锂电池储能应用的优势和主要技术

来源:钜大LARGE    2017-02-27    点击量: 215
储能技术的的种类和优势
目前已有的储能技术包括抽水、飞轮等物理储能,超级电容等电磁储能以及电化学原理的蓄电池储能。考虑到放电时间、成本等因素,蓄电池成为光伏电站储能的首选[1]。目前已有的
蓄电池包括铅酸电池、锂电池与全钒液流电池。铅酸电池已有100 多年的历史,以其价格低廉、性能稳定得到广泛应用。但铅酸电池循环寿命很低,一般为300-600 次;而且在电池制造、使用和回收过程中铅对环境的污染已不能为现代社会所接受。全钒液流电池是一种新型储能电池,其功率取决于电池单体面积、电堆层数和串并联数,而容量取决于电解液容积,适于大容量储能,而且几乎无自放电,循环寿命长。全钒液流电池成本非常昂贵,其转换效率和稳定性还有待提高,而且全钒液流电池需要泵进行流体控制,增加了成本[2]。锂电池单体电压高,工作温度范围宽,比能量与效率高,自放电率低,通过采用保护与均衡电路可提高安全性和寿命。因此综合各种电池的优劣,锂电池由于产业链相对成熟,安全可靠以及环境友好,成为储能电站的首选。
 
锂电储能关键技术
锂电管理系统(BMS)是锂电工作所必须的。首先锂电池由于严禁过充过放电,所以必须配备保护设备以确保所有电芯的安全。另一方面由于单体锂电池的标称电压只有3.2-3.7V,为
了适用于多种负载就必须进行串并联组合;由于各单体电池之间存在差异性,导致电池组的性能呈下滑趋势,如使用寿命比单体使用时明显减少等。所以完善的BMS 系统不仅包括保护技术,还应针对具体应用制定合理的均衡方案,使得各锂电单体的差异在合理范围内波动,保证电池组安全高效的工作[3]。荷电状态(SOC)可以准确的表征电池剩余电量,合理的SOC 估计是预测电池工作时间,避免过冲过放的前提,是BMS 必备的功能;由于电池模型的复杂性,SOC 估计是十分复杂的,常用的方法有其合理性,但是也都存在很大缺陷。温度也是影响锂电工作效能的重要因素,温度对电池的放电容量、内阻、开路电压都有很大的影响;尤其低温时放电容量甚至可以跌至常温时的一半左右。因此完善的BMS 系统还应具备智能温控功能以拓展应用环境[5]。除此之外一个完整的BMS 系统还应包括参数显示、数据通信、故障报警等附属功能
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