提升安全性能的儲能系統(tǒng)設(shè)計(jì)
為響應(yīng)中國2030年碳達(dá)峰戰(zhàn)略,推進(jìn)節(jié)能減排,促進(jìn)大氣污染治理,有必要將充電站建設(shè)納入規(guī)劃之中,同時(shí)在電力系統(tǒng)中還具有調(diào)峰、調(diào)頻、提高系統(tǒng)穩(wěn)定性和優(yōu)化電能質(zhì)量的作用。
儲能系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于大容量場合,對電力系統(tǒng)的調(diào)壓、調(diào)頻等具有重要作用,而儲能系統(tǒng)安全事故頻發(fā),儲能安全成為重要課題。電化學(xué)儲能類型可分為鉛酸電池、鋰離子電池、鈉硫電池、釩液流電池等。鉛酸電池性能可靠、價(jià)格低,但能量密度和功率密度均較低;鈉硫電池具有原料成本低、充放電效率高、存儲壽命長等優(yōu)勢,但需要附加供熱和保溫裝置。釩液流電池壽命長、可深度放電、電解質(zhì)溶液可反復(fù)再生,卻存在體積大、比能量低、密封性不好等問題。鈉硫電池和釩液流電池只能放電,不能充電,嚴(yán)格說不是二次電池。鋰離子電池的壽命長、可靠性高、耐高溫、容量大, 但導(dǎo)電性能差。近年來,國內(nèi)已運(yùn)行的儲能裝置中,鋰離子電池占比高達(dá)80%,并呈逐年遞增的態(tài)勢。
本文重點(diǎn)討論大容量靜止儲能系統(tǒng)的安全問題。據(jù)統(tǒng)計(jì),近10年來,國內(nèi)外共發(fā)生了30多起大容量儲能電站起火爆炸事故,事故大多采用鋰離子電池,還有兩起事故采用了鉛酸電池和鈉硫電池。
事故主要原因有:絕大多數(shù)事故發(fā)生在充電后休止?fàn)顟B(tài),此時(shí)電池電壓較高,電池活性較大,易引發(fā)事故;并聯(lián)電池簇之間形成環(huán)流,導(dǎo)致電池電芯過充,電壓過高形成內(nèi)短路,造成火災(zāi)。新能源汽車的起火爆炸事故達(dá)到幾百余起,動力電池基本采用的都是鋰離子電池,故障大多是由于熱失控引起的,其次是在充電過程中,對電動車使用不當(dāng)引起的自燃,汽車碰撞引起電池起火也占了相當(dāng)大的比重。
1 研究現(xiàn)狀
目前,如要提高儲能系統(tǒng)的安全性,可從5方面入手:
改善電芯的結(jié)構(gòu)及材料;
改善 PCS的結(jié)構(gòu)及控制策略;
提高電池管理系統(tǒng)對電池管理的精確性;
改變儲能子系統(tǒng)現(xiàn)有的控制架構(gòu);
改善電池 Pack的結(jié)構(gòu)及材料。
1.1 電芯安全的研究現(xiàn)狀
電芯安全性涉及電芯符合標(biāo)準(zhǔn)與否、電芯標(biāo)準(zhǔn)是否有缺陷、電芯成組方式等方面。
文獻(xiàn)給出了鋰離子電池在電化學(xué)儲能電站的國家標(biāo)準(zhǔn)和能源行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),而滿足要求的 電芯才能在儲能電站中應(yīng)用。從相關(guān)資料上可以查出,2018年廣東質(zhì)監(jiān)局抽查其20家企業(yè)的20批次的鋰離子電池產(chǎn)品,其不合格率為15%;從 相關(guān)數(shù)據(jù)可以看出,市場中有很多不合格的鋰離 子電池涌入,如不嚴(yán)格監(jiān)管,可能會造成更多的儲 能事故。文獻(xiàn)指出了韓國儲能電站爆炸的原因可能是由于電芯內(nèi)部問題。對于電池是否符合標(biāo)準(zhǔn)是一方面,但即使符合標(biāo)準(zhǔn)的電池也不一定是安全的。研究了電芯串并聯(lián)對電芯參數(shù)的變化,電芯先并聯(lián)可以有效減小電芯參數(shù)的變化,但并沒有考慮到電芯在長期使用后,會導(dǎo)致各并聯(lián)電芯的內(nèi)阻不一致,其之間在充電結(jié)束后 會形成環(huán)流,造成電芯的過充過放,引發(fā)熱失控。文獻(xiàn)研究了串聯(lián)鋰離子電池成組的拓?fù)?同時(shí)并聯(lián)電容進(jìn)行均衡管理,但各串聯(lián)電池的電池荷電狀態(tài)(SOC)值不一致時(shí),當(dāng)某個(gè)電池達(dá)到SOC值下限,就會停止輸出,影響了儲能系統(tǒng)的輸出容量。
目前電芯成組都采用先并后串的工藝,沒有采用先串后并的成組方式,目的是為了提高儲能系統(tǒng)的能量密度,但這種方式并聯(lián)的幾個(gè)電芯如果性能不一致則會產(chǎn)生環(huán)流,并且該環(huán)流不可測也不可控,構(gòu)成安全隱患。
1.2 PCS安全的研究現(xiàn)狀
電池組通過PCS和應(yīng)用對象連接,實(shí)現(xiàn)可控的功率控制和能量交換。
文獻(xiàn)研究了適用于大容量應(yīng)用場合的儲能變流器,其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)一般為單級式,與雙級式相比,可以有效地降低儲能的功率損耗,并連接相當(dāng)容量的電池組,以提高效率。文獻(xiàn)指出在儲能系統(tǒng)中的電池出口處一般會配置直流機(jī)械開關(guān)做短路保護(hù),問題是當(dāng)PCS的直流母線有短路,由于機(jī)械開關(guān)時(shí)延大(幾十毫秒),在短路過程中,電池組承受很大的短路電流,造成不可逆的損傷。電池組由大量的單體電池構(gòu)成,具有不均衡的特性卻承受相同的出力,對電池組的損傷會持續(xù)加重。文獻(xiàn)研究了兩個(gè)金氧半場效晶體管 (MOSFET)串聯(lián)組成的雙向控制開關(guān)作為儲能 系統(tǒng)的硬件保護(hù),但是采用的MOSFET開關(guān)管會加大儲能系統(tǒng)的功率損耗,降低儲能系統(tǒng)功率輸出效率。
文獻(xiàn)針對單元級聯(lián)式高壓變流器的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究,該變流器無需考慮直流側(cè)短路問 題和電容均壓問題,并且3個(gè)模塊的結(jié)構(gòu)完全相同,便于控制,提高了工作的可靠性,但采用的可關(guān)斷器件較多,造成很高的開關(guān)損耗。
在大容量應(yīng)用場合,PCS一般采用單級式拓 撲結(jié)構(gòu)和單元級聯(lián)式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),單級式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)會因?yàn)橹绷鱾?cè)母線短路,使電池組承受很大的短路電流,對電池造成不可逆的損傷;單元級聯(lián)式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)所需的可關(guān)斷器件較多,造成較大的開關(guān)損耗。
1.3 BMS安全的研究現(xiàn)狀
BMS的功能主要是根據(jù)采集電芯的電壓、電流、溫度及絕緣電阻的數(shù)據(jù),利用相應(yīng)的算法實(shí)現(xiàn)SOC、電池健康度(SOH)的估算,實(shí)現(xiàn)對電芯的充電管理、放電管理、均衡管理、熱管理以及故障 診斷和保護(hù),同時(shí)對數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲和通信。通過對控制策略和通信方式的不斷優(yōu)化,使BMS可更加準(zhǔn)確地了解電芯的狀態(tài),成為電芯的“大腦”, 對電芯發(fā)出的數(shù)據(jù)做出合理反饋。
文獻(xiàn)研究了雙控制器的3級架構(gòu)儲能電池管理系統(tǒng),雖然極大豐富了BMS的對外接口, 但由于各級架構(gòu)之間以及與控制器之間的接線繁多,并沒有考慮到線阻對于BMS的影響,一旦受到污染或沖擊導(dǎo)致接線之間短路,將會在電芯之間形成短路。文獻(xiàn)描述與鋰電池管理系統(tǒng)相比,液流電池管理系統(tǒng)不僅要實(shí)現(xiàn)對電池的監(jiān)測、荷電狀態(tài)和健康狀態(tài)的估算外,還要測量管道的流量和壓力、控制氣路閥,因此設(shè)備之間的連接線束大大增加,增大了設(shè)備之間短路的概率,降低了安全性能。文獻(xiàn)研究了ZigBee無線通信方式的電池管理系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了采集單元到管理單元之間數(shù)據(jù)的無線傳輸,但還是會存在導(dǎo)線老化的現(xiàn)象,增加故障率。
BMS基本是采用電池管理單元(BMU)、電池充電單元(BCU)再到微機(jī)制動控制單元(MBCU) 的二級或三級的管理通信架構(gòu)。最低一級BMU匯集12節(jié)左右電芯的單體電壓數(shù)據(jù)及其他一些溫度數(shù)據(jù),再逐級向上匯集。由此 BMU 測量單元與電芯間有大量電壓測量線,有的以電路板形式匯集,但都不能避免大量的電線或板線連接,一旦受到?jīng)_擊或污染,線間短路則引起電芯短路。
1.4 儲能系統(tǒng)框架的研究現(xiàn)狀
儲能系統(tǒng)的管理與控制框架是指如何對構(gòu)成 儲能子系統(tǒng)的各個(gè)部件或設(shè)備進(jìn)行管理,如何分級、如何設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的雙向傳遞和傳送路徑,是提高整個(gè)系統(tǒng)安全的重要方面。
文獻(xiàn)的靜止儲能協(xié)調(diào)控制框架為: BMS和PCS將全部數(shù)據(jù)傳輸給協(xié)調(diào)控制器,PCS 將部分關(guān)鍵數(shù)據(jù)傳送給BMS,協(xié)調(diào)控制器經(jīng)過處理后傳輸給上位機(jī);當(dāng)上位機(jī)給協(xié)調(diào)控制器下發(fā)調(diào)度指令,協(xié)調(diào)控制器經(jīng)過處理后,直接給 PCS 下發(fā)協(xié)調(diào)指令,同時(shí) PCS在接收到 BMS許可的 情況下,才可以改變控制模式,如 圖 2(a)所 示。文獻(xiàn)的移動儲能協(xié)調(diào)控制框架為:當(dāng)充電槍與車輛對接后,充電信號就會激活整車控制器 (VCU),VCU同時(shí)激活BMS和充電樁,BMS作為電池的直接管理者,BMS控制充電樁給動力電池充電,如圖2(b)所示。
圖2 儲能子系統(tǒng)框架圖
目前儲能電站大多采用傳統(tǒng)儲能子系統(tǒng)控制框架,由上位機(jī)控制協(xié)調(diào)控制器,協(xié)調(diào)控制器根據(jù)PCS和BMS的數(shù)據(jù)進(jìn)行邏輯判斷,最終輸出控制指令給PCS,同時(shí)PCS也會根據(jù)部分 BMS的關(guān)鍵數(shù)據(jù),選擇執(zhí)行的模式。電動汽車采用移動儲能子系統(tǒng)控制框架,當(dāng)充電槍插入汽車,會激活VCU,VCU就會激活BMS和PCS,此時(shí)的PCS為充電樁,BMS根據(jù)檢測的電池?cái)?shù)據(jù),控制PCS給電芯進(jìn)行充電。
BMS作為最了解電芯的設(shè)備,理應(yīng)由其控制PCS,但傳統(tǒng)儲能采用協(xié)調(diào)控制器控制PCS,往往會因?yàn)閿?shù)據(jù)時(shí)效性、完整性以及準(zhǔn)確性而導(dǎo)致電池過充或過放而引發(fā)熱失控,同時(shí)現(xiàn)有的控制策略沒有考慮到讓輸出功率隨著電芯SOC值的變化而變化,總以恒定功率輸出,加速了對電池的過度使用,因此這種協(xié)調(diào)控制框架不利于維護(hù)儲能系統(tǒng)的安全。
1.5 電池Pack及箱體安全的研究現(xiàn)狀
在電池發(fā)生熱失控之后,如何抑制電池的熱蔓延,電池Pack及箱體的安全在儲能系統(tǒng)中就顯得至關(guān)重要。而電池 Pack 的結(jié)構(gòu)和材料、電池Pack的充放電控制以及集裝箱內(nèi)設(shè)備的集成也成為儲能安全的重中之重。文獻(xiàn)針對電池包箱體的結(jié)構(gòu)和材料進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),電池包內(nèi)僅有冷卻水管給電池進(jìn)行降溫,存在較大的安全隱患, 并沒有其他消防安全設(shè)備和探測裝置對可能發(fā)生事故的電池包進(jìn)行有效的檢測與防護(hù)。文獻(xiàn)提出了集裝箱式儲能電池成組技術(shù),分析了電池模組的3種成組方式以及將BMS和磷酸鐵鋰電池進(jìn)行集成,電池采用先串聯(lián)后并聯(lián)模式能夠監(jiān)測到每一塊電池,但會增大電池管理的成本,由于單體電池SOC的限制,導(dǎo)致儲能系統(tǒng)輸出容量減小。同時(shí)設(shè)備集成考慮的并不全面,仍需要完成與PCS以及協(xié)調(diào)控制器的接線問題,使通信電纜的長度增加,影響到通信的及時(shí)性,而電纜暴露在 空氣中,也會加劇老化程度。文獻(xiàn)分別研究采用蜂窩式單獨(dú)腔體結(jié)構(gòu)、放熔斷器的鎳帶設(shè)計(jì)等方式和在每個(gè)電池包上對應(yīng)設(shè)置一個(gè)滅火冷卻機(jī)構(gòu)的方式來防止電池?zé)崾Э芈?。這些文獻(xiàn)分別只從物理和化學(xué)方面單獨(dú)來防止熱失控蔓延,措施比較單一,儲能安全存在較大的風(fēng)險(xiǎn)。
從儲能安全方面來看,電池Pack的設(shè)計(jì)過于簡單,未能在電池Pack中加入消防設(shè)備抑制內(nèi)部電池的熱蔓延,其內(nèi)部電池采用先串聯(lián)后并聯(lián)成 組方式的儲能系統(tǒng)會受到個(gè)別單體電池SOC的影響,導(dǎo)致儲能系統(tǒng)的輸出容量變小。而儲能系統(tǒng)框架大多采用分布式結(jié)構(gòu),只將 電池 和BMS集成在集裝箱內(nèi),儲能子系統(tǒng)對外仍需要連接PCS,線阻會隨接線長度的增加而增加,而線阻會影響到 BMS與 PCS、協(xié)調(diào)控制器之間的通信,同時(shí)目前的集裝箱內(nèi)有化學(xué)隔離和物理隔離措施來阻止電池?zé)崧印?/p>
2提高安全性能的儲能子系統(tǒng)設(shè)計(jì)建議及思路
從用戶角度提高安全和可靠性能,主要思路: 一是通過有效的監(jiān)測和評估手段,掌握電池目前的性能狀態(tài),以及在當(dāng)前環(huán)境下電池可容許的運(yùn)行性能要求,或者希望改善運(yùn)行環(huán)境的程度,即盡可能全面獲取電池的狀態(tài)和可允許的運(yùn)行指標(biāo)要求,即監(jiān)測信息方面;二是通過有效控制使電池運(yùn)行在較好的性能狀態(tài),不超出允許的運(yùn)行指標(biāo)限值,即控制協(xié)調(diào)方面。一個(gè)高效和安全的系統(tǒng)設(shè)計(jì)更接近這樣的目標(biāo)。
為此,儲能子系統(tǒng)的主控制單元盡應(yīng)可能掌握該系統(tǒng)的全面數(shù)據(jù),能評估或計(jì)算更深一步的信息,并且對系統(tǒng)有全面的控制能力,不能有另外不受控制的控制指令產(chǎn)生。
儲能子系統(tǒng)在中大容量靜止儲能應(yīng)用場景, 會以一個(gè)機(jī)柜、一個(gè)或多個(gè)集裝箱形式存在。由多個(gè)電芯構(gòu)成電池組,再由多個(gè)電池組構(gòu)成集裝箱,再由多個(gè)集裝箱構(gòu)成儲能子系統(tǒng)。
2.1 單體無線式 BMS與電芯集成
目前的BMS 為多級管理架構(gòu),各級管理架 構(gòu)之間采用大量線纜連接,經(jīng)過各種不確定因素的長期影響,易導(dǎo)致線纜發(fā)生老化、接觸不良以及短路等故障,給儲能系統(tǒng)帶來較大的安全隱患。
電芯需要測量的一次參數(shù)有電壓、電流、溫 度,其他SOC和SOH 等參數(shù)為二次參數(shù),依據(jù)一次參數(shù)計(jì)算得出,可稱為電芯BMS。這些參數(shù)測量后可通過無線方式傳送并匯集到Pack電池監(jiān)控單元。再由 Pack電池監(jiān)控單元與集裝箱電池監(jiān)控單元通過無線的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)交換,進(jìn)而匯集到儲能系統(tǒng)監(jiān)控單元。后面通信級可采用無線或有線方式,一般采用有線方式,因和一次功率回路物理上分離,不會引起安全性問題。
電芯 BMS可在電芯生產(chǎn)時(shí)集成裝配,電芯 BMS完全掌握電芯的相關(guān)參數(shù),使電芯BMS和電芯達(dá)到完美的契合,在電芯串并聯(lián)成組時(shí),單 體電芯BMS與Pack 電池監(jiān)控單元實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)配組。
2.2 電池Pack及箱體設(shè)計(jì)
Pack內(nèi)的電芯按串聯(lián)設(shè)計(jì),再與其他 Pack 按工程需要串聯(lián)到合適的電壓等級,并在每串安裝電流傳感器。每串 Pack配置一套 DC/DC 變流器,多個(gè)Pack先串聯(lián)再并聯(lián)構(gòu)成集裝箱,達(dá)到合適的容量要求,如圖3所示。
圖3 箱體及電池 Pack內(nèi)部圖
每個(gè)Pack內(nèi)配置壓力傳感器、煙氣傳感器、 消防裝置。當(dāng)有部分電芯發(fā)生形變而引起 Pack 內(nèi)壓力變化,可由壓力傳感器測得;當(dāng)有部分電芯 產(chǎn)生氣體或煙霧時(shí),由煙氣傳感器測得;當(dāng)Pack電池監(jiān)控單元綜合各種傳感數(shù)據(jù),判斷處于緊急狀況時(shí),可自行啟動內(nèi)部的消防裝置。
Pack串配置獨(dú)立的DC/DC變流器:一是保護(hù)作用,當(dāng)串內(nèi)發(fā)生短路或過流時(shí),可實(shí)施微秒級短路保護(hù);二是該變流器接受集裝箱電池監(jiān)控單元控制,使本串電池按最佳狀態(tài)運(yùn)行,并有效抑制串間環(huán)流。
在電池管理系統(tǒng)中,最低一級為電芯 BMS, 再到Pack電池監(jiān)控單元、Pack串級、集裝箱級、系統(tǒng)級監(jiān)控單元。每一級都有各自的功能,并通過數(shù)據(jù)交換進(jìn)行功能協(xié)同。
每個(gè)Pack的殼體可采用防爆阻燃?xì)んw,即當(dāng)某一 Pack異常時(shí),不至于波及臨近的Pack。集裝箱一級設(shè)計(jì)有效的熱交換通道,將每個(gè)Pack產(chǎn)生的熱量及時(shí)交換出去。消防主要由Pack內(nèi)部的消防設(shè)施起作用,集裝箱一級主要是散熱通道不暢而引起溫度上升,甚至失控,也需配置消防設(shè)備。
2.3 應(yīng)急快速響應(yīng)和快速告警
儲能電站中安裝大量的傳感器,傳感器應(yīng)包含檢測溫度、壓力、CO、H2、煙霧的功能,利用應(yīng)急快速響應(yīng)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞,傳感器通過檢測電池的溫度是否過高、電池箱內(nèi)壓力是否過大以及CO、H2、煙霧的濃度是否過高,來判斷電池是否發(fā)生熱失控。如果發(fā)生,則將上傳至儲能子系統(tǒng)主控單元,儲能子系統(tǒng)主控單元判斷故障等級, 決定是否直接啟動消防設(shè)備以及選擇PCS為停機(jī)還是待機(jī)狀態(tài)。
當(dāng)故障發(fā)生后,就會上傳至儲能子系統(tǒng)主控單元,儲能子系統(tǒng)主控單元經(jīng)過協(xié)調(diào)處理,在判斷故障等級的同時(shí)迅速啟動快速告警。將故障信息推送至協(xié)調(diào)控制器和主站,并在本地顯示,提醒工作人員。如果是電池發(fā)生故障,儲能子系統(tǒng)主控 單元能智能地找到該故障電池的位置,并啟動物理隔離裝置和化學(xué)隔離設(shè)備,將該故障電池進(jìn)行隔離,防止故障電池的熱蔓延,如果不是電池方面的故障,系統(tǒng)將智能判斷是否啟動消防設(shè)備及隔離設(shè)備。
2.4 基于 BMS主控的控制系統(tǒng)
與傳統(tǒng)的儲能系統(tǒng)控制架構(gòu)相比,新型儲能子系統(tǒng)對外只與協(xié)調(diào)控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換,內(nèi)部則由電池芯、BMS、各類傳感器、PCS和消防系統(tǒng)組成,其中由BMS的第三級架構(gòu)作為儲能子系統(tǒng)的主控單元,設(shè)計(jì)的新型架構(gòu)如圖4所示。
圖4 新型儲能控制框架圖
BMS、PCS、應(yīng)急預(yù)警系統(tǒng)以及電池 部存 放 于 儲 能 集 裝 箱中,消防設(shè)備存放P在ac電k全池Pack中,防止電池火災(zāi)的蔓延,儲能子系統(tǒng)主控單元負(fù)責(zé)收集所有數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,同時(shí)控制 PCS 和應(yīng)急快速響應(yīng)系統(tǒng);PCS負(fù)責(zé)控制電池的充放電;應(yīng)急快速響應(yīng)系統(tǒng)負(fù)責(zé)檢測溫度、壓力以及煙霧濃度等,同時(shí)接受儲能子系統(tǒng)主控單元指令啟動消防設(shè)備。BMU將采集的單體電池?cái)?shù)據(jù)上傳至 BCU,BCU 將采集的電池模組數(shù)據(jù)以及單體數(shù)據(jù)上傳至儲能子系統(tǒng)主控單元。
儲能 子 系 統(tǒng) 主 控 單 元 負(fù) 責(zé) 與 EMS 通 信, EMS將數(shù)據(jù)上傳至主站,并在本地的監(jiān)控端顯示。EMS接受主站下發(fā)的指令后,經(jīng)過處理直接給儲能子系統(tǒng)主控單元下發(fā)協(xié)調(diào)控制指令,儲能子系統(tǒng)主控單元負(fù)責(zé)與 PCS進(jìn)行通信,控制電池進(jìn)行充放電,同時(shí)PCS不再提供對EMS的數(shù)據(jù)接口,減少了新型儲能子系統(tǒng)對外通信線束,儲能子系統(tǒng)主控單元與應(yīng)急快速響應(yīng)系統(tǒng)通信,實(shí)時(shí)地將儲能電站的安全信息上傳至儲能子系統(tǒng)主控單元。
同時(shí)可以根據(jù)串并聯(lián)的電池?cái)?shù)量預(yù)估電池的 最大電 流 和 電 壓 值,同 時(shí) 留 有 一 定 的 裕 度,在 BMS中設(shè)定電流、電壓以及溫度的限值。在電芯 充電過程中,BMS前期控制 PCS以恒流模式給 電芯充電,當(dāng)達(dá)到 BMS 設(shè)定的SOC值時(shí),控制 PCS以恒壓模式給 電芯充 電;在電芯放電過程中,由于電芯的SOC值在不斷減小,不能要求電 芯以恒功率進(jìn)行放電,因此放電功率會隨SOC值 的減 小 而 減小,儲能子系統(tǒng)主控單元可以根據(jù)BCU上傳SOC值。根據(jù)特定的算法一直減小輸出功率,然后下發(fā)給PCS輸出功率指令,電池將以計(jì)算的輸出功率進(jìn)行放電。當(dāng)上位機(jī)要求輸出的功率和SOC值嚴(yán)重不匹配時(shí),就會發(fā)出告警信號,經(jīng)過短暫延時(shí)之后,由儲能子系統(tǒng)主控單元自動調(diào)整輸出功率。
3 結(jié)語
(1)針對現(xiàn)有儲能系統(tǒng)框架的多樣性,為了使 儲能系統(tǒng)的框架更加合理和統(tǒng)一,界定了儲能子系統(tǒng)的概念,并給出研究邊界,針對儲能子系統(tǒng)的框架進(jìn)行了論述。
(2)對有關(guān)生產(chǎn)的電芯是否符合標(biāo)準(zhǔn)、電芯標(biāo) 準(zhǔn)是否有 缺 陷、電芯的組 成、PCS的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、 PCS直流側(cè)短路的應(yīng)對措施、BMS的架構(gòu)和通信方式、電池Pack內(nèi)的消防設(shè)施和箱體結(jié)構(gòu)安全和儲能子系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制框架的研究文獻(xiàn)進(jìn)行評述, 并針對性地指出存在的問題。
(3)對BMS各架構(gòu)之間的通信方式、BMS與電芯的集成、電 池Pack的內(nèi)部消防設(shè)計(jì)、電池Pack串的可控設(shè)計(jì)、集裝箱體結(jié) 構(gòu)設(shè)計(jì)、基于BMS為主控的控制系統(tǒng)和應(yīng)急快速告警給出了改進(jìn)的思路和建議。
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