家用儲能系統(tǒng)HES通常由電池組,電池管理系統(tǒng)(BMS),儲能變流器(PCS)和能量管理系統(tǒng)(EMS)構(gòu)成,其中儲能電池和變流器是價(jià)值量較高的關(guān)鍵環(huán)節(jié),節(jié)省電費(fèi)是家庭用戶配置儲能的重要?jiǎng)恿?。太陽能光伏在白天發(fā)電,但家庭用戶的用電高峰在夜間,發(fā)電和用電時(shí)間不匹配,配置儲能可以幫助用戶將白天多發(fā)的電儲存起來,供夜間使用;另一方面,用戶在一天中不同時(shí)間用電電價(jià)不同、存在峰谷價(jià)的情況下,儲能系統(tǒng)可以在低谷時(shí)段通過電網(wǎng)或自用光伏電池板充電,高峰時(shí)段放電供負(fù)載使用,從而避免在高峰時(shí)段從電網(wǎng)用電,有效節(jié)省電費(fèi)。如果是對基本功能的要求較高,且成本預(yù)算較為有限,BMS硬件保護(hù)板是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。家庭儲能BMS電池管理系統(tǒng)云平臺開發(fā)
EMS(能量管理系統(tǒng),EnergyManagementSystem)是整個(gè)系統(tǒng)中重要的部件,EMS承接BMS反饋的相關(guān)電池信息,進(jìn)行及時(shí)的分析和判斷,將分析的控制信息反饋至BMS,對系統(tǒng)的策略進(jìn)行控制,EMS的控制策略對電池系統(tǒng)的衰減速率和循環(huán)壽命起到重要的作用,系統(tǒng)的循環(huán)壽命越長,所帶來的經(jīng)濟(jì)收益自然也就越大,同時(shí)會(huì)BMS反饋回來的電池異常信息及時(shí)判斷和控制,及時(shí)切斷和控制異常電池,保護(hù)整個(gè)儲能系統(tǒng),對整個(gè)儲能系統(tǒng)的安全性起到關(guān)鍵作用。PCS(儲能變流器,PowerControlSystem)又稱雙向儲能逆變器,可控制蓄電池的充電和放電過程,進(jìn)行交直流的變換,在無電網(wǎng)情況下可以直接為交流負(fù)荷供電。PCS由DC/AC雙向變流器、控制單元等構(gòu)成。PCS控制器通過通訊接收后臺控制指令,根據(jù)功率指令的符號及大小控制變流器對電池進(jìn)行充電或放電,實(shí)現(xiàn)對電網(wǎng)有功功率及無功功率的調(diào)節(jié)。PCS控制器通過CAN接口與BMS通訊,獲取電池組狀態(tài)信息,可實(shí)現(xiàn)對電池的保護(hù)性充放電,確保電池運(yùn)行安全。家庭儲能BMS電池管理系統(tǒng)云平臺開發(fā)BMS系統(tǒng)保護(hù)板在預(yù)防過充、過放、短路等問題方面發(fā)揮著重要作用,有效降低電池?fù)p壞甚至起火的風(fēng)險(xiǎn)。
造成鋰電池活性物質(zhì)不可逆消耗的主要因素有:1)正極材料的溶解:正極材料的溶解造成正極活性物質(zhì)減少,溶解的正極材料游離到負(fù)極時(shí)會(huì)造成負(fù)極界面膜的不穩(wěn)定,被破壞的界面膜再形成時(shí)會(huì)消耗鋰離子,造成鋰離子的減少。2)正極材料的相變化:鋰離子在電極間正常脫嵌時(shí),總會(huì)伴隨著宿主結(jié)構(gòu)摩爾體積的變化,結(jié)構(gòu)不可逆轉(zhuǎn)變,影響顆粒與電極間的電化學(xué)接觸,造成容量衰減。3)電解液的分解:在鋰離子電池充電過程中,電解液對含碳電極具有不穩(wěn)定性,會(huì)發(fā)生還原反應(yīng)。電解液還原消耗了電解質(zhì)及其溶劑,對電池容量及循環(huán)壽命產(chǎn)生不良影響。4)過充電:電池在過充電時(shí),不僅會(huì)造成負(fù)極形成鋰沉淀、電解液氧化和正極氧的損失,消耗活性物質(zhì)導(dǎo)致容量不可逆損失,還會(huì)有安全隱患。5)界面膜的形成:界面膜(SEI膜)的形成會(huì)消耗鋰離子,一般發(fā)生在起初的幾次充放電時(shí)。6)集流體的腐燭:鋰離子電池中的集流體材料常用鋁和銅,兩者的腐蝕會(huì)在表面形成膜,電池內(nèi)阻增大,放電效率下降,從而造成電池壽命衰減。
電池管理系統(tǒng)大的方向講,在電動(dòng)汽車和混合動(dòng)力汽車中必不可少,必須對電池進(jìn)行檢測,才能保證電池正常充放電,防止過充和過放,延長使用壽命,保證續(xù)航里程。鋰電池能量密度高,電池內(nèi)部化學(xué)物質(zhì)活性強(qiáng)。當(dāng)電芯出現(xiàn)過充、過放等非正常使用時(shí),極有可能出現(xiàn)電池?fù)p壞,極端情況下,還會(huì)導(dǎo)致起火。因此,鋰電池需要有一套監(jiān)控系統(tǒng),隨時(shí)監(jiān)控鋰電池的電壓,電流等參數(shù),一旦超過事先設(shè)定的閾值,則直接關(guān)斷電池主回路。因此,電池管理系統(tǒng)BMS是電動(dòng)車的關(guān)鍵要素。BMS鋰電池保護(hù)板是電池管理系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分。
BMS管理哪些東西?與BMS相關(guān)的幾大塊,電壓、電流、溫度、均衡,信息等,BMS保護(hù)板通過采集電壓、電流、溫度等信息,評估BMS當(dāng)前狀態(tài)。BMS首先對電池包進(jìn)行信息采集,包括電壓,電流,溫度三個(gè)維度的信息提取。其次,BMS對電池包的SOX算法進(jìn)行估算。然后BMS會(huì)對電池包進(jìn)行安全診斷,包括過流,過壓,欠壓,高溫,低溫,斷路的保護(hù)。再次是對電池包的能量進(jìn)行管理,一般分為被動(dòng)均衡管理和主動(dòng)均衡管理兩種類型。還會(huì)對電池包進(jìn)行信息的管理,包含數(shù)據(jù)的整車交互以及日志的存儲。BMS還可以根據(jù)采集到電池的相關(guān)信息。電摩BMS軟件開發(fā)
通過平衡管理,BMS系統(tǒng)保護(hù)板能夠確保電池組內(nèi)各節(jié)電池的壓差較小,從而提高整個(gè)電池組的充放電性能。家庭儲能BMS電池管理系統(tǒng)云平臺開發(fā)
影響單體鋰離子電池SOH的副反應(yīng)。對于理想的鋰離子電池,在充放電過程中只考慮鋰離子在正負(fù)極之間的嵌入和脫出,可以認(rèn)為不存在鋰離子的不可逆消耗,容量沒有衰減。但實(shí)際上,鋰離子電池在循環(huán)使用過程中,每時(shí)每刻都有副反應(yīng)存在,伴隨著活性物質(zhì)不可逆消耗等,并逐漸累積,影響電池的SOH。通常造成活性物質(zhì)不可逆消耗的主要因素有:正極材料的溶解;正極材料的相變化;電解液的分解;過度充電;界面膜的形成;集流體的腐燭。影響動(dòng)力電池組SOH的因素當(dāng)單體動(dòng)力電池壽命一定時(shí),動(dòng)力電池的連接方式、電池組內(nèi)單體電池的數(shù)量及其不一致程度都是影響動(dòng)力電池組壽命的因素。電池組在實(shí)際使用過程中,優(yōu)先采用先并后串的成組方式,不僅可以提高電池組的性能可靠性,還能保證電池組的使用壽命。家庭儲能BMS電池管理系統(tǒng)云平臺開發(fā)