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储能电池未来重点:梯次利用技术

导读: 随着新能源、分布式能源、微网等的快速发展,储能电池应用不断扩大,极大地影响着这些能源系统的稳定性、安全性。如此,如何有效地实现对电池更好的监测与管理,提高其产品性能,降低其生命周期内的维护成本,成为储能行业发展必须思考的重要问题。

  随着新能源、分布式能源、微网等的快速发展,储能电池应用不断扩大,极大地影响着这些能源系统的稳定性、安全性。如此,如何有效地实现对电池更好的监测与管理,提高其产品性能,降低其生命周期内的维护成本,成为储能行业发展必须思考的重要问题。“就电池管理技术而言,国外的水平并没有突出的比国内好。”杭州高特新能源技术有限公司(简称“高特新能源”)总经理徐剑虹指出,但都面临着进一步创新技术、实现电池梯次利用等共同问题。

  实现在线维护是重要方向

  “目前,电池检测和管理系统在电网中的应用对象主要分为传统变电站的操作电源和储能站两个部分。”徐剑虹介绍,目前传统变电站操作电源电池的运行是浮充模式,作为后备电源,一旦停电就需要提供变电站的操作电源,比如通讯、保护、照明等;储能电站的电池则是循环使用,用于削峰填谷和调频调幅,晚上利用低谷充电,白天在峰谷时放电。运行模式的区别也导致这两个领域的电池监测和管理技术有很大区别。

  首先,传统变电站的电池检测主要是测电压、内阻,以及核对性的容量放电。而储能站的电池测试,不仅需要监测电池电压、内阻,更重要的是通过充放电曲线计算电池的当前容量(SOC),还要对电池健康状态(SOH)做出评估,为了保证电池的一致性和电池寿命,还需要对电池进行均衡。“所谓均衡,简单的说就是对一组电池中单体容量有差异的电池进行调整,把容量高的放掉一点,把容量低的充进去一点,实现电池组的容量均衡,这样才能避免落后电池的短板效应。”他表示,目前高特新能源的主动均衡技术在行业内、甚至整个国际市场都是处于领先地位。同时,随着变电站实现数字化、无人值守,电池检测也开始走向网络化。“实现在线维护将是电池检测和管理的发展方向。”徐剑虹认为。

  未来重点攻克梯次利用技术

  按国家标准,新能源汽车续航里程应该大于150公里,现在车厂也是按照该标准设计的。当电池组实际容量衰减到70%时,也就是充足电只能行驶105公里的时候,客户就可能认为电池已经坏了,不敢继续使用。而根据国家标准,当电池容量衰减到80%的时候,就应该被更换掉。“实际上,80%剩余容量的电池还是可以使用的,比如用在储能电站。因为锂电池对循环次数的寿命曲线近乎线性,对储能来说,电动汽车容量衰减到70~80%的电池组只是比能量小了,但还是能够使用。这无疑是延长了电池组的生命周期,降低了其使用成本。”徐剑虹说,如此便是实现了电池的梯次利用。“这将是储能电池下一阶段需要重点探索的内容。”他表示。

  只是,有关电池的梯次利用一直存在一个问题。比如,将一组一百多节的电池拆下,经过重新测试,再一一配置到储能系统上去,这个过程所耗费的人工、时间成本非常大,极不划算,失去了电池组梯次利用的意义。“这是阻碍电池梯次利用最主要的原因。”对此,徐剑虹说,未来汽车电池组的组成一定是模块化的,这就好比是铅酸电池,12伏的铅酸电池里面有6个电池串,我们也可以把有100多节的电池包做成6或8个模块。这样的话,电池梯次利用的工作量就会大大减小。

  “与此同时,如何将BMS模块化,并与模块化的电池相结合,也是必须考虑的一个问题。”徐剑虹解释说,目前电池PACK的BMS是以部件的形式独立于电池安装的,以后的设计将会把BMS和电池模块集成在一起,构成具有电池信息的智能电池模组。这样的话,电动汽车退役下来的电池模组拆下来之后,内部的相关数据就变得可知了,不再需要对电池测试配组,也节省了重新组装的工作,只需根据电池模组的信息,直接往储能站上安装就可以。如此,从汽车电池PACK转变为储能电池组的梯次利用过程就变得非常容易,梯次利用的难点将得以真正解决。

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