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古瑞瓦特BMS电池管理系统|充放电电流对锂电池性能有何影响?

   2023-10-24 古瑞瓦特官网古瑞瓦特26570
核心提示:我们都知道,锂电池随着充放电次数的增加,电池容量SOH会越来越少,直接表现就是锂电池的性能越来越差。影响锂电池容量的影响因素很多,使用温度、充放电电流(充放电率倍率)、充放电截止电压等因素都会影响锂离子电池的衰减速度。造成锂电池容量衰减的机理可以分为三类:内阻和极化增加、正负极活性物质损失、Li损失。此次我们主要分享下充放电电流(充放电率倍率)对锂电池性能的影响。

  古瑞瓦特BMS电池管理系统|充放电电流对锂电池性能有何影响?

  我们都知道,锂电池随着充放电次数的增加,电池容量SOH会越来越少,直接表现就是锂电池的性能越来越差。影响锂电池容量的影响因素很多,使用温度、充放电电流(充放电率倍率)、充放电截止电压等因素都会影响锂离子电池的衰减速度。造成锂电池容量衰减的机理可以分为三类:内阻和极化增加、正负极活性物质损失、Li损失。此次我们主要分享下充放电电流(充放电率倍率)对锂电池性能的影响。

  在此之前,我们先来了解下锂电池的充放电倍率如何计算?充放电倍率是指电池在充放电过程中所承受的电流与其额定容量之比。单位为C,量纲为1/h,即“时”的倒数,此参数表示电池充放电能力、充放电快慢,计算公式如下:

  充/放电倍率=充/放电电流(A)/电池额定容量(Ah)

  以古瑞瓦特ENSE 209KWH-2H1和ENSE 209KWH-1H2分别为例给大家计算。

  

微信图片_20231024135348.png


  ENSE 209KWH-2H1产品参数

  

微信图片_20231024135359.png


  ENSE 209KWH-1H2产品参数

  由上图参数可知ENSE 209KWH-2H1系统内配置了PCS最大功率为100kW,电池最大储能量209.6kWh。

  PCS功率:P=U·I

  电池储能量:W=U·Q

  因充放电时PCS直流侧工作电压即为电池系统工作电压,所以我们判断储能系统最大充放电倍率比较直观的计算方式为P/W=100kW/209.6kWh=0.48,考虑电池寿命等实际情况,一般最大放电深度为90%DOD,综合考虑也就是参数上的0.5C。

  ENSE 209KWH-1H2计算方法类似,最大充放电倍率计算方式为P/W=200kW/209.6kWh=0.95,结合放电深度,最大充放电倍率为1C。

  在实际应用中,充放电倍率越大,电池充放电能力越强、充放电速度越快,然而,高倍率充放电会对锂电池产生一定的影响,即充放电倍率越大,电池性能退化率越快,主要表现在以下几个方面:

  ● 电池容量衰减:在频繁进行高倍率充放电的过程中,锂电池内部的化学反应会受到影响,导致电池容量的衰减。这种衰减通常是不可以逆转的,使得电池的续航能力下降;

  ● 温度升高以及充电效率降低:高倍率充放电过程中,由于电流过大,电池内部的热量会增加,会增加锂电池的功率损耗,降低充电效率,使得电池的充电时间变长;

  ● 电池寿命缩短:高倍率充放电过程中,锂离子活动速度快、物质迁移频繁,加剧了电池内部的损耗和材料疲劳。长期高倍率充放电会缩短锂电池的寿命,降低其可循环使用次数。

  从电池厂家提供的相关图形数据也可获知充放电倍率对电池的影响。

  

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  古瑞瓦特自主研发的BMS电池管理系统支持SOX功能,对单体电池及电池组SOC、SOH、SOP、SOE均衡计算,实现电池均衡管理,可以有效提高电池一致性;支持热管理功能,根据电池温度状态,对电池进行主动式冷热管理,实现降温、升温、温度一致性改善的控制功能;支持充放电控制功能,实时把电池SOP,电流,电压等信息发送给PCS,保证PCS在电池最佳情况下进行充放电,另外EMS可以根据现场应用状况在储能系统最大充放电倍率内合理调节PCS充放电功率,达到控制充放电倍率的目的。

  因此,在使用锂电池时,合理的充放电策略是控制电池衰减、延长电池寿命、提高容量利用率、保证电池组安全运行的有效手段。


 
标签: 古瑞瓦特
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