电池外电路
①连接方式
在规模储能系统中,电池将以串并联的方式组合在一起,因此在电池和模块之间会有许多连接电路和控制元件。由于每个结构件或元器件的性能和老化速度不同,以及每个连接点消耗的能量不一致,不同器件对电池的影响不一样,造成电池组系统的不一致。并联电路中电池衰减速度的不一致会加速系统的恶化。
连接片阻抗也会对电池组的不一致性产生影响,连接片阻值不尽相同,极柱到各单体电池支路的阻值不同,远离极柱的电池因连接片较长而阻值较大,电流则较小,连接片会使得与极柱相连的单体电池最先达到截止电压,造成能量利用率降低,影响电池性能,而且该单体电池提前老化会导致与其相连的电池过充,造成安全隐患。
随着电池循环次数增多,将造成欧姆内阻增加,容量衰减,欧姆内阻与连接片阻值的比率将发生变化。为保证系统安全性,必须考虑连接片阻值的影响。
②BMS输入电路
电池管理系统(BMS)是电池组正常运行的保障,但BMS输入电路会对电池的一致性产生不利影响。电池电压的监测方法有精密电阻分压、集成芯片采样等,这些方法由于电阻与电路板通路的存在,无法避免采样线外载漏电流,电池管理系统电压采样输入阻抗将增加电池荷电状态(SOC)的不一致性,影响电池组的性能。
(5)SOC估算误差
SOC不一致产生的原因有单体电池初始标称容量不一致和工作中单体电池标称容量衰减速度不一致。对于并联电路,单体电池的内阻差异会造成电流分配不均,进而导致SOC的不一致。SOC算法包括安时积分法、开路电压法、卡尔曼滤波法、神经网络法、模糊逻辑法、放电测试法等。安时积分法在起始荷电状态SOC0比较准确时有较好的精度,但是库仑效率受电池荷电状态、温度和电流等状态的影响较大,难以准确测量,因此安时积分法很难达到荷电状态估计的精度要求。开路电压法在较长时间静置之后，电池的开路电压与SOC存在确定的函数关系，通过测量端电压来获得SOC的估计值。开路电压法具有估算精度高的优点，但是静置时间长的缺点也限制了其使用范围。