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動力鋰電池管理系統的基本功能

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 電池管理系統重要的三個子系統基本功能

 

1、SOC估計功能

 

精確估算SOC數值變是非常重要的,其算法是相關公司的核心競爭力之一。SOC的估算精度高,關于相同量的電池,可以有更高的續航里程。所以,高精度的SOC估算可以有效地降低電池成本。SOC是依據監測的外部特性信息計算出來的傳輸信息。SOC告知車主當前電量的同時,也讓汽車了解自身電量,防止過充過放,提高均衡一致性,提高輸出功率減少額外冗余。系統底層內部都是經過復雜的算法計算,保證汽車安全持續穩定運行,提高安全性。

 

2、熱管理功能

 

熱管理要包括確定電池最優工作溫度范圍、電池熱場計算及溫度預測、傳熱介質選擇、熱管理系統散熱結構設計和風機預測穩點的選擇。確保電池工作在適當的溫度范圍內和降低各個電池模塊之間的溫度差異。

 

3、均衡控制功能

 

均衡控制分為主動均衡與被動均衡。

 

主動均衡是對電池組在充電、放電或者放置過程中,電池單體之間出現的容量或電壓差異性進行均衡,來消除電池內部出現的各種不一致性。

 

均衡方式要以被動均衡為主,采用單體電池并聯分流能耗電阻的方式,且只能在充電過程中做均衡工作。其工作原理是通過對電壓的采集,發現串聯單體電池之間的差異,以設定好的充電電壓的“上限閾值電壓”為基準,任何一只單體電池只要在充電時最先達到“上限閾值電壓”并檢測出與相鄰組內電池差異時,即對電池組內單體電壓最高的那只電池,通過并聯在單體電池的能耗電阻進行放電電流,以此類推,一直到電壓最低的那只單體電池到達“上限閾值電壓”為一個平衡周期。

動力鋰電池行業的五大問題

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 當前動力鋰電池公司正在積極調整公司的發展策略以應對激烈的市場競爭。一方面,電池公司通過提升產品能量密度和產量規模,以提升公司在動力鋰電池市場的競爭力另一方面,市場競爭加劇的倒逼之下,部分電池公司開始轉變公司發展策略,根據政策及市場走向調整產品和市場,謀求生存空間。

 

具體來看,目前整個動力鋰電池行業要存在以下幾個現狀:

 

1、調整市場發展策略開拓新市場謀出路

 

一些原本專注于新能源客車和專用車領域的動力鋰電池公司,在2018年都表示將進軍新能源乘用車市場。

 

一方面,新能源汽車補貼政策調整,2018年新能源客車和專用車補貼額度大幅下降,且獲高額補貼技術門檻大幅提高,而長續航里程的中高端新能源乘用車所獲補貼卻不降反升,導致動力鋰電池公司開始將市場轉向新能源乘用車領域。

 

另一方面,新能源乘用車一直是新能源汽車銷量和動力鋰電池裝機量的主力軍,自然成為動力鋰電池公司爭奪的主陣地。

 

與此同時,也有部分動力鋰電池公司將市場轉向鋰電儲能和不依賴補貼的小動力、叉車和低速車領域,通過差異化競爭獲得生存發展。

 

2、賬期延長資金鏈緊張公司備受煎熬

 

受補貼延遲下發和原材料漲價影響,整個鋰電產業鏈相關公司應收賬款普遍較高,賬期不斷延長。而動力鋰電池公司受上游原材料漲價和下游主機廠大幅壓價的多重影響,應收賬款高企,賬期持續惡化,面對更為嚴峻的資金壓力。

 

在此情況之下,動力鋰電池公司也因經常拖欠供應商貨款而遭到行業聲討,成為鋰電行業賬期惡化的背鍋俠。

 

3、降成本錙銖必較一顆螺絲釘都不放過

 

眾所周知,降成本是動力鋰電池公司面對的重大課題,當前所有的動力鋰電池公司都在積極尋找降成本的方式,總體來看都大同小異。

 

目前,動力鋰電池公司重要通過擴充產量、改進材料體系、PACK輕量化設計、加強內部管控、提升自動化生產效率等方式降低電芯的制造成本。而改進材料體系和結構輕量化是當前電池公司降成本最直接的手段。

 

其中,通過四大材料中降成本的空間較為有限,而在pACK輕量化方面,電池公司重要以做大殼體尺寸、優化pACK結構設計和導入新材料等方式入手。甚至有電池公司在結構優化方面細化到節省一顆螺絲釘的地步,精打細算到幾分錢。

 

4、動力鋰電池價格持續下降市場報價混亂

 

2017年,國內多家動力鋰電池公司出現了營收大幅上升但凈利潤卻下降的現象,重要原因就是2017年上游原材料漲價和動力鋰電池價格普遍下降所致。

 

除了動力鋰電池價格持續下降公司產品下降,目前市場上還有公司為清理庫存或爭奪市場報出更低的價格,導致當前市場報價較為混亂。

 

5、系統能量密度140wh/kg成標配電池公司技術提升壓力大

 

補貼新政將補貼金額與電池系統能量密度直接掛鉤,并大幅提升電池補貼標準門檻,導致大批電池公司通過各種方式急于提升電池能量密度,效果顯著。

 

從巡回調研及推薦目錄來看,當前所有的電池公司都在開發或已經出系統能量密度在140wh/kg以上的電池產品,磷酸鐵鋰離子電池單體比能量達160wh/kg以上,三元電池單體比能量達210wh/kg以上,同比2016年出現大幅提升。

 

值得注意的是,也有大批電池公司表示,在不改變材料體系的情況下,當前要進一步提升電池系統能量密度已經非常困難。而且,隨著能量密度的提升,電池產品的安全風險系數也大幅提升,這給電池公司造成了巨大的壓力。

 

總的來看,當前動力鋰電池行業面對的問題還有很多,穩中求勝成為了眾多電池公司的發展目標。但在競爭壓力加劇之下,要實現這個目標也存在諸多困難。

房車鋰電池使用時,注意四點安全隱患

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 房車鋰電池作為房車能源之一,給我們出去游玩提供了很多方便。一般房車旅行得出行很長時間,這樣房車鋰電池使用時間就變得很長,長期以來將會對鋰電池產生一定的影響和安全隱患。那么什么情況才會發生安全隱患呢?下面小編為大家介紹這方面的知識,希望能對大家有所幫助。

 

1、過熱會引發鋰電池爆炸

常見的鋰電池容量并不會很大,而且都會直接注明禁止放在陽光下曝曬或放在不通風的地方,因為鋰電池在放電的過程中會持續產生熱量,尤其是在房車里常用的駐車空調更是要把12V的電轉化為220V,持續時間過長的話會導致鋰電池高倍放電而超出正常工作溫度,帶來危險隱患

2事故發生 鋰電池更加危險

房車上的鋰電池一般都會在側面的儲物柜或者底盤上方,一旦發生車禍或者擠壓事故,會直接導致鋰電池內部結構發生變化,引起其內部發生短路,造成二次傷害。

3內部短路 無形之中的定時炸彈

除了外部撞擊能夠引起電池內部變化,過充過放等因素也會讓電池內部情況變得更復雜,“內部短路”是讓電池陷入危險境地的另一隱患

4什么是鋰電池“熱失控”?

鋰電池熱失控是指通過外部與內部的因素,進一步導致電池內的熱量積累或者持續不散,達到電池的臨界點后產生劇烈的爆炸反應。

如果在使用房車的過程中發現車輛電池系統出現故障(冒煙,燒焦,短路,起火等)情況,一定要先遠離車輛再求助119或者改裝的廠家進行情況了解,一定不能夠自己動手找原因因為一旦發生起火和爆炸,房車是很容易燒起來的。

高速門架系統你了解多少

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 為滿足ETC門架系統眾多機電設備戶外(高速公路主線之上)運行環境的需求,我公司設計并推出 ETC 門架系統用戶外一體化智能綜合柜系統解決方案,包含 電源系統(ISPS)供配電、電池備電、空調制冷、消防安全、配電模塊、智能監控等,并預留一定設備空間,供安裝交換機、ETC業務設備等。

戶外一體化智能機柜還綜合考慮了供配電冗余設計、連續制冷、鋰電(或鉛酸電池)備電等特殊性能,提高整體設備運行安全。

技術優勢

1、高度集成

ETC門架一體化智能機柜集機柜、動環監控、系列傳感器、電源模塊、鐵鋰電池、防雷單元、攝像單元、智能溫控于一體,體積緊湊、布局合理美觀。

2、模塊化設計

ETC門架一體化智能機柜所有功能單元均模塊化設計,在保持箱體通用性的同時提供多樣化配置以適應不同應用場景,同時便于擴展、維修,最大化的延長基礎設施的使用生命周期,從而實現基礎設施的保值增值。

3、部署靈活,維護方便

所有功能單元均出廠預置,施工現場只需將市電、接地線引入箱體與柜內預置的接口對接即可,無需拆解柜內板面、模塊即可完成部署

4、可獨立運行

純硬件設備,可本地顯示溫濕度、電流、電壓數據,無須平臺軟件即可完成所有參數設置,具備保存所采集的數據能力,斷網、斷電數據不會丟失。

作用

(1)具備防雷擊和防浪涌沖擊能力。

(2)防盜和防破壞:機柜的外殼應安裝防盜鎖,固定機柜的裝置必須在打開機柜門后才能安裝和拆卸,柜體無裸露可拆卸部件,保障柜體難以從外部撬開。

(3)具備遠程門禁控制功能,支持權限管理、用戶管理, 支持站點開鎖日志記錄,支持電子鎖狀態監控、設備狀態監測、門開告警等及時發現設備的丟失、損壞等異常狀態。

(4)機柜內應設置照明,操作區域的照度能滿足設備安裝、維護和維修要求。

(5)機柜宜具備移動發電機電源接口,發電機和市電能自/手動切換

(6)火災報警:具有電氣災報警功能。

(7)機柜具備滿足輸出回路需求(N+ 2)的接線端子,并可實現超出6倍額電流時自動保護。

(8)記錄功能記錄每小時、每天、每月用電量、用電故障或檢測記錄、 能耗檢測、電流電壓負載波動記錄、用電報警記錄、具備供電分析功能。

(9)漏電保護:接地系統需具有手/自動漏電自檢功能,自檢或斷電后能自動送電,在≤30mA漏電流時0.1s內能自動保護。

電動車鋰電池這樣用,多用幾年沒問題

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 如今,電動車越來越趨于高端智能化的方向發展。電動車研發制造技術在不斷進步,電動車制作工藝也日漸成熟。

 

隨著新國標的出臺,鋰電池時代已經到來。市場上電動車鋰電池主要分三大類,第一三元鋰(目前使用最多),第二磷酸鐵鋰,第三鈦酸鋰。那么,使用鋰電池到底有什么要注意的呢?

 

溫度,鋰電池怕高溫。長期在過熱的環境下,會大幅縮減鋰電池的壽命,嚴重的會因內壓增大引發爆炸,即使沒有爆炸,鋰電池也會在高熱中迅速報廢,大部分原因就是因為其工作環境的高溫導致的。

 

大電流,比如18650電芯是3C放電,電動車電機8000W,用的電芯低于電動車放電電流,這樣會導致鋰電池溫度過高,電流過大而縮短壽命,還會出現鼓包報廢的情況

 

滿電存放,三元鋰電滿電是4.35V,目前市面上的保護板都是4.2V就截止充電,所以很多人買到電動車鋰電池都說沒有標稱的容量多,其實就是這個原因,一般長時間存放電動車鋰電池,充半分之五十的電量是最好的,就像買新手機,很多都是開機百分之五十的電量。如果滿電存放時間長,會讓鋰電池容量減少。還需要注意的就是選擇品質較好的保護板,鋰電池最大的禁忌就是過過放。

 

合適的充電設備,在充放電的時候也要充電器的電流和用電器的一般電流負載在規定范圍之內,過高的電流負載極易引起電池的內部短路,從而破壞鋰離子,引發電路的安全隱患。同理,對于充電式的充電器電壓,道理也是一樣的。所以我們在使用充電器的時候也要注意看看充電器是否合格。

 

注意以上幾點,你的鋰電池想用六七年沒問題

鋰電池過充過放的危害

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 鋰電池過充過放會給電池帶來哪些危害?鋰電池是可充電電池,一般的鋰電池充滿電是4.2V也有其它電壓的電池。鋰電池充電方式有快充,慢充,涓流充電,恒流充電等。但是注意要防止鋰電池的過充,過放,短路保護等問題。

 

鋰電池過充過放會帶來哪些危害?

 

在電池電量已滿的情況下繼續充電會導致正極材料結構變化,造成容量損失,而其分解放氧與電解液會發生劇烈的化學反應,最壞的結果就是發生爆炸。

 

鋰電池放完內部儲存的電量,電壓達到一定值后,繼續放電就會造成過放電,通常根據放電電流來確定放電截止電壓。0.2C-2C放電一般設定1.0V/支,3C以上如5C或10C放電設定為0.8V/支,電池過放可能會給電池帶來災難性的后果,特別是大電流過放,或反復過放對電池影響更大。

 

一般而言,過放電會使鋰電池內壓升高,正負極活性物質可逆性受到破壞,即使充電也只能部分恢復,容量也會有明顯衰減。鋰電池深充深放,電池的損耗就會越大,鋰電池工作最理想的狀態是淺充淺放,那樣的話電池壽命就越長。

 

為什么鋰電池過充或者過放會有氣體產生?

 

普通的鋰離子電池在充電過程中電池內部會產生少量氣體,一般會在放電時吸收。充電電流太大、經常過充則會加劇氣體產生,使鋰電池內壓增加導致出現鼓脹現象。電池產生輕微鼓脹是允許的,避免過充是減少鼓脹現象的關鍵。

 

另外,鋰的化學性質非常活潑,很容易燃燒,當鋰電池充放電時,電池內部持續升溫,活化過程中所產生的氣體膨脹,電池內壓加大,壓力達到一定程度即會破裂,引起漏液、起火,甚至爆炸,所以確保其安全性能絕對重要。

 

鋰電池過充電的控制方法:

 

為了防止鋰電池過充,需要對充電終點進行控制,當電池充滿時,會有一些特別的信息可利用來判斷充電是否達到終點。一般有以下六種方法來防止電池被過充:

 

1.峰值電壓控制:通過檢測電池的峰值電壓來判斷充電的終點;

 

2.dT/dt控制:通過檢測電池峰值溫度變化率來判斷充電的終點;

 

3.T控制:電池充滿電時溫度與環境溫度之差會達到最大;

 

4.-V控制:當電池充滿電達到一峰值電壓后,電壓會下降一定的值

 

5.計時控制:通過設置一定的充電時間來控制充電終點,一般設定要充進130%標稱容量所需的時間來控制;

 

6.TCO控制:考慮鋰電池的安全和特性應當避免高溫(高溫電池除外)充電,因此當電池溫度升高60時應當停止充電。

 

 

怎樣提高鋰電池的一致性

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 提高電池一致性的方法

 

1、 生產過程的控制 生產過程的控制主要從原材料和生產工藝兩方面進行。原材料方面盡量選取同一批次的原材料,保證原材料顆粒大小、性能的一致性。生產工藝上要對整個生產過程進行嚴格的調控,例如保證漿料攪拌均勻、不長時間放置,控制涂布機的走速保證涂布的厚度、均勻度,極片外觀檢查、稱重分檔,控制注液量及化成、分容、儲存條件等。


2、 配組過程的控制 配組過程的控制主要是指對電池進行分選,電池組采用統一規格、型號的電池,并且要對電池的電壓、容量、內阻等進行測定,保證電池初始性能的一致性。
在電池組配組時,單體電池的電壓差異是影響電池組充放電末期各單體電池的一致性重要因素,而單體電池的內阻差異則造成了電池組充放電過程中各單體電池的電壓平臺出現較大差別。

 

3、使用和維護過程的控制 對電池進行實時監控。配組時對電池進行一致性篩選,可保證在電池組使用初期的一致性。在使用過程中對電池進行實時監控,可實時觀察到使用過程中的一致性問題,但由于當一致性差時,監測電路會切斷充放電電路,因而性能會降低。必須找到二者之間的平衡點。也可以通過實時監控對極端參數電池進行及時調整或者更換,保證電池組的不一致性不會隨時間而擴大。
引入均衡管理系統。采用適當的均衡策略和均衡電路對電池進行智能管理。目前常見的均衡策略包括基于外電壓的均衡策略、基于SOC的均衡策略和基于容量的均衡策略。而均衡電路按能量消耗方式可以分為被動均衡和主動均衡。其中主動均衡能夠實現電池間的無損能量流動,是國內外研究的熱點。主動均衡中常用的方法有電池旁路法、開關電容法、開關電感法、DC/DC變換法等。


4、對電池進行熱管理。對電池進行熱管理除了盡量將電池組的工作溫度保持在最優的范圍之內,還要盡量保證電池之間溫度條件的一致,從而有效的保證各電池之間的性能一致性。采用合理的控制策略。在輸出功率允許的情況下,盡量減小電池放電深度,同時,避免電池的過充電,可延長電池組的循環壽命。加強對電池組的維護。間隔一定時間對電池組進行小電流維護性充電,還要注意清潔。

未來新能源是鋰電還是氫能?

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 到底是鋰電還是氫能?最近以來是包括新能源行業糾結的話題。我們的判斷是鋰電池應用是一個非常好的景,適合分散分布式的使用場景,小批量用戶,即插即用,無需電網改造。氫能源適合集中式規模化的應用場景,比如大型物流園區或者大型商超的分撥中心,適合建設加氫站的場景。

 

作為搬運車車和工業車輛的動力源,鉛酸電池以后也將一直存在,鋰電將在未來5年占據半壁江山,氫能源也會在特定場景下出現。我們更多要關注的是在新的能源結構中衍生出來的搬運車技術結構和運營商業模式的種種機會,這個才是這次電池革命帶來的結果。

 

面對一個新生的事物,我們要有主動迎接的好奇之心,也要有如履薄冰的敬畏之心。搬運車車鋰電池未來還有多的技術需要沉淀,搬運車鋰電,還需要時間......

鋰電池保障ETC收費站不間斷供電

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 交通運輸部召開了全國深化收費公路制度改革取消高速公路省界收費站工作視頻會議,部署ETC門架系統自動扣費的工作。ETC門架系統具備對通行車輛進行車牌識別、分段計費等功能,是深化推進取消高速公路省界收費站工作中的關鍵節點。據統計,取消省界收費站后,客車平均通過省界時間由原來的15秒減少為2秒,貨車平均通過省界時間由原來的29秒減少為3秒。

 

取消省界收費站后,由收費模式變化帶來高速公路運營管理服務模式均將發生巨大變化,新建ETC門架系統,將安裝部署車道控制器、ECT天線、車牌圖像識別設備、高清攝像機、補光等多種設備,由于ETC門架系統分布于公路沿線,工況環境較復雜、設備種類多、布設距離遠、需提供多電壓輸出、用電量較大、需提供穩定的不間斷電源。為了保證ETC門架系統安全,ETC收費系統的供電系統的重要性不言而喻。

 

ETC收費系統安裝鋰電池UPS的重要性

 

目前,有些高速公路ETC門架系統所用的電源就需要就近取電。因為有些收費站遠離城區,有時會出現一些供電故障以及電壓不穩定,所以高速公路ETC門架系統的供配電系統需采用雙電源供電。

 

一般采用柴油發電機組發電作為市電的備用電源,能夠在停電后的10~15秒內自動運轉柴油發電機組啟動發電并經雙電源開關自動切換,確保向重要負荷供電。一級負荷中特別重要的負荷,除由兩個電源供電外,尚應增設不間斷電源(UPS),并嚴禁將其它負荷接入不間斷供電系統。

 

目前鋰電池UPS作為備用電源被廣泛應用在ETC門架系統,據了解,很多地區的高速都要統一安裝該產品,一般情況下該系統是需要電池來服務的。

 

由于鋰電池UPS的高可靠性,加上在接UPS之前一般會先連接穩壓器,設計時以經濟性為原則,不再考慮采用兩臺UPS一主一備的方案。當市電電源發生停電問題時,UPS的供電電源將自動轉接至緊急發電機供電系統,以確保一級負荷電源的不間斷供電

 

采用鋰電池UPS電源的持續供電確保ETC收費站的正常工作是保證道路通暢的重要環節。

制約儲能鋰電池發展的三大瓶頸

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 第一,安全性存在隱患。

鋰電池在過充、過放、過熱和機械碰撞等內外部因素作用下,容易引起電池隔膜崩潰、內部短路,導致熱失控進而引發安全問題。此外,鋰電池目前采用的電解液多為易燃或可燃的有機溶劑,增加了發生火災的隱患。傳統的安全消防措施往往并不能有效抑制鋰電池的熱失控,會造成初期火災迅速蔓延,進而演變為大規模的火災。2017年8月至2019年5月間,韓國接連發生了23起儲能電站火災事故,韓國政府曾一度暫停了所有正在運行的儲能電站項目,解決鋰電池儲能系統的安全問題成為重中之重。

第二,政策標準及技術規范發展滯后。

鋰電池儲能產業還處于孕育期,政策仍將是驅動市場發展的主要動力。目前我國在該領域的相關戰略和政策研究不充分,缺乏有效的引導政策和激勵措施,不利于鋰電池儲能產業的進一步做大做強。此外,我國鋰電池儲能的技術標準制定工作尚處于起步階段,目前只發布了1項國標和3項團體標準。

第三、技術標準滯后已成為影響行業規范化發展的主要癥結,可能導致儲能項目設計過于簡單、性能指標模糊、檢驗測試缺乏和安全隱患大等問題。項目檢測管理不系統、不深入。

目前,在全國范圍內還沒有一家大規模的儲能鋰電池產品質量綜合檢驗機構,部分檢驗項目和參數設置分布在全國十多個檢驗機構,大部分儲能用鋰電池產品的質量、安全性檢驗,特別是高電壓、大電流、防爆等試驗在國內仍處于缺失狀態。一系列的儲能電站事故暴露了儲能系統檢測和管理問題突出,在沒有對儲能系統的安全性和穩定性進行充分論證的情況下,不少公司或機構就急于上馬儲能項目,系統測試與驗證期過短,有些技術門檻及安全措施沒能嚴格到位,倉促交付現象突出。

 

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