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深圳科士达讲述退役锂电池的不一致性问题

2020-04-25 09:00:58      点击:

传统的储能电站,都是采用锂电池直接接入储能变流器(PCS)的直流端,经过PCS来进行蓄电池的充放电控制:

储能电站参考原理图在中大型项目中,由于PCS功率与蓄电池容量都比较大,就会造成数据巨大的锂电池并联在一起接入PCS,并且采用充放电控制策略也完全一致。这样对锂电池的一致性要求就非常的高。

如果使用全新的锂电池,因为出厂时经过了各方面的检测,同一厂家的产品在一致性方面是比较有保障的。所以在此类项目中不会造成很大的影响,但是因为生产环节造成的不一致性的存在,厂家对于可并联的锂电池容量也是会有推荐上限值,就是为了避免不一致性导致的各种问题。

但是退役电池的不一致性就要更加严重,也不仅仅是不同厂家和批次的因素,还有包括荷电状态(SOC)、电池内阻、电池容量、开路电压及工作电压、放电平台时间、倍率性能、自放电率、充放电效率以及循环寿命等影响因素。

以蓄电池SOC在二次使用中带来的问题为例。假如退役锂电池正常可以二次利用的容量是30%到80%,那么在充放电过程中,就会存在因SOC的不同,个别的锂电池无法完全的充电或者放电,这样无法充分的发挥退役电池的剩余价值。如果这时候还是采用传统的电池管理系统,就会在充电或者放电时过早的因这块“短板”而被迫推出运行。

同时还有电池内阻、电池容量、开路电压及工作电压等因素,也会引起过充过放、电池环流、发热起火等不利的影响,有的可能会导致安全的问题。并且因为不同厂家而不一致的BMS系统方案,也是梯次利用的不利因素。

针对上述的退役电池的多种不一致性因素,为了更好的梯次利用退役电池,深圳科士达推出了针对性的产品以及解决方案,即为通过DC-DC变换器来实现的直流母线方案:锂电池通过多个DC-DC变换器并入到直流母线,PCS的直流端也并入到直流母线,PCS的交流端就并入交流电网(本案例为并网方案,其他案例方案亦可以实现,本文不做介绍)。

由于是通过多个DC-DC变换器分别接入母线的锂电池,所以DC-DC变换器可以根据不同的退役电池采用不同的充放电控制策略,对接不同的BMS系统,可以很好的规避退役电池的不一致性。通过直流母线来使退役电池的差异化控制与PCS的整流/逆变控制很好的解耦,使整个系统最优的稳定运行。

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