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安全是电池储能系统的首要问题
时间: 2020-06-30   点击量:91 次

关于电池储能最主要的问题,一是安全;二是寿命、然后是高效。

 

储能系统,目前首先要考虑的是安全问题,然后才是效率,坚持效率、还有寿命,还有电池衰退之后能量利用率的问题,可能这个问题在很多时候没有一个量化的指标,但是对储能来说应该是非常重要。

 

从电力系统、电动汽车一直到轨道交通,我们今天讲的是关于电力系统应用中,我们正在做的一些事情。

 

目前大家都在用的储能系统,节点控制器和智能配电箱的使用,提升系统整体经济性、稳定性,增强系统集成商的核心价值,可以和后端的云平台友好接入。

 

节点控制器,实现本地能量管理核心设备,主要数据采集功能,监测、储存、执行管理策略还有上传。这里面有一个问题,需要认真的深入研究,关于数据上传时候数据采样率和数据采样的时刻的问题,这样实行电池后台的电池数据的分析,把电池的维护变成智能的维护,我们也在做一些工作,到底采样数量多大,或者存储的速度有多快,完整描述这个电池当前的状态。

 

像汽车上用的三年之后的电池,衰退不到8%,利用率只有60%,就是它的差异造成,做成5组利用率可以达到70%,可以提高利用率。把电池模组串在一起,也可以提高电池利用率。维护后储能能增加33%。

 

看这个例子,均衡之后可以提高7%,柔性成组之后,提高了3.5%,做均衡可以提高7%,柔性成组能带来一个好处,实际上原因不同厂家电池衰退轨迹不一样,你要事先知道这组电池会变成什么样或者参数分布是个什么样,然后你再有针对性做一个优化。

 

这是采用的一个方案,模块全功率独立电流控制,这不适合大功率的应用。

 

模块的部分功率独立电流控制,这个电路适合中高压、重复利用。这是MMC电池储能适合高压大功率的方案。

 

另外关于电池状态分析。我一直讲电池容量不一致,衰退是有随机性,电池老化不一致,容量、内阻降低很厉害,用这个参数进行表征,大家用得比较多一个是容量还有一个内阻。你要想办法维护成一致,你需要对每个电池SOC差异进行评价,怎么样评价这个单体的SOC,然后你才能说这个电池怎么不一致,最大功率能差多少。通过SOC对电池进行维护,单个SOC是怎么来的。

 

现在的做法都是把BMS放在电池系统上,在线实时估计这个SOC,我们想用另外一个办法描述它,我们希望通过运行采样的这些数据到后台来,我们通过后台的数据分析电池的SOC和SOH,在这种基础上对电池进行优化。

 

所以我们希望通过汽车电池数据,称不上大数据,是一个数据平台,通过机器学习和挖掘,扩展SOH的估计模型,基于估计结果给出电池系统全充放电的管理策略。

 

数据上来之后,还有一个好处,我可以对电池健康状态做一个预警。电池着火的事情还是经常发生,储能系统必须得作为一个安全。我们希望通过后台数据分析做一个建立实时信息和中长期的预警,找到短时间尺度和长时间尺度安全隐患在线的预警方法,最后提高整个系统的安全性和可靠性。

 

通过这样,我就可以大幅度做到几方面,一个提高系统的能量利用率,第二延长电池寿命,第三保证安全,这个储能系统才能可靠的工作。

 

到底需要多少数据传上来才能满足这个要求,需要找到最小的极满足电池运行状态,这些数据可以支撑后边的分析,数据也不能太大,大量的发数据,实际上对整个网络也是很大的一个负载。

 

最后说BMS,储能的成本比电池的成本变得更为重要。如果把所有的功能都加到BMS,这个BMS成本降不下去,我们既然数据可以送上来,后边可以有一个强大的分析平台,前面就可以简化,前面只有数据采样或者简单保护,做一个非常简单的一个SOC计算,其它数据都由后台发上来,这就是我们现在在做的,整个状态估算和下边BMS的采样,我们经过储能节点控制器,最后传到网络上,储能节点控制器会有一定的算法,下边这个基本就是检测和均衡。最终的运算是在后台网络来运算。这是整个系统架构。

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