随着人们环保意识的逐渐增强,人们开始重视新能源的开发,其中风能和太阳能发展最为迅速。风能和太阳能受环境因素影响较大,输出电压不稳定。如果直接并入电网,会对电网产生一定的影响,影响其稳定性。为了提高风能和太阳能的稳定性,储能技术发挥了重要作用。通过将能量储存在电池中,再通过储能逆变器并入电网,提高了电网的稳定性和智能性。目前,国内外电池储能发展迅速,锂离子电池因其高功率密度比和能量密度比,以及在大规模电池储能方面的独特优势,成为大容量储能的研究热点。近年来,许多国内外公司都推出了自己的锂电池储能系统,并建设了示范项目。
由于锂电池电芯的电压较低,在实际储能应用中需要将大量的单体电芯进行串并联连接形成锂电池组。但锂电池由于其固有的特性,在长期充放电过程中,容易受到单体电池间充电接受能力、自放电率和容量衰减的影响,单体电池间存在一定的电压差。长期使用不仅会降低电池的效率,还会导致安全隐患。此外,过冲、过放、温度变化对电池性能影响较大,长时间过冲、过放严重降低电池寿命。因此,有必要开发一种高性能的锂电池组管理系统来提高电池寿命和储能效率。
目前国外对电池管理系统的研究多集中在电动汽车上,技术也比较成熟,已经进入实际应用阶段,而对大容量储能电池管理系统的研究较少。国内电池管理技术还不成熟,整个储能电池的管理还处于探索阶段。电池储能管理系统研究的重点是如何掌握电池组中每块电池的状态,并根据这些状态进行合理的管理。为了更好地满足储能条件的需要,介绍了一种储能锂电池组的分层电池管理系统,详细阐述了各层的主要功能和层间关系,重点介绍了电池电压和电池温度的高精度数据采集以及电池管理系统的精确电池状态估计方法。