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锂电池储能系统PACK详解
日期:2023-08-08   [复制链接]
责任编辑:sy_huamengqi 打印收藏评论(0)[订阅到邮箱]
我国正在积极推进“碳达峰、碳中和”战略目标的实现,这将大幅提高光伏、风电等清洁能源以及储能系统电力的入网比例,为储能市场带来了巨大的发展机遇。在政策的推动下,我国电化学储能系统发展迅速,电化学储能的市场份额也有所增长,且在发电侧、电网侧和用电侧均有广泛应用。其中,锂离子电池储能技术是电化学储能的主要技术路线,而电池PACK技术则是锂离子电池行业技能的重要一环。接下来,让我们一起了解电池PACK的基础知识。

定义

锂离子电池电池PACK又称电池模组是一种锂离子电池的制作工艺,是包装、封装、装配的意思,是指将多个锂离子单体电芯组通过并串联的方式连接而成,并考虑系统机械强度、热管理、BMS 匹配等问题。其重要的技术体现在整体结构设计、焊接和加工工艺控制、防护等级、主动热管理系统等。如将2个电池串或并联联起来,按照客户要求组成某一特定形状,就叫它PACK。

电池PACK的组成

电池PACK组成重要包括单体电池模块、电气系统、热管理系统、箱体和BMS几个部分。

TP280024A 电池模组

▶电池模块:如果把电池PACK比作一个人体,那么模块就是“心脏”,负责电能的储存和释放。

▶电气系统:主要由连接铜排片、高压线束、低压线束以及电气保证器件等器件组成。高压线束可以看作是电池PACK的“大动脉血管”,将电池电能不断输送给末端负载,低压线束则可以看作电池PACK的“神经网络”,实时传输检测信号和控制信号。

▶热管理系统:热管理系统主要有:风冷、液冷两种方式,而液冷可分为冷板式液冷和浸沉式液冷。热管理系统相当于是给电池PACK装了一个空调。电池在放电模式会产生热量,为确保电池在一个合理的环境温度下工作,提升电池循环寿命,一般要求系统温差≤5℃。

▶箱体:主要由箱体、箱体盖板、金属支架、面板以及固定螺钉组成,可以看作是电池PACK的“骨骼”,起到支撑、抗机械冲击、机械振动和环境保护的作用。

▶BMS:Battery management system 电池管理系统,可以看作是电池的“大脑”。主要负责测量电池的电压、电流和温度等参数,同时还有均衡等功能。可将数据传送给MES。

电池PACK的特点

▶ PACK锂电池包要求电池具有高度的一致性(容量、内阻、电压、放电曲线、寿命)。

▶ 电池包PACK的循环寿命低于单只电池的循环寿命。

▶ 在限定的条件下使用(包括充电、放电电流,充电方式,温度等)

▶ 锂电池包PACK成型后电池电压及容量有很大提高,必须加以保护,对其进行充电均衡、温度、电压及过流监测。

▶ 电池PACK必须达到设计需要的电压、容量要求。

PACK的方法

▶ 串并组成:电池模组由单体电芯通过并串联而成。并联增加容量,电压不变,串联后电压倍增,容量不变。比如:电压为3.2V的电芯,15个串联起来,就是48V,这就是串联升压。比如:容量为50Ah的电芯,两个并联起来,就有100Ah,这就是并联扩容。

▶ 电芯要求:根据自己设计要求选取对应电芯,并联及串联的电池要求种类一致、型号一致,容量、内阻、电压值差异不大于2%。不管是软包装电池还是圆柱电池,都需要多串组合。

▶ PACK的工艺:电池的PACK通过二种方式实现,一是通过激光焊接或超声波焊接或脉冲焊接,这是常用的焊接方法,优点是可靠性较好,但不易更换。二是通过弹性金属片接触,优点是不需焊接,电池更换容易,缺点是可能导致接触不良。  

综合考虑生产良率、效率及连接点的内阻,目前激光焊接已经是很多电池厂商的首选。

如何看懂电池PACK技术参数
 
 
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▶ 组合方式:1P24S

S代表串联电芯,P代表并联电芯,1P24S表示:24串1并。串联后电压倍增,额定电压为3.2*24=76.8V。

▶ 额定容量:280Ah

小编解读:电池额定容量是指电池在额定工作条件下能长期持续工作的容量。电池的额定容量C,单位安时(Ah),它是放电电流安(A)和放电时间小时(h)的乘积。所以280Ah表示以最大倍率0.5C的电流放电,可持续放2h。

▶ 额定能量:21.504kWh

小编解读:额定能量(Wh)=标称容量(Ah)*标称电压(V),所以一块电池能够放出的总能量是和容量、电压都有关的。

永泰数能电池模组介绍

永泰数能电池模组由电池单体、连接铜排、采集线束、BMU、相关电气件和结构件组成。电池模块成组方式为1P24S,以24个280Ah电芯进行串联。



储能系统YTP280024A 电池模组
安全(Safe)

l 基于实验室大数据仿真建模;

l 内置Pack级板载探测模块,极速传感与预警研判;

l Pack级靶向精准灭火,遏制热蔓延;

l 5VA级新型阻燃绝缘材料,有效抑制热失控,绝缘能力佳。

可靠(Reliable)

l 仿生树流道,快速降温;

l 一体化极简设计,预制化生产;

l 自主PACK设计,自有自动化柔性PACK产线。

智能(Smart)

l AI算法预警热失控;

l 智能变频调速,PACK内温差≤3℃;

l 支持≥100mA被动均衡,支持≥2A主动均衡(可选)。

综上所述,锂电池储能系统PACK是一种非常重要的储能设备,它的应用范围广泛,涉及到各种领域,包括电动汽车、智能家居、太阳能光伏等。随着科技的不断进步和人们对环保、可持续发展的要求越来越高,锂电池储能系统PACK的发展前景也越来越广阔。未来,它将会在全球储能市场中扮演越来越重要的角色,为人们创造更加便捷、高效、环保的生活方式。

原标题:锂电池储能系统PACK详解
 
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来源:ROHM技术社区
 
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