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主动均衡介绍

电池的离散性将影响电池组可用容量和电池组使用寿命,电池管理系统的均衡能力非常重要,也是目前电池管理系统中的难点。高特提出的双向主动均衡技术迄今为止是所有均衡技术中效率最高,综合成本最低的一种方案,已申请多项相关专利,申请国家科研奖项。

双向主动均衡技术-智能控制策略

高特电子双向主动均衡控制策略是基于多种电池信息(电压、容量、SOC 等)的均衡策略,该均衡策略在电池组运行过程中,可以实时的对电池各种特征数据进行分析,结合电池组各单体电池一定时间段内的电压等数据,挑选出电池组中需要进行均衡充电及均衡放电的单体电池,利用充放电能量守恒原则,判断进行均衡充电及均衡放电的单体电池配比,最大化的提高均衡效率。

主动均衡策略根据电池在充电、放电、静止或充放电中段平台区,均按电池的不同特征自动执行以SOC、电压不同权重的策略,以提高主动均衡效果,从根本上改善单体电池容量的离散性和延长电池组的充放电时间。
 

双向主动均衡技术——经济效益分析

通过簇内双向无损主动均衡、簇间主动均衡的实现,BMS在改善电池性能一致性的同时,可大幅提升电池储能系统的充放电深度和循环寿命,从而可保证储能系统较好的经济收益,根据部分主动均衡和被动均衡储能系统每年电池衰减率指标分析,主动均衡具有较好的延缓电池堆衰减率的作用,一般以每年延缓1%的衰减率计算,在10年生命周期内,延缓收益带来的收益为(以1MWh储能系统为例):(1+2+3+4+5+6+7+8+9) /100 * 1000KWh * 350天 (/年) = 164250kwh,
同时主动均衡由于每年延缓1%左右的衰减,本来10年后需退役的电池堆,仍可延长1年以上的使用寿命,而延长一年的储能收益基本可以考虑是主动均衡的收益,为:=350天(年平均运行天数)*1000*80%(衰减到80%)=280000kwh;以上两项收益总和:444250kwh;
以平均每kwh收益0.8元计算,收益为:=41.14万元;
而1MWh BMS的主动均衡投资成本较被动均衡的投资成本增加0.03元/kWh,1MWh,增加成本为:0.03*1000000=3万元;
投资收益比:41.14/3
                

电池状态SOX诊断技术

电池状态SOX(SOC/SOE/SOP/SOH)是电池能源系统运行和决策的重要依据之一,也是BMS技术的难点。国内厂家通常算法是基于安时积分和OCV修正算法、或卡尔曼滤波算法,缺点是不能适应电池衰减的参数变化。很多电池厂更是以电池全寿命周期的测试数据闭环比对计算,缺点是测试成本高、任何电池参数变化就需要重新测试。

电池状态SOX诊断技术-优异的鲁棒性

高特的电池状态计算技术采用了一种全新的算法,具有自学习和神经网络模型特点,能自适应各类电池,实时学习电池参数,具有很好的收敛性和鲁棒性。高特还创新性的提出SOS的定义,把电池的安全状态作为电池的一个评价参数,可大幅提高电池系统的安全性。

左图是对一个系统中的三节电池进行验证的效果图,图中真实值为黄色曲线,红、绿、蓝为三节电池曲线。在第一次充电SOC=40%时,对系统结果人为修改,对蓝、绿电池添加了正15%和负15%的偏差,可以看到误差曲线马上跳到了17%,尔后迅速被拉回。再次在SOC=90%的点插入误差,正10%、负10%、负20%,也可以看到误差被迅速拉低,系统表现出误差干扰非常好的鲁棒性。

电池安全状态SOS诊断技术

迄今为止,电池的安全评估一直没有被解决。高特在2018年创新性的提出了安全评估参数SOS(state of safety),并进行了开创性的研究工作。

SOS(State of Safety)是电池安全参数的综合评估值。通过对每个单体电芯的电压、温度监测,结合SOC、SOH、R 、ΔR、T、ΔT 给出SOS的评估。

SOS = F[ SOC, SOH, ΔR, ΔT ]

通过建立电池失效及热失控的判断模型,及时给出电池安全评估参数,使控制系统采取必要的安全保护动作达到系统的安全性。
 

常见问题

Q&A

主动均衡有几种方式?
随着运行使用,电池组的离散性一定会逐步变大,导致电池组的容量一定小于单体电池容量,通过主动均衡明显能提升落后单体的容量而提升电池组容量,提升充放电深度,延长电池组循环使用寿命
切换开关选择继电器有风险吗?
随着运行使用,电池组的离散性一定会逐步变大,导致电池组的容量一定小于单体电池容量,通过主动均衡明显能提升落后单体的容量而提升电池组容量,提升充放电深度,延长电池组循环使用寿命
均衡策略是否只有电压
随着运行使用,电池组的离散性一定会逐步变大,导致电池组的容量一定小于单体电池容量,通过主动均衡明显能提升落后单体的容量而提升电池组容量,提升充放电深度,延长电池组循环使用寿命
主动均衡对好的电池有效果吗?-copy-1636427250
随着运行使用,电池组的离散性一定会逐步变大,导致电池组的容量一定小于单体电池容量,通过主动均衡明显能提升落后单体的容量而提升电池组容量,提升充放电深度,延长电池组循环使用寿命
主动均衡的效果如何评价?主动均衡的效果取决于电流还是均衡策略?
随着运行使用,电池组的离散性一定会逐步变大,导致电池组的容量一定小于单体电池容量,通过主动均衡明显能提升落后单体的容量而提升电池组容量,提升充放电深度,延长电池组循环使用寿命

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