高压储能

电池供电应用在过去十年中越来越流行，逐步成为人们日常生活中不可或缺的部分。但电池供电应用需要一定程度的保护才能确保安全的使用。这种安全性是由电池管理系统 (BMS) 提供的。BMS 能够监控电池和可能的故障情况，防止因电池或其周围环境而导致任何危险情况，并确保精确估算电池的剩余容量或退化程度。 中低压电池的BMS结构通常由三个IC组成，如下所述： 电池监控器和保护器：也称为模拟前端 (AFE)，负责测量电池的电压、电流和温度，为电池提供第一级保护。 微控制器单元 (MCU)：MCU 处理来自电池监控器和保护器的数据，通常完成第二级保护，包括监控阈值。 电量计 (FG)：电量计是一个单独的 IC，它可以提供充电状态 (SOC)、健康状况(SOH) 和剩余运行时间估算，以及其他用户关心的电池参数。 ...

从可以捧在手心的户外电源，到中小型家庭储能，再到巨无霸电站储能，我们可以看到随着锂电池技术日趋成熟，以其为能量储存媒介的各类储能产品正在快速发展。从百wh到GWh，平地起飞，全程狂飙！ 本期我们来看一看高压储能应用典型的BMS结构，以及MPS方案有何特点。关于低压储能的内容，我们会在下一期讲解。 高压储能系统都有着类似的系统结构，这里就以容量更大的大储和工商业储能为例来讨论高压储能的系统结构。 浅绿色的单元为单个电池包，内部通常包含24-52电池串联。多个电池包串联堆叠形成电池簇，从而达到系统需要的电压等级。多个电池簇进行并联用于容量扩展。除了电池包之外，系统通常还包含消防系统，风冷或则液冷散热系统，充放电逆变器系统等。 对于单个电池包，其内部电芯依次排列，电芯之间通过铜排进行连接。由BMU（电池管理单元）进行电芯的电压，温度等数据采集，并完成数据和...

锂电池的稳定性和安全性需要被谨慎对待。锂离子电池电芯（Cell, 或称电池单元）如果不能在受限充电状态 (SOC) 范围内运行，其容量可能会降低。超出其 SOC 限制，电池就可能会损坏，导致不稳定和不安全的行为。为了确保锂离子电池电芯的安全性、寿命和容量，必须谨慎设置其 SOC限制。 为了最大限度地提高每个电芯的可用容量和使用寿命，必须在所有电芯在 SOC 范围内运行的同时，尽量减少电芯的退化。实际上，只需将电芯保持在受限的 SOC 范围内，不干预，即可避免电芯的退化，但其可用容量还是会随着 SOC 的不匹配而逐渐减少。这是因为，当一个电芯达到 SOC 上限或下限时，充电或放电就必须停止，即使其他电芯还有剩余容量（见图 1）。 如今的大多数电池管理系统 (BMS) 都包含被动平衡功能，它可以周期性地将所有串联电芯的SOC调整至一个相同的值。被动平衡的做法是，根据需要在每个电...

电池管理包括监控、保护和控制电池等关键任务。对多个电池串联或并联的可充电电池组而言，电池管理尤为重要。电池管理系统 (BMS) 由电池监控器、微控制器 (MCU) 和电量计组成，它可以保护系统和电池，延长系统使用寿命，从而确保系统安全、可靠并以最佳状态运行（见图1）。 本文将简要介绍电池单元的一些关键物理特性和电气特性，这些特性将影响电池的性能、行为、限制以及应用。具体而言，本文重点关注的重要参数包括：电池化学成分、电压、电流、容量、能量密度和功率密度（见图 2）。这些参数形成了电池管理系统（BMS）的规格参数，设计人员在设计解决方案时必须遵循。 考虑电池的化学成分对BMS的设计非常重要。因为每种电池都有其独特的特性，这些特性会影响 BMS 监控和保护电池组的方式。不同应用对尺寸、功率、安全性、可靠性、使用寿命和成本有不同的要求，不同的化学成分将适用于不同的...