儲能電池PACK:簡明解讀儲能電池技術的核心

芷蕾水電 2024-02-23 18:31:18

電化學儲能中最主要的技術路線是锂離子電池儲能,而锂離子電池PACK技術是行業技能的重要一環,下面就跟著小編一起了解電池PACK的一些基礎知識吧。

01 定義

锂離子電池PACK又稱電池模組,是一種锂離子電池的制作工藝,是包裝、封裝、裝配的意思,是指將多個锂離子單體電芯組通過並串聯的方式連接而成,並考慮系統機械強度、熱管理、BMS 匹配等問題。

其重要的技術體現在整體結構設計、焊接和加工工藝控制、防護等級、主動熱管理系統等。如將2個電池串聯或並聯起來,按照客戶要求組成某一特定形狀,就叫它PACK。

02 電池PACK的組成

電池PACK組成重要包括單體電池模塊、電氣系統、熱管理系統、箱體和BMS幾個部分。

▲電池模組

▷ 電池模塊:如果把電池PACK比作一個人體,那麽模塊就是“心髒”,負責電能的儲存和釋放。

▷ 電氣系統:主要由連接銅排片、高壓線束、低壓線束以及電氣保證器件等器件組成。高壓線束可以看作是電池PACK的“大動脈血管”,將電池電能不斷輸送給末端負載,低壓線束則可以看作電池PACK的“神經網絡”,實時傳輸檢測信號和控制信號。

▷ 熱管理系統:熱管理系統主要有風冷、液冷兩種方式,而液冷可分爲冷板式液冷和浸沉式液冷。熱管理系統相當于是給電池PACK裝了一個空調。電池在放電模式會産生熱量,爲確保電池在一個合理的環境溫度下工作,提升電池循環壽命,一般要求系統溫差≤5℃。

▷ 箱體:主要由箱體、箱體蓋板、金屬支架、面板以及固定螺釘組成,可以看作是電池PACK的“骨骼”,起到支撐、抗機械沖擊、機械振動和環境保護的作用。

▷ BMS:Battery management system 電池管理系統,可以看作是電池的“大腦”。主要負責測量電池的電壓、電流和溫度等參數,同時還有均衡等功能。可將數據傳送給MES。

03 電池PACK的特點

▷ PACK锂電池包要求電池具有高度的一致性(容量、內阻、電壓、放電曲線、壽命)。

▷ 電池包PACK的循環壽命低于單只電池的循環壽命。

▷ 在限定的條件下使用(包括充電、放電電流,充電方式,溫度等)

▷ 锂電池包PACK成型後電池電壓及容量有很大提高,必須加以保護,對其進行充電均衡、溫度、電壓及過流監測。

▷ 電池PACK必須達到設計需要的電壓、容量要求。

04 PACK的方法

▷ 串並組成:電池模組由單體電芯通過並串聯而成。並聯增加容量,電壓不變,串聯後電壓倍增,容量不變。

比如:電壓爲3.2V的電芯,15個串聯起來,就是48V,這就是串聯升壓。

比如:容量爲50Ah的電芯,兩個並聯起來,就有100Ah,這就是並聯擴容。

▷ 電芯要求:根據自己設計要求選取對應電芯,並聯及串聯的電池要求種類一致、型號一致,容量、內阻、電壓值差異不大于2%。不管是軟包裝電池還是圓柱電池,都需要多串組合。

▷ PACK的工藝:電池的PACK通過二種方式實現,一是通過激光焊接或超聲波焊接或脈沖焊接,這是常用的焊接方法,優點是可靠性較好,但不易更換。二是通過彈性金屬片接觸,優點是不需焊接,電池更換容易,缺點是可能導致接觸不良。

綜合考慮生産良率、效率及連接點的內阻,目前激光焊接已經是很多電池廠商的首選。

05 如何看懂電池PACK技術參數

▷ 組合方式:1P24S

小編解讀:S代表串聯電芯,P代表並聯電芯,1P24S表示:24串1並。串聯後電壓倍增,額定電壓爲3.2*24=76.8V。

▷ 額定容量:280Ah

小編解讀:電池額定容量是指電池在額定工作條件下能長期持續工作的容量。電池的額定容量C,單位安時(Ah),它是放電電流安(A)和放電時間小時(h)的乘積。所以280Ah表示以最大倍率0.5C的電流放電,可持續放2h。

▷ 額定能量:21.504kWh

小編解讀:額定能量(Wh)=標稱容量

(Ah)*標稱電壓(V),所以一塊電池能夠放出的總能量是和容量、電壓都有關的。

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