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2.1.3 电池动态一致性的影响因素分析

在实际的电池使用过程中,电池更容易发生不一致现象,究其原因是电池在串并联过程中受不同的充放电倍率、温度和放电深度等影响,再加上电池本身自有特性不同,造成了电池之间的离散性加大,同时电池管理系统在对各电池单体的均衡不够完善而导致。

随着储能电站规模的扩大和应用场景的多样性,特别是在百兆瓦储能电站中,储能锂离子电池系统由成千上万节电池单体串并联组成,电池数量庞大且离散性大。电池的串并联方式都会使电池的一致性变差。并联的电池虽然两端电压相同,但由于自身制造工艺水平的差异,会在并联电路之间形成环流,造成流经电池内部的电流不一致,进而加快部分电池的衰减和老化。

在实际的充电过程中,电池组的整体可充电容量应该用组内容量最小的电池描述,由于在充电过程中,对于串联的电池组来说,流经各电池单体的电流大小是相同的,所以如果电池管理系统在容量最小的电池充满后,不对其进行处理,则会导致通常情况下的溢充电现象发生;同理,对整个电池组进行充电的电压值也应该进行相应调整,否则会使个别电池长期处于高压状态,可能会造成电池极板被击穿,造成损坏。相应的放电过程同样如此,需要电池管理系统对组内容量较小的电池进行干预,防止其与其他电池进行等容量或等时间的放电,长期如此会造成电池锁闭现象的出现,从而造成损害。通常来讲,可以采用最大可接受电流这一概念来对电池的充放电能力进行描述。

式中, I 为当前状态下达到预警状态的电流值; I 0 为循环开始时刻,即 t =0时刻的最大预警值; a 为上述电流值的衰减常数,需要经过反复的循环实验来标定。进而得到电池在各个状态下的最大预警容量 Q B 描述,如式(2-6)所示。

所以,电池组内各电池单体的一致性与电池充放电电流和电池的衰减系数有关,如果电池管理系统不能对需要进行均衡的电池进行及时处理,就会造成电池组无法发挥应有的性能,甚至造成损坏。 9phhNlenWwYXD5q+vY+roUtnTC4dHgEGXBWagxGdT/gVw+8GswFDqvARpuXcYjja

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