外壳膨胀的电池;三是发生漏液的电池。

　　

　　2 梯次电池均衡

　　

　　梯次电池的筛选即使非常严格,也难以保证电池的一致性,即使一致性极佳的电池装配在一起,几十个充放电循环后仍然会发生不同程度的差异,并且这种差异会随着使用时间的延长逐渐加重,一致性会越来越差,明显表现为电池间的电压差逐渐拉大,有效充放电时间越来越短。大量检测数据发现,一致性变差的电池组具有如下特点:

　　

　　①单元电池的电压呈现明显高低错落、不规则分布;

　　

　　②单元电池的剩余容量大小呈现不规则离散型分布;

　　

　　③单元电池的内阻大小同样呈现不规则离散型分布。

　　

　　通过对检测数据的进一步统计发现,造成电池失衡的最大杀手,一是电池的温度差异,电池组的安装通常都比较密集,每个部位的电池温度都不相同,影响电池的一致性发挥,加速电池间差异;二是剧烈充放电,加速电池间差异的扩大;

　　

　　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,其他电池间的差异在5至10Ah不等,则系统的最大有效放电容量为450Ah(暂定其编号为D电池,下同),假设放电电流50A,则理论最大放电时间约为9h。超过这一时间,D电池将达到放电截止电压,进入过放电状态,如果继续放电,将严重伤害D电池,其最大有效容量将急剧减少,从而进一步降低电池组的最大有效容量。这里面还涉及到一个放电倍率的问题,最大容量电池的放电倍率是0.1C,D电池的放电倍率0.11C,其他电池的放电倍率则处于0.1C～0.11C之间,放电倍率的不同,使每块电池的衰减程度就不同,这将导致电池的差异和一致性逐渐扩大,并且呈加速趋势。同样,充电期间,按0.1C倍率充电,D电池的充电倍率达到0.11C,处于最大,最先达到充电限制电压,继续充电将进入过充电状态,对D电池造成进一步的损坏,其他电池充电倍率则为0.1C～0.11C之间,充电倍率的不同将加剧电池的差异和一致性扩大,并且呈加速趋势。这样的电池组,经反复充放电,最终将导致有效容量越来越小,有效放电时间越来越短。大容量储能电池组还有一个严重问题,那就是热失控风险问题,对于本电池组,如果不能进行有效防控,D电池将可能成为电池组充放电过程中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,重则可能会发生更加严重的连带问题,不敢想象。如果电池组在运行期间能维持每一块电池都不发生过充电和过放电,那么电池组的有效容量和放电时间就能得到保证,始终处于自然衰减状态,由此可见,电池均衡对于电池组的正常安全运行是多么的至关重要。

　　

　　对于本例中的D电池，如果能将其放电电流自动降至50A以下，如47～48A，不足的2～3A电流自动由其他容量大的电池提供，那么总体放电时间就可以超过9h，与其他电池共同到达放电终点，并且不会发生过放电；同样，如果能将其充电电流自动降至50A以下，如47～48A，剩余的2～3A电流自动转移到其他容量大的电池，自动提高大容量电池的充电电流，与其他电池共同到达充电限制电压，就不会发生过放电。由此可见，均衡电流必须要达到5A以上方可满足要求，特别是在充放电末期，从均衡原理上，只有转移式电池均衡器才可能胜任。

　　

　　目前有效的电池均衡技术进展很不平衡,特别是在均衡电流和均衡效率上,尽管有些方案已经采用了同步整流技术,但最大均衡电流多局限在5A以内,连续均衡电流只有1～3A,满足不了需要。由于必须支持双向均衡,电流转换效率通常也不高,较大均衡电流下的自身发热问题仍比较突出,还有一个重要障碍就是设备成本,由于多数采用了同步整流芯片,成本增加不少。

　　

　　3 高效电池均衡技术

　　

　　目前,一种大功率、高效率、实时、动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成功。它以国家专利技术(专利号20和20X)为核心,又融入了自行发明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能的转移式实时电池均衡器,申请号:20),这是一种不需要同步整流芯片的双向同步整流技术,不仅设备成本大幅度降低,而且将均衡电流和均衡效率大幅度提升。实现了均衡技术指标上的突破,具有以下特点:

　　

　　①均衡电流范围大。均衡电流大就意味着均衡速度非常快,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关系约为1A/13mV,例如电压差达到130mV时,均衡电流可以达到10A左右,特别有利于高速均衡。